氣象觀測站防雷技術的應用研究

覃偉明 曾嘉宇 吳松杰

摘? 要：近些年來，伴隨著我國氣象事業的不斷發展，氣象觀測站作為基礎建設的重要環節進行了廣泛布設。但是，為了降低氣象觀測受到的各種影響，氣象觀測站大多建造于缺少防護設施的空曠地帶。氣象觀測站的正常運轉需要進行電力、通信等各種線路的架設，這就提高了氣象觀測站受到雷擊的危險。本文將就氣象觀測站防雷技術的應用進行闡述，以期減少雷擊對氣象觀測造成的影響。

關鍵詞：氣象觀測站;防雷技術;應用;研究

中圖分類號：P429? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.11974/nyyjs.20181132229

引言

作為氣象觀測的基礎手段，氣象觀測站具有無可比擬的優勢，通過氣象觀測站對地球表面氣象環境的監測可以提供未來氣象條件的信息，通過對這些信息的分析從而為氣象預報提供可靠的數據及信息支持。但是，由于氣象監測站地處野外地勢較高的地方，沒有較高的建筑物可以依傍，一旦出現雷雨天氣，受到雷擊的危險性大大增加。本文將對現階段氣象觀測站有效的防雷手段進行介紹。

1? ? ?對直擊雷的防護措施

在我國北方的夏季，雷雨天氣是常見的強對流氣象狀況。雷雨天氣到來時，大氣中會產生較厚的帶電云層，即俗稱的雷云。當帶電云層與地面高層建筑等地勢較低的物體接觸會產生強烈的放電現象。強大的電流在產生電效應使也會產生強烈的熱效應，甚至在一些金屬物體表面產生一定的機械力。伴隨著帶電云層所產生的這一系列效應都會產生很大的破壞效應，尤其是對氣象觀測站這樣易遭受雷擊的建筑物，更應該加強防雷工作。氣象觀測站的防雷重點主要在氣象觀測大樓。

要進行氣象觀測站的防雷工作，就必須了解到氣象觀測大樓易遭雷擊的原因。氣象觀測站由于要進行觀測工作必須設置在野外空曠地帶，缺少高層建筑的防護，一旦出現雷雨天氣就會遭受雷電打擊。觀測大樓因為要進行觀測作業，需要進行電力、通信等線路的架設。這些金屬導線極易引起雷電，大樓內的各種監測儀器的運行也會引發直擊雷對觀測站的打擊。現階段，對氣象觀測站進行防雷工作的主要措施是在觀測大樓等易遭受雷擊的建筑物樓頂進行接閃器的設置。這種防雷閃接器可分為避雷網型、避雷針型或混合型。由于觀測大樓的屋頂四角易遭受雷擊，因此在進行設置時應主要在樓頂四周進行設置。對設置密度進行合理規劃，以形成400m2的網格狀為最佳。在進行避雷針和避雷網混合設置時避雷針可以獨立設置也可以與避雷網相連，但是必須保證樓頂所有設備都可以得到有效覆蓋。當遭受雷擊時，大樓內部的鋼筋可以作為合適的接地引線。對于鋼筋結構較少的建筑，可以單獨設置接地引線。已經設置好的避雷帶必須進行定期檢查，檢查重點主要在避雷針與避雷網的連接是否完好以及避雷網的接地是否有效。

2? ? ?對感應雷的防護措施

雷擊主要是由于大氣層中的帶電云層放電導致，瞬間放電產生的強大電流在產生較強電效應時也會由于電磁感應產生強烈的磁場效應。由于氣象觀測站在進行氣象觀測任務時在大樓樓頂會有很多金屬設備運作，金屬導體在受到雷擊以后會產生高強度的感應電荷，大量電荷在各種線路上累積會形成瞬時的高壓電流，在進行放電時就會對氣象觀測站中的金屬以及用電設備造成極大破壞。

要對氣象觀測站進行感應雷的防護主要是對觀測大樓的電路系統、數據傳輸系統、信號發射與接收系統的防護。依據國家現行標準，必須對氣象觀測站采取三級防護措施以確保不受雷電危害。在進行配電設施安置之前加裝相應的避雷器以作保護;在進行氣象信息監測收集的各個樓層配電設施上加裝避雷器以作二級防護;在進行氣象信息監測搜集的設備上進行避雷器的安裝已做三級保護。通過這樣的設置，可以有效地將云層感應產生的雷電接入地面，從而避免了雷電對氣象觀測站因雷電打擊產生的破壞。

對于連接大樓與外部的線路保護也是氣象觀測站防雷工作的重要一環。進行數據傳輸的數據線和進行信號輸出和接收的信號線在遭受雷擊時也會產生強大的電磁場，金屬環路受到電磁場的感應就會產生高壓電流。金屬導線內部產生的高壓電流會瞬間對設備造成破壞。在以往的氣象觀測站防雷工作過程中往往會忽視線路防雷的重要性，因此在雷電到來時就會由于防護措施的不完善造成巨大損失。為了改善這一狀況，可以與大樓進行連接的電纜接線端加裝保護器，在線路架設過程中做好接地工作。通過這種方式就可以有效避免感應雷對氣象觀測站的侵擾，保證正常工作。

3? ? ?總結

隨著我國氣象事業的不斷發展，越來越多的氣象觀測站防雷手段得到普遍應用。但是，由于氣象條件的不確定性以及不受人為控制的特點，所有的技術和手段都只是增加了防雷系數，都無法完全保證不受雷擊。要進一步提高防雷的減災效果，就必須在采取最新技術手段時加強防雷設施的日常維護，保證在雷電到來之時能切實發揮作用，保障氣象觀測站的正常運轉。

參考文獻

[1]周偉.淺談氣象觀測站防雷技術的應用[J].農家科技，2014（3）：? ?231.