氣象信息系統(tǒng)雷電防護現(xiàn)狀及改善對策

摘 要：隨著科技的發(fā)展，我國逐漸進入了電子時代，現(xiàn)代建筑內(nèi)配備了多樣化的電子信息系統(tǒng)，如通信設(shè)備、自動化設(shè)備和高速電腦等，尤其在氣象信息系統(tǒng)配置中心，這些電子設(shè)備的基本特點是高集成度和敏感度，工作電壓較低。因而需要做出相應(yīng)的雷電保護措施來保證這些信息系統(tǒng)的正常運行和工作。

關(guān)鍵詞：信息系統(tǒng)；氣象局；雷電防護；現(xiàn)狀；改善對策

隨著各氣象局電子信息系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，一旦遭受到雷電的襲擊，將會導致整個電子信息系統(tǒng)的中斷，進而出現(xiàn)嚴重的經(jīng)濟損失。對此，氣象局必須采取積極有效的雷電防護措施，保護氣象局內(nèi)電子信息系統(tǒng)的安全。

1 氣象信息系統(tǒng)雷電防護的現(xiàn)狀分析

依據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》中的相關(guān)要求，地面氣象觀測的場地多為可以對周圍較大范圍內(nèi)的氣候特征進行反映的區(qū)域，觀測的周圍要保證處于平坦、空曠且可以代表周圍地形，觀測區(qū)域附近不能出現(xiàn)較高的建筑物或是種植高桿植物，確保觀測視線的開闊。觀測場的場地特點，在一定程度上提高了其受到雷擊侵害的概率。

我氣象局按照了氣象觀測中的要求實現(xiàn)了設(shè)計與施工，但是由于在建設(shè)初期的防雷規(guī)范存在的局限性，在伴隨氣候環(huán)境變化和防雷設(shè)施的逐漸老化等客觀原因下，氣象臺站場室雷電防護能力出現(xiàn)了下降，許多氣象站的儀器和設(shè)備因為雷擊出現(xiàn)了較為嚴重的損害。

從氣象信息系統(tǒng)運行的情況來看，其中普遍存在的問題為：基本防雷工程施工的不到位，如室內(nèi)并沒有安裝SPD或是安裝不到位，風傳感器與風塔避雷針以及引下線的安裝不夠規(guī)范，觀測場到值班室的等電位連接不規(guī)范，場室存在架空飛線等。同時一些站臺并沒有設(shè)置獨立的避雷針，且分流地網(wǎng)不夠合理等都導致自動氣象站設(shè)備在雷擊中受到了嚴重的損壞。

2 氣象信息系統(tǒng)雷電防護的改善對策

依據(jù)智能化系統(tǒng)的集成特點，使用性質(zhì)和重要性、遭受雷擊的后果、發(fā)生雷擊的概率等，對氣象信息系統(tǒng)的雷電防護系統(tǒng)進行劃分。

2.1 天線系統(tǒng)的防雷改善對策

天線系統(tǒng)主要安裝在屋面或是屋頂上，并且連接著屋面上的防雷基地裝置，連接點至少有兩處。若由于各種需要而必須將天線延伸至避雷帶和避雷針的保護范圍外，則需要對天線增加獨立的避雷針，并且保障天線的避雷接地裝置之間的連接存在可靠性。如果需要將天線引至戶內(nèi)，為了避免出現(xiàn)雷電損害，則需要增加天饋SPD設(shè)備。

2.2 纜、線、管等的雷電防護改善

由于電子信息系統(tǒng)安裝的條件，通常存在大量的電纜以及各種金屬管進出氣象站建筑物，這些纜線以及金屬管十分容易遭受電擊，因而需要在連接電器設(shè)備的接地裝置外殼上裝上電纜鋼管套和金屬外皮。若使用的是架空線路電纜，則需要將天饋SPD裝設(shè)在轉(zhuǎn)換部位。在實際工作中，30%左右的雷擊事故都是由于埋地線纜遭到了雷擊而出現(xiàn)的，即便和現(xiàn)代建筑物距離很遠的線纜受到雷擊，雷電的電流同樣會沿著線纜，進入設(shè)施內(nèi)部，進而對氣象信息系統(tǒng)造成損壞。對此，可以使用線纜串崗管理埋地敷設(shè)以及屏蔽層線纜來對該種現(xiàn)象進行避免。同時要注意在使用鋼管中要保證電氣的連通，避免出現(xiàn)電磁感應(yīng)以及電磁干擾等情況。以上主要是對雷電電流的肌膚效應(yīng)以及金屬管的屏蔽作用實現(xiàn)了利用，有效保護了電子信息的傳輸線纜系統(tǒng)，保證雷電不會對傳輸線纜的正常運行造成直接性的干擾。若在實際操作中，很難將所有的線纜都套上金屬管，則可以在線纜的終端設(shè)備前以及進入的前端套上金屬管，并且實行埋地引入。埋地的長度至少為15米，在進入建筑前線纜的鋼管以及金屬外皮和防雷接地裝置之間必須要保證建立良好的連接。

此外，超過70%的電機、電子信息系統(tǒng)和設(shè)備的損壞主要是由于雷電干擾入侵了供電線路。對此，需要采取多級防護措施，對電源系統(tǒng)實行保護。保護的設(shè)備有電涌保護器，要想通過設(shè)備電壓的耐受值、雷電電磁環(huán)境、系統(tǒng)重要性和建筑規(guī)模等為依據(jù)，確定電泳的防護形勢和等級。

2.3 弱電系統(tǒng)的防護策略

在氣象信息系統(tǒng)中，需要綜合考慮弱電和強電，地線及天線，內(nèi)部防雷和外部防雷。采取相應(yīng)的措施和技術(shù)來對雷電過電壓的容易侵入通道進行處理，如均壓接地網(wǎng)絡(luò)、地線、屏蔽網(wǎng)絡(luò)和避雷針等。信號傳輸系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)和電源系統(tǒng)同樣十分容易遭受雷電過電壓的襲擊。針對弱電系統(tǒng)的防護要做到經(jīng)濟、安全、各層防護和綜合考慮等，可利用的手段為增加裝設(shè)避雷器對雷電的過電壓實行堵截，完善均壓網(wǎng)絡(luò)和設(shè)施屏蔽設(shè)備以及電纜屏蔽手段等。

2.4 傳輸網(wǎng)絡(luò)的雷電保護

針對傳輸網(wǎng)絡(luò)的雷電保護主要是保證電子設(shè)備不受雷電電磁脈沖侵襲為依據(jù)來設(shè)定的。若同電子設(shè)備相連接的各種導線遭受到雷電能量作用，將會產(chǎn)生感應(yīng)過電壓和雷電波，在天饋線、信號線和配電設(shè)備中產(chǎn)生不良影響，造成電氣期間的損壞或是失誤。

對此，可以通過以下對策來實現(xiàn)對傳輸網(wǎng)絡(luò)的保護：安裝SPD，保證侵入的電子設(shè)備雷電過電壓的值受到控制。建筑物、機房及設(shè)備的屏蔽。通過穿金屬管敷設(shè)方式對信號的傳輸線纜和電源線纜實行敷設(shè)，減弱感應(yīng)效應(yīng)。

3 結(jié)束語

傳統(tǒng)的雷電防護系統(tǒng)已經(jīng)無法保證氣象信息系統(tǒng)在雷電天氣中不受到任何的破壞，對此，在認識到傳統(tǒng)防護設(shè)施的弊端中對其進行一定的改善是十分必要的。

參考文獻

[1]張永剛，肖穩(wěn)安，李虹，等.氣象信息系統(tǒng)雷電防護常見問題的解決方法[J].氣象與環(huán)境科學，2007，2：83-85.

[2]劉裕吉，劉敏，張徐偉，等.浙江省新農(nóng)村農(nóng)居房的雷電防護現(xiàn)狀及對策[A].中國氣象學會.第32屆中國氣象學會年會S20第十三屆防雷減災論壇——雷電物理和防雷新技術(shù)[C].中國氣象學會，2015.

[3]陶金.L雷電防護工程公司項目管理現(xiàn)狀分析與改進對策研究[D].吉林大學，2015.

[4]李昊舜，唐樂.高壓輸電線路與變電站雷電防護現(xiàn)狀與對策研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016.

[5]李丹.河南省洛陽市雷電災害防護工作現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].北京農(nóng)業(yè)，2015.

[6]羅生洲.海北州雷電災害防護工作之現(xiàn)狀、問題及對策[J].青海氣象，2005.

[7]韋賽人，李肖平，文秀，等.淺談如何利用“雷電防護區(qū)”對氣象信息系統(tǒng)進行雷電防護[J].氣象研究與應(yīng)用，2011，S2：257-258.

[8]譚龍.氣象信息系統(tǒng)雷電綜合防護技術(shù)的探討[J].廣西氣象，2003.

[9]李霖，江彩英，張雷，等.基層臺站氣象現(xiàn)代化建設(shè)過程中的雷電防護系統(tǒng)建設(shè)初探[J].福建電腦，2014.