新型自動氣象站綜合防雷技術探討

王芳+席云亮

摘 要：本文探討了雷電入侵新型自動氣象站主要途徑，概況新型自動氣象站綜合防雷工程設計原則，探討自動氣象站綜合防雷技術。

關鍵詞：新型自動氣象站；綜合防雷技術；探討

中圖分類號：P415.12 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170932216

1 雷電入侵自動氣象站途徑

1.1 直擊雷入侵

直擊雷侵入新型自動氣象站，并擊中觀測設備，會使得自動站部分設備或所有電子信息設備受到不同程度的損害，導致觀測資料丟失，還會影響自動氣象站對氣象要素的正常采集以及上傳。

1.2 高電壓脈沖入侵

若自動氣象站周邊的高層建筑物或突出物受到雷擊，電磁感應或靜電感應將會感應過電壓，并憑借線纜引入室內，導致新型自動氣象站采集器及傳感器等設備受到損壞，嚴重時會使通信電纜絕緣層破裂，形成瞬時高壓將通訊電纜作為介質直接引入值班室，使傳感器受到嚴重損壞，自動站氣象觀測系統也會出現故障，致使觀測資料丟失，產生重大損失。

1.3 接地線入侵

若地面附近的自動氣象臺受到雷擊，地面附近的電位在很短時間內會快速增加，導致瞬間高電位將沿自動氣象站內接地線進入，使電路呈強電流，易燃燒電路元件，損毀觀測儀器。

2 自動氣象站綜合防雷工程設計原則

新型自動氣象站防雷應充分考慮直擊雷防御，加強雷電感應及雷電波入侵防護。新型自動氣象站綜合防雷主要涵蓋2部分：即外部雷電與內部防雷，應做好調研，要充分掌握新型自動氣象站氣候條件、周邊環境、觀測場區域及觀測儀器安裝及布局等，嚴格依據防雷相關標準規范要求開展雷電整體防御工作，層層設防，多級防護。

3 新型自動氣象站綜合防雷技術

3.1 外部防雷

結合《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010 等防雷規范標準，對新型自動氣象站進行防雷分類，依據二類建筑物防雷要求對新型自動氣象站的建筑物以及標準觀測場開展防雷設計與施工。使用避雷針、避雷網（帶）等作為接閃器，借助引下線同地網保持相連，要求其與相關防雷技術標準要求相符，憑借滾球法計算接閃器保護范圍，確保自動氣象站建筑物均在接閃器的保護范圍中，避免被雷電襲擊。

3.1.1 接閃器

新型自動氣象站辦公樓、值班室、機房等建筑物的接閃器均要截閃器采用避雷網（帶）混合的方式構成。可以使用Φ12mm的鍍鋅圓鋼材質，要用0.15 m支撐卡子支撐，間距是1.0m；對于避雷網（帶）需要沿屋檐、屋角及屋脊等易遭受雷電襲擊位置敷設，其中接閃網組成的網格要求≤10m×10m，接閃帶組成的網格要求12m×8m。針對觀測場接閃器，借助風塔作為避雷針裝置，要求長度達11m。

3.1.2 引下線

可以采用新型自動氣象站各個建筑物內的鋼筋當作引下線，要求引下線的根數≥2，且需沿建筑物均勻布設，其間距要求≤25m。風塔直接可借助金屬風桿當作引下線，并同接地裝置保持相連接。

3.1.3 接地裝置

新型自動氣象站采取的防雷接地技術為單點接地及共用地網接地方式，接地電阻要求≤4Ω。并且要確保接地引線長度和截面面積與相關規范標準相符。

3.2 內部防雷

3.2.1 等電位連接

要使用25mm×4mm鍍鋅扁鋼把百葉箱、傳感器以及自動氣象站與接地裝置等進行就近焊接；自動站觀測場的金屬護欄要同25mm×4mm 焊接并同接地裝置保持連接；要使用5m×5m網狀接地裝置對觀測場地面采取電位均壓處理。在2風塔之間布設1m×1m呈網狀的接地裝置并且同跨步電壓地網保持相連接，構成統一閉合環路；要求共同接地網分別同太陽能板、衛星天線底座等所有金屬物做等電位連接。

3.2.2 屏蔽

從供電室引出的電力電纜通過鋪設鋼管埋入，并屏蔽處理，然后通向樓層配電箱。 金屬管由一端至另一端應通電，應在防雷保護區交界區域內進行等電位連接并且同防雷接地裝置相連。

3.2.3 安裝浪涌保護器

新型自動氣象站配電處、通信機房及計算機房均應該安裝浪涌保護器。調制解調器前邊安裝以RJ11為接口形式的浪涌保護器，業務計算機網絡前邊加裝以RJ45為接口形式的浪涌保護器。其中浪涌保護器的箝位電壓要求>1.5Uc，標準放電流In≥3kA（8/20us），響應時間≥10ns，數據采集器上通常涵蓋RS232以及RS458的通訊接口，需要加裝相應規格信號浪涌保護器。

參考文獻

[1]胡斌.對GB 50057——2010《建筑物防雷設計規范》中幾個問題的理解[J].現代建筑電氣，2013（1）：464-469.endprint