【摘? ?要】2020年4月1日,我國地面氣象觀測全面自動化,標志氣象現(xiàn)代化時代的到來,毫不夸張的說是我國氣象史上“里程碑”,在地面觀測系統(tǒng)自動化運行中,確保整個系統(tǒng)安全運行是重中之重,而雷電危害是觀測設備(儀器)的一大殺手,本文通過在安裝多要素區(qū)域站時的工作實踐,總結一些雷電防護施工要點,拋磚引玉,僅供同行參考。
【關鍵詞】多要素;氣象觀測;自動化;設備;雷電防護
1.多要素區(qū)域氣象站雷電防護基本情況
區(qū)域氣象站是指在某一地區(qū)根據(jù)需要,建設的能夠自動探測多個要素,無需人工干預,即可自動生成報文,定時向中心站傳輸探測數(shù)據(jù)的氣象站,是彌補空間區(qū)域上氣象探測數(shù)據(jù)空白的重要手段。自動氣象站由氣象傳感器、微電腦氣象數(shù)據(jù)采集儀、電源系統(tǒng)、防輻射通風罩、全天候防護箱和氣象觀測支架、通訊模塊等部分構成。溫濕度、風速風向等傳感器為室外氣象專用傳感器,具有高精度高可靠性的特點。
自動氣象站用于對風速、風向、雨量、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、土壤溫度、土壤濕度、蒸發(fā)量、大氣壓力等十幾個氣象要素進行全天候現(xiàn)場監(jiān)測??梢酝ㄟ^專業(yè)配套的數(shù)據(jù)采集通訊線與計算機進行連接,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綒庀笥嬎銠C氣象數(shù)據(jù)庫中,用于統(tǒng)計分析和處理,整個系統(tǒng)是一套弱電信息系統(tǒng),每臺設備都是一個精密的電子產(chǎn)品,由此可知,雷電對系統(tǒng)運行安全構成一大威脅!
2.區(qū)域氣象站雷電防護要點
直擊雷防護、防雷接地、等電位聯(lián)結是自動站防雷的三大要點,結合實際施工的6要素自動站(6mX10m場地)予以分析。
2.1直擊雷防護措施
多要素站無拉線風桿是整個自動站最高設備,也是直擊雷防護裝置,首先要對接閃針保護范圍進行計算:
由圖4可知:C點為接閃針保護的最遠點,高度為圍欄高度1.5m
由圖1可知:AB=7.5m? ?BC=4.2m? 由勾股定理計算AC=8.6m,即接閃針保護半徑。
圖3按滾球法,避雷針在hx高度的保護半徑按下列計算式確定:
式中 rx:避雷針在hx高度的保護半徑;
hr :滾球半徑;
hx:被保護物的高度
已知:
接閃針h=11Mm;
滾球半徑hr=60m;
被保護物的高度hx=1.5m
結論:觀測場在接閃針保護范圍之內(nèi)
2.2共用接地系統(tǒng)(圖2所示)
(1)沿場地規(guī)劃線開挖深度60cm基溝;
(2)將人工垂直接地體(50mmX50mmX5mm鍍鋅角鋼)按示意圖位置垂直打入溝底,用水平接地體(40mmX4m鍍鋅扁鋼)將垂直接地體連接,構成閉合環(huán)形網(wǎng)格,并且在6個垂直接地體使扁鋼露出地面100mm,預留圍欄接地端子;
(3)無拉線風桿底座內(nèi)角鋼預埋件在底座底部就近與接地系統(tǒng)用20X4的扁鋼進行連接,接地鋼釬用20X4扁鋼與接地系統(tǒng)進行連接;
(4)主采集箱、翻斗雨量傳感器等設備澆筑底座時,底座內(nèi)的三個固定螺栓用20X4扁鋼與接地系統(tǒng)進行連接;
(5)檢查各個焊點是否可靠并進行防腐、防銹處理,根據(jù)現(xiàn)場土壤情況,工頻接地電阻盡量不大于4歐姆,達不到采取相應降阻措施,如果山區(qū)等特殊場地,工頻電阻值不用太過于糾結,只要做好接地系統(tǒng)和等電位連接,就可以了,回填土方,接地系統(tǒng)完成。
2.3局部等電位聯(lián)結
等電位聯(lián)結與接地是兩種保證電氣安全的理論和措施,用直徑10平方毫米多股銅線將站內(nèi)的風桿、主采集箱、雨量傳感器等設備(儀器)金屬部件連接,形成局部等電位連接網(wǎng)格,可以有效地降低回路電阻,使系統(tǒng)更安全。
3.結論
多要素區(qū)域氣象站大多安裝在空曠的地方,站內(nèi)電子設備居多,施工時要嚴格按照相關技術規(guī)范進行,特別要做好防雷等電位的連接,做的安全可靠,保障氣象站全天候運行正常。
參考文獻
[1]河南省多要素氣象觀測站安裝示意圖及說明.河南省氣象局觀測與網(wǎng)絡處,2017年5月
[2]GB50057—2010 建筑物防雷設計規(guī)范[S]
[3]QX4—2000 氣象臺(站)防雷技術規(guī)范[S]
作者簡介:鄭同勝(1966.4-),男,漢族,河南焦作人,氣象工程師,研究方向為雷電防護和人工影響天氣。
溫縣氣象局? ? 河南焦作? ? 454850