自動氣象站的防雷與接地技術

曾嘉宇 覃偉明 何忠栩

摘 要：近年來，伴隨著科技的進步，氣象監測設備也在發生著日新月異的變化。尤其是隨著自動化程度的提高，自動氣象站由于降低了人力物力的消耗，可以提供更加準確快速的氣象觀測信息等優點，已經在實際應用中逐漸取代了人工氣象觀測站。但是，由于自動氣象站采用的各種設備精密程度、集成化程度高，對日常維護尤其是對防雷與接地工作的要求有所提高。

關鍵詞：自動氣象站；防雷技術；接地技術；分析研究

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20181033211

自動氣象站作為取代傳統人工氣象觀測系統的新一代氣象觀測手段，已經在當前我國氣象工作中得到廣泛應用。作為一種自動化程度高、數據采集及處理精確的新型自動化氣象監測系統，自動氣象站的內部運用了較多的集成化程度較高的微電子芯片。在一些惡劣天氣，尤其是雷雨天氣作業時，往往會由于外部條件的影響造成設備的損壞。因此，對自動氣象站的防雷與接地技術應加以重視。

1 接地技術

一個良好的接地系統要保證接地線的牢固，無斷裂存在。同時，建筑物地下接地網絡要安全可靠，能夠很好的將電流導入大地。總而言之，在自動氣象站的每一個工作區塊，必須對數據采集器、數據處理器、配電、通訊等設備進行合理安排。遵循等電位原則將運行區域、保護區域、防雷區域進行統籌聯合，組成一個有效的、全方位的接地網絡。接地作為解決雷擊危害的一個重要環節，其主要作用就是將直擊雷、感應雷等各種雷電產生的高壓電流接入大地，從而對自動氣象站起到保護的作用，維持氣象站在惡劣天氣里正常工作的能力。但是，沒有合理的對接地系統進行設計就無法保證將接閃器接收到的雷電閃擊帶來的電荷接入大地。設計合理的接地系統要進行地網的設計。對于在室外空曠地帶進行氣象監測的自動氣象站，氣象監測范圍大約可達到625m2。在實際施工過程中，為了便于施工往往將地網實際面積擴大到676m2，地網的面積為環形，可以有效地覆蓋自動氣象站的監測范圍。同時，在四角應設置接地金屬，一般為長度2m左右的扁鐵即可。在進行地網設計過程中，要依據地形的不同對方案進行修改，要綜合考慮設備就近接地和地網引線能夠均勻分布2個方面的因素。

2 室內設備接地

室內設備大多數為一些精密儀器，集成化程度高。雷擊產生的電流如果通入室內設備后極易造成設備短路，造成較大損失。要進行室內設備防雷應降低設備本身的電感。在對設備用線進行選擇時要避免采用扁平編織導線和絞合導線，這2種導線的電感極大，對于設備中的一些線圈不利于雷電電感產生的電流釋放。導線應選用3mm以上的實心導線為宜，同時要注意導線內部金屬材料要統一，避免不同金屬混用。

對于自動氣象站而言，主要的室內設備有數據處理微機、打印設備、通訊設備等。因此，在觀測站值班室應采取有效地防雷措施并設計良好的接地系統。觀測場中的探測設備與室內數據傳輸的線路應加裝防雷保護器并進行接地處理。同時，所有的供電設施都應加裝電源避雷器并接地。在對自動氣象站進行線路架設時，為了防止雷電對正常工作產生干擾，所有線路用線都必須采用屏蔽線纜并加穿金屬管接地引入室內。同時，對屏蔽線纜的屏蔽層和金屬管在入室接口處進行等電位處理。通過選擇合適的連接方式實現與建筑物本體鋼筋或已經設置好的接地系統連接，實現有效接地。

3 避免共用接地

現階段在進行接地設計時，往往會對共用接地產生誤解。一些人認為所有的設備無論開始時是如何連接，最終所用的接地體是同一個接地體就是共用接地。很明顯，這是對共引線和共地2個概念的混淆。共用接地是指將性質不同的幾個接地裝置傳輸于一個等電位體。例如，將電氣安全、交流電源等進行匯集，這樣幾個用電裝置就會形成一個等電位體，然后該等電位體與引雷接地線相連。當雷電接入的時候各個用電裝置電位相等，然后共同接入大地。而共地則是將所有的室內用電設備連接到同一根地線上，但是防雷地線則是另外一根。當遭受雷擊時，接地引線并不能很好的將雷電帶來的電流引入大地，電流還是要通過室內用電設備，強大的瞬時電流會擊穿用電器，造成設備損壞。電流是由于存在電勢差使電荷在導電體內部流動產生的，因此，在進行設備連接時要保證保證用電設備處于相同電勢，即形成一個等電勢體，只有這樣才能保證在遭受雷擊時用電設備不被破壞，實現防雷的目的。

4 總結

自動氣象站作為一種新型的氣象觀測技術，由于設備精細化程度高，受到雷擊時的影響更大。因此，要避免因雷擊對正常的氣象監測工作造成的影響，就必須加強防雷接地的研究。近年來，我國氣象事業不斷進步，自動氣象站的各項技術也日趨成熟，通過對技術條件的改進可以有效的對當前我國氣象事業發展起到極大的促進作用。在不久的將來，氣象站的防雷技術手段一定可以更進一步。

參考文獻

[1]鄭淵敦，劉曉榮.淺談氣象觀測站的防雷技術[J].科學種養， 2016（10）：147-148.