Giải pháp chống sét cho trạm cân xe ô tô

Vì sao cần lắp đặt chống sét cho trạm cân xe ô tô ?

Sấm sét là một hiện tượng tự nhiên rất phổ biến ở khắp Việt nam, về vật lý là sự phóng điện ở các đám mây hoặc từ đám mây xuống mặt đất. Chúng có thể gây ra những tác động nghiêm trọng đến sự an toàn của con người, hoạt động vận hành của hệ thống và các thiết bị trong trạm cân xe, bao gồm thiết bị điện tử tin học, cảm biến load cell và các thiết bị khác trong khu vực trạm. Các rủi ro có thể xảy ra như:

• Nguy hiểm: Dòng điện phóng từ đám mây có thể đánh trúng người hoặc các phương tiên đang ở trên bàn cân hay khu vực gần đó, gây ra chết người hoặc thiệt hại do cháy nổ đối với công trình xây dựng và phương tiện giao thông.
• Hỏng hóc: Sự phóng điện có thể gây ra hư hỏng vật lý trực tiếp đến các thiết bị trong hệ thống cân, bao gồm load cell, đầu cân và bảng điều khiển, máy vi tính, camera an ninh. Nó có thể làm hỏng các mạch điện tử, làm cháy các vi mạch nhạy cảm và làm hỏng cấu trúc vật lý của các thiết bị.
• Nhiễu điện từ: Các tia lửa điện trong không khí cũng có thể tạo ra các tín hiệu điện từ làm nhiễu các tín hiệu đang truyền qua các dây cáp và mạch điện trong hệ thống cân. Điều này có thể làm giảm độ chính xác của các kết quả đo lường và gây ra các sai số không mong muốn.
• Mất kết nối: Sự phóng điện có thể gây ra mất kết nối hoặc hỏng hóc các mạch điện tử, dây cáp và cảm biến. Mất kết nối giữa đầu cân với máy tính và mạng nội bộ quản lý từ xa. Điều này có thể làm cho hệ thống cân không thể hoạt động đúng cách hoặc ngừng hoạt động hoàn toàn.
• Thiệt hại tài sản: Sự phóng điện có thể gây ra thiệt hại vật lý đến các thiết bị trong hệ thống cân, bao gồm load cell, đầu cân và bảng điều khiển. Điều này có thể gây ra các chi phí sửa chữa hoặc thay thế và làm giảm tuổi thọ của các thiết bị.
• Thiệt hại gián tiếp: Khi hệ thống cân bị sai số hoặc không thể hoạt động do hư hỏng sẽ gây ra sự ùn ứ các phương tiện hoặc không thể cân đo được hàng hóa trên xe sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động kinh doanh của nhà máy. Hoặc ở các trạm cân của cơ quản quản lý vận hành hệ thống giao thông sẽ không thể giám sát được các phương tiện, có thể gây ra nguy cơ mất an toàn giao thông.

Do đó, để bảo vệ con người và hệ thống cân hoạt động ổn định, đảm bảo các kết quả đo lường chính xác và đáng tin cậy thì việc lắp đặt hệ thống chống sét (HTCS) là rất quan trọng và cần thiết.

Các hạng mục chống sét cho Trạm cân xe

Hệ thống chống sét cho trạm cân được thiết kế để bảo vệ cho con người, công trình kiến trúc và các thiết bị trong hệ thống cân khỏi hư hỏng do tác động của sự phóng điện đám mây và quá áp công nghiệp gây ra. Bao gồm hệ thống chống đánh thẳng, chống lan truyền và hệ thống tiếp đất đẳng thế. Các hạng mục chính bảo vệ cho trạm cân gồm:

Lắp đặt chống sét đánh thẳng cho trạm cân

Đây là hệ thống bảo vệ bên ngoài gồm một hoặc nhiều cột thu lôi được bố trí ở các điểm cao nhất so sao cho vùng bảo vệ của chúng đủ bao phủ hết các cấu trúc và phạm vi của nhà trạm. Một số giải pháp công nghệ được sử dụng như sau:

• Sử dụng kim thu lôi cổ điển

Phương án này thường sử dụng các kim cổ điển gắn trên nhà cân và các cột cao xung quanh bàn cân. Với cách này giá thành khá rẻ nhưng nhược điểm là phải lắp đặt nhiều kim, nhiều cột nên có thể gây trở ngại cho các phương tiện giao thông.

• Sử dụng kim thu chủ động

Phương án này chỉ cần sử dụng 1 cột (dựng trên mái nhà trạm hoặc cột độc lập), đây là hệ thống chống sét trực tiếp thường được sử dụng nhất do sự đơn giản và không ảnh hưởng đến giao thông, chỉ cần một đầu kim thu sét tiên đạo sớm là đủ vì bán kính vùng bảo vệ của nó rất lớn, đủ bao phủ hết phạm vi trạm cân. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là sự tác động từ dòng điện giông được thu về, sẽ tạo ra các xung quá điện áp lan truyền nhiều hơn trên các đường dây (có dòng điện), sẽ làm cho các thiết bị điện và điện tử dễ bị hư hỏng hơn (nhu load cell, đầu cân, màng hình Led, máy tính, camera ..)

• Sử dụng kim phân tán điện tích

Đây là phương án hiệu quả nhất cho các trạm cân cố định hoặc di động hiện nay. Giải pháp này sử dụng các đầu kim phân tán điện tích lắp đặt bố trí tương tự như kim thu lôi truyền thống. Tuy nhiên, bên cạnh chức năng bảo vệ như kim cổ điển thì chúng còn có một tính năng độc đáo khác là phân tán điện tích, hạn chế sự hình thành đường dẫn đánh xuống khu vực nhà trạm (xem Lý thuyết về phân tán điện tích), từ đó không trực tiếp tạo thêm xung quá áp lan truyền làm hư hỏng các thiết bị điện trong khu vực. Đây ưu điểm tuyệt vời của phương án sử dụng cột phân tán này.

Lắp đặt chống sét lan truyền cho trạm cân

Hệ thống chống sét lan truyền cho trạm cân (hay còn gọi là hệ thống chống cảm ứng) là một phương pháp bảo vệ hệ thống cân khỏi tác động của xung quá điện áp đột biến và các hiện tượng điện. HTCS lan truyền cho trạm cân load cell bao gồm các thiết bị chống sét (TBCS) được đặt tại các vị trí quan trọng trong hệ thống cân.

Khi có sự xuất hiện của các xung điện áp đột biến trên các đường dây truyền đến các vị trí này, các TBCS sẽ triệt tiêu dòng điện xung đó bằng cách chuyển hướng chúng xuống đất, giảm thiểu sự tác động của chúng lên hệ thống cân, bảo vệ an toàn cho thiết bị điện và điện tử.

Các TBCS lan truyền được lắp đặt bảo vệ ở các vị trí sau

• Bảo vệ cho hệ thống điện của trạm

Bảo vệ sơ cấp: Sử dụng thiết bị cắt sét type 1 bảo vệ ở tủ điện chính của trạm. Ở đây phải sử dụng Type 1 vì chúng sẽ nhận biết và triệt tiêu các xung điện 10/350us do ảnh hưởng trực tiếp vào các đường dây ngoài lưới hoặc vào cột thu lôi ở trong khu vực nhà trạm. Nếu sử dụng TBCS không thuộc Type 1 thì sẽ không có tác dụng ngăn chặn được dạng sóng này đi vào phá hủy thiết bị (các model có thể sử dụng như DS154E-300/G, DAC1-13VG-31-275, DS134R-280/G)

Bảo vệ thứ cấp: Sử dụng thiết bị chống sét lan truyền Type 2 ở các tủ điện nhánh (nhà làm việc, xưởng). Đây là các thiết bị có khả năng nhận biết và ngăn chặn các dòng xung do cảm ứng gây ra, lan truyền vào và phá hủy các linh kiện điện tử nhạy cảm (các model có thể sử dụng như: DAC80-31-275, DAC50-40-275).

Bảo vệ đầu cuối: Sử dụng thiết bị cắt sét đầu cuối và lọc nhiễu hoặc TBCS Type 2+3 cho tủ điện phòng cân (cấp điện trực tiếp cho hệ thống cân) và các hệ thống điện tử khác (như camera giám sát, phòng máy tính, tổng đài điện thoại, trung tâm báo cháy ..). Các thiết bị thuộc nhóm Type 1+2+3 như DAC1-13VG-31-275 3 pha), DAC1-13VG-20-275 (1 pha) hoặc Type 2+3 như: DAC50VG-31-275, DS44VG-230/G mới có tác dụng ngăn chặn các sóng kết hợp đi vào làm nhiễu hay phá hủy linh kiện nhạy cảm.

Trong trường hợp chỉ bảo vệ cho hệ thống cân (mà không bảo vệ nơi khác) thì chúng ta cần chọn bộ cắt lọc sét song song (như M50F-230S-A, PDS42HF-230) hoặc tủ cắt lọc sét nối tiếp đã tích hợp nhiều cấp bảo vệ trong đó (như PDS152G-40-32A, PDS251-42VG-63A)

• Bảo vệ cho đường truyền tín hiệu và dữ liệu

Bảo vệ cho Load cell: Sử dụng thiết bị chuyên dụng cho load cell

- Nếu Load cell theo công nghệ Analog: Sử dụng thiết bị chống sét Load Cell BP-LC lắp trực tiếp trước mỗi Load cell và đầu cân, đấu nối đúng theo sơ đồ 4 dây hoặc 6 dây trong hướng dẫn đi kèm.

- Nếu Load cell công nghệ kỹ thuật số Digital: Sử dụng DLA-12D3 hoặc DLA2-12D3 lắp trực tiếp trước mỗi Load cell và đầu cân.

lưu ý các thiết bị nên được đặt vào trong các hộp bảo vệ kín để chống ẩm ướt, cần xử lý chống nước thâm nhập.

Bảo vệ cho máy tính: Sử dụng TBCS bảo vệ cho cổng D-Sub kết nối đầu cân với máy tính (như DD9-24V), sử dụng các TBCS cho đường RJ kết nối với mạng LAN (như MJ8-CAT6S)

Bảo vệ đường truyền khác như Camera, đèn led chiếu sáng (xem Giải pháp chống sét cho hệ thống Camera IP).

Lắp đặt hệ thống tiếp địa

Hệ thống tiếp địa ngoài chức năng chính là nơi tiêu tán dòng điện phóng từ đám mây và dòng rò, dòng điện dư từ hệ thống điện thì đối với trạm cân, nó còn có chức năng cực kỳ quan trọng là sự cân bằng điện áp cho các thiết bị cân (như load cell, bàn cân, khung gầm kim loại) và ngăn ngừa sự chênh lệch điện áp đất giữa các điểm. Do đó, việc thi công lắp đặt hệ thống này có sự khác biệt với các hệ thống tiếp địa khác.

Sơ đồ điển hình về chống sét cho trạm cân xe

Hình ảnh lắp đặt các TBCS cho đường tín hiệu ở các Load cell của bàn cân

Trên đây là một số phương án cơ bản về việc chọn lựa và lắp đặt các thiết bị bảo vệ cho trạm cân. Tuy nhiên, tùy mỗi trạm sẽ có các đặc điểm khác nhau (về kiến trúc, chức năng, hệ thống điện, load cell .v.v.) nên phương án cũng phải có sự thay đổi phù hợp. Ngoài việc thiết kế đúng đắng cũng cần có đội ngũ kỹ thuật viên nhiều kinh nghiệm lắp đặt thì hệ thống mới phát huy được hiệu quả bảo vệ cao nhất mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động của cân.

Để nhận thêm các thông tin về kinh nghiệm và giải pháp, quý khách có thể liên hệ công ty Thy An để đội ngũ kỹ thuật viên sẽ hỗ trợ đầy đủ hơn.

Các sản phẩm đề xuất cho giải pháp bảo vệ trạm cân

Dưới đây là danh mục các sản phẩm đề xuất áp dụng cho giải pháp, Quý Anh Chị có thể tham khảo và chọn sản phẩm phù hợp với đặc điểm hiện trạng, sau đó có thể gởi trực tiếp từ trang web này, tư vấn viên về chống sét của công ty ThyAn sẽ liên hệ hỗ trợ kỹ thuật hoặc báo giá trong thời gian sớm nhất với Anh Chị.