自動(dòng)氣象站防雷技術(shù)問(wèn)題及其措施分析

摘?要：雷電主要是通過(guò)雷擊電磁脈沖、直擊雷等對(duì)自動(dòng)氣象站進(jìn)行破壞，但是各種因素的影響，使得自動(dòng)氣象站防雷工作仍然存在諸多問(wèn)題，基于此，本文概述了自動(dòng)氣象站防雷技術(shù)的措施予以分析，并對(duì)雷電侵入途徑，對(duì)自動(dòng)氣象站防雷工作存在的主要問(wèn)題及其措施進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)氣象站;防雷技術(shù);問(wèn)題;措施

自動(dòng)氣象站對(duì)氣象要素進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，并進(jìn)行自動(dòng)存儲(chǔ)。自動(dòng)氣象站提供精準(zhǔn)的天氣情況信息，及時(shí)預(yù)測(cè)出可能發(fā)生的氣象災(zāi)害，以便及時(shí)做好災(zāi)害預(yù)防措施。但自動(dòng)氣象觀測(cè)站的有效運(yùn)用需要防雷技術(shù)，做好防雷措施，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，確保自動(dòng)氣象站安全。

1 自動(dòng)氣象站與防雷技術(shù)作用簡(jiǎn)述

自動(dòng)氣象站由數(shù)據(jù)采集設(shè)備和數(shù)據(jù)接收處理中心兩部分組成。它通過(guò)微處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制采集處理。但自動(dòng)氣象站按氣象觀測(cè)規(guī)范的客觀要求建設(shè)在城市邊緣，使得自動(dòng)氣象站建在空曠較高的地方，在露天觀測(cè)。因此，做好防雷尤為重要。雷電分為直接雷擊與雷擊電磁脈沖干擾兩部分。直接雷擊是由云地之間的閃電而形成，建筑物或人被直接雷擊擊中，就會(huì)威脅生命財(cái)產(chǎn)的安全。雷擊電磁脈沖干擾為感應(yīng)雷擊，云地放電與云間放電共同產(chǎn)生，當(dāng)導(dǎo)體或者半導(dǎo)體被雷電擊中，就會(huì)直接增加導(dǎo)體或者半導(dǎo)體的電壓，引發(fā)嚴(yán)重事故。故做好防雷技術(shù)，將雷電的損失降到最低，確保安全運(yùn)行。

2 自動(dòng)氣象站雷電侵入途徑分析與防雷技術(shù)應(yīng)用：

2.1 防直接雷擊及其措施

自動(dòng)氣象站發(fā)生直接雷擊是通過(guò)直接對(duì)自動(dòng)氣象站的突出物體產(chǎn)生危害，主要是針對(duì)室外的風(fēng)向桿，有效避免直擊雷影響的重要途徑是安裝避雷針。在觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)外安裝單獨(dú)避雷針，如果觀測(cè)場(chǎng)地限制避雷針和傳感器之間的距離不能達(dá)到規(guī)定的情況下，可利用建筑物橫豎兩個(gè)方向的鋼筋形成法拉第籠，進(jìn)而將雷電流導(dǎo)入地下。

2.2 防雷電流侵入及其措施

當(dāng)導(dǎo)體被雷電擊中產(chǎn)生強(qiáng)烈的電流波，雷擊中心點(diǎn)會(huì)沿著導(dǎo)體兩側(cè)進(jìn)行傳播強(qiáng)大的電流波，電流波借助于線路入侵到自動(dòng)氣象站中，造成儀器設(shè)備受到破壞嚴(yán)重影響觀測(cè)工作。電磁脈沖雷擊的有效防護(hù)措施是要加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)氣象站機(jī)房的防護(hù)，需要確保地板的防靜電功能，進(jìn)而有效防止靜電引起雷擊。在靜電地板下安裝環(huán)形閉合式電位連接帶，在對(duì)角均安裝上接地母線。將接地母線與觀測(cè)站防雷電感應(yīng)的接地網(wǎng)進(jìn)行雙向連接，將自動(dòng)氣象觀測(cè)場(chǎng)與機(jī)房之間的電位差消除;要將機(jī)房?jī)?nèi)所有的機(jī)柜、不帶電設(shè)備與其相近的電位連接連通到一起，并與地線連接在一起，消除雷擊所帶來(lái)的電位差，將雷電流引入到地下。

2.3 防雷電電磁干擾及其措施

雷電在放電的過(guò)程中，將會(huì)有非常強(qiáng)大的電磁場(chǎng)產(chǎn)生，電動(dòng)勢(shì)會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到自動(dòng)氣象站。防止電源線路遭受雷擊，才能保護(hù)自動(dòng)氣象站。具體防雷措施是為電源線路設(shè)置電涌保護(hù)器，將雷電流以分流的方式傳送到地下，防止雷電流侵害電源線路。為確保雷雨天氣電涌保護(hù)器的正常運(yùn)行，通常為三級(jí)保護(hù)，一級(jí)是將電涌保護(hù)器安裝在電源線路進(jìn)入建筑物總配電開(kāi)關(guān)部位，出現(xiàn)雷電時(shí)及時(shí)切斷電源;二級(jí)是將電涌保護(hù)器安裝在機(jī)房開(kāi)關(guān)的控制部位對(duì)支線防護(hù)，發(fā)生雷電時(shí)將一部分的雷電流導(dǎo)入大地;三級(jí)是將電涌保護(hù)器安裝在設(shè)備的用電開(kāi)關(guān)部位或在插座上，用電終端保護(hù)電源線路，發(fā)生雷電在前兩個(gè)級(jí)別未起到防護(hù)作用時(shí)，終端阻止雷電對(duì)自動(dòng)氣象站設(shè)備的損壞。

3 目前自動(dòng)氣象站防雷工作存在的問(wèn)題分析

3.1 避雷網(wǎng)、避雷帶的安裝問(wèn)題

自動(dòng)氣象站避雷帶預(yù)防直擊雷破壞，實(shí)際鋪設(shè)存在避雷帶鋪設(shè)不規(guī)范，影響防雷效果。因?yàn)檫x擇防雷網(wǎng)格沒(méi)有按防雷等級(jí)要求的規(guī)格，鋪設(shè)后防雷效果不好，導(dǎo)致防雷裝置出現(xiàn)問(wèn)題。

3.2 風(fēng)桿上避雷針、引下線與風(fēng)向風(fēng)速信號(hào)線的布設(shè)不規(guī)范

引下線與風(fēng)向風(fēng)速信號(hào)線等設(shè)置時(shí)有相關(guān)規(guī)范要求，在設(shè)置避雷針、引線下及風(fēng)向風(fēng)速信號(hào)線時(shí)并行設(shè)置，存在危險(xiǎn)性。風(fēng)向風(fēng)速信號(hào)線電纜外皮都有層屏蔽層，與引下線并行引下后，當(dāng)雷電擊，避雷針接收雷電流由于屏蔽層的干擾產(chǎn)生電磁脈沖，這種高電壓會(huì)影響采集器的功能，導(dǎo)致其遭受破壞。

3.3 避雷針設(shè)置問(wèn)題

將避雷針的防雷作用覆蓋整個(gè)觀測(cè)場(chǎng)，保證所有的設(shè)備均在避雷針?lè)雷o(hù)范圍。但存在場(chǎng)地內(nèi)的設(shè)備未全部在避雷針?lè)雷o(hù)范圍內(nèi)，使設(shè)備易受到雷電電擊的情況，造成設(shè)備受雷電損害率高，影響正常運(yùn)行。為確保設(shè)備整體在避雷針?lè)雷o(hù)范圍內(nèi)，需要對(duì)避雷針?lè)秶鷾y(cè)量、計(jì)算，確定觀測(cè)場(chǎng)地是否在避雷針有效防護(hù)范圍內(nèi)。

4 加強(qiáng)自動(dòng)氣象站防雷工作的措施

4.1 自動(dòng)氣象站的全面防雷設(shè)計(jì)

為了將雷電對(duì)自動(dòng)氣象站的破壞降到最低，要建立起一套完善的防雷系統(tǒng)。尤其是容易遭受雷電入侵的區(qū)域要加大防備，計(jì)算雷電流的強(qiáng)度對(duì)電源系統(tǒng)的影響。

4.2 設(shè)置信號(hào)線和引下線

設(shè)置信號(hào)線和引下線在選擇傳感器的信號(hào)線時(shí)，要注意信號(hào)線纜必須要帶有金屬管的接地裝置，信號(hào)線選取外皮具有金屬屏蔽功能的有PVC套管為好。引下線利用避雷針引下線，在信號(hào)線、電源線以及引下線穿管中，需要將電源線、信號(hào)線和引下線分管引入，防止引下線出現(xiàn)雷電流時(shí)對(duì)信號(hào)線等造成的反擊。

4.3 做好接地防護(hù)

接地防護(hù)做好，可將直擊雷或感應(yīng)雷的雷電流通過(guò)接地裝置傳入大地。接地按照電子設(shè)備中較弱電子為根據(jù)，防雷電阻在4Ω以下。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)氣象站各系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行易受到雷電的侵害。對(duì)防雷技術(shù)在自動(dòng)氣象站中的重要作用、應(yīng)用措施進(jìn)行分析。因此，要做好防雷工作避免自動(dòng)氣象站遭受雷擊，保障自動(dòng)氣象站系統(tǒng)、設(shè)施的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄺泉，奠穎妍.自動(dòng)氣象站防雷工作中存在的問(wèn)題及對(duì)策分析[J].電子制作，2015，（03）：264.

[2]張海鷹.試論自動(dòng)氣象站雷電防御存在的問(wèn)題及措施[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018，（10）：230.

[3]王芳，席云亮.新型自動(dòng)氣象站綜合防雷技術(shù)探討[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2017，37（18）：243.

[4]秦建寧，何先耀.氣象觀測(cè)站防雷技術(shù)的應(yīng)用分析.技術(shù)應(yīng)用.

[5]張益瑞.淺談氣象觀測(cè)場(chǎng)站防雷安全對(duì)策[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（22）.

[6]趙偉明.氣象觀測(cè)站防雷技術(shù)的應(yīng)用研究[J].綜合論述，2016（18）.

[7]張偉.自動(dòng)氣象站防雷防御的問(wèn)題及措施分析[J].環(huán)境科學(xué)，2018（22）.

作者簡(jiǎn)介：祁卓平（1965-），男，甘肅定西人，本科，甘肅省臨洮縣氣象局氣象科技服務(wù)中心工程師，大氣科學(xué)專業(yè)，從事氣象科技服務(wù)和防雷檢查檢測(cè)工作。