自動氣象站防雷技術問題及其措施分析

摘?要：雷電主要是通過雷擊電磁脈沖、直擊雷等對自動氣象站進行破壞，但是各種因素的影響，使得自動氣象站防雷工作仍然存在諸多問題，基于此，本文概述了自動氣象站防雷技術的措施予以分析，并對雷電侵入途徑，對自動氣象站防雷工作存在的主要問題及其措施進行了探討分析。

關鍵詞：自動氣象站;防雷技術;問題;措施

自動氣象站對氣象要素進行自動觀測，并進行自動存儲。自動氣象站提供精準的天氣情況信息，及時預測出可能發生的氣象災害，以便及時做好災害預防措施。但自動氣象觀測站的有效運用需要防雷技術，做好防雷措施，保證設備的正常運行，確保自動氣象站安全。

1 自動氣象站與防雷技術作用簡述

自動氣象站由數據采集設備和數據接收處理中心兩部分組成。它通過微處理器進行實時控制采集處理。但自動氣象站按氣象觀測規范的客觀要求建設在城市邊緣，使得自動氣象站建在空曠較高的地方，在露天觀測。因此，做好防雷尤為重要。雷電分為直接雷擊與雷擊電磁脈沖干擾兩部分。直接雷擊是由云地之間的閃電而形成，建筑物或人被直接雷擊擊中，就會威脅生命財產的安全。雷擊電磁脈沖干擾為感應雷擊，云地放電與云間放電共同產生，當導體或者半導體被雷電擊中，就會直接增加導體或者半導體的電壓，引發嚴重事故。故做好防雷技術，將雷電的損失降到最低，確保安全運行。

2 自動氣象站雷電侵入途徑分析與防雷技術應用：

2.1 防直接雷擊及其措施

自動氣象站發生直接雷擊是通過直接對自動氣象站的突出物體產生危害，主要是針對室外的風向桿，有效避免直擊雷影響的重要途徑是安裝避雷針。在觀測現場外安裝單獨避雷針，如果觀測場地限制避雷針和傳感器之間的距離不能達到規定的情況下，可利用建筑物橫豎兩個方向的鋼筋形成法拉第籠，進而將雷電流導入地下。

2.2 防雷電流侵入及其措施

當導體被雷電擊中產生強烈的電流波，雷擊中心點會沿著導體兩側進行傳播強大的電流波，電流波借助于線路入侵到自動氣象站中，造成儀器設備受到破壞嚴重影響觀測工作。電磁脈沖雷擊的有效防護措施是要加強對自動氣象站機房的防護，需要確保地板的防靜電功能，進而有效防止靜電引起雷擊。在靜電地板下安裝環形閉合式電位連接帶，在對角均安裝上接地母線。將接地母線與觀測站防雷電感應的接地網進行雙向連接，將自動氣象觀測場與機房之間的電位差消除;要將機房內所有的機柜、不帶電設備與其相近的電位連接連通到一起，并與地線連接在一起，消除雷擊所帶來的電位差，將雷電流引入到地下。

2.3 防雷電電磁干擾及其措施

雷電在放電的過程中，將會有非常強大的電磁場產生，電動勢會在極短的時間內進入到自動氣象站。防止電源線路遭受雷擊，才能保護自動氣象站。具體防雷措施是為電源線路設置電涌保護器，將雷電流以分流的方式傳送到地下，防止雷電流侵害電源線路。為確保雷雨天氣電涌保護器的正常運行，通常為三級保護，一級是將電涌保護器安裝在電源線路進入建筑物總配電開關部位，出現雷電時及時切斷電源;二級是將電涌保護器安裝在機房開關的控制部位對支線防護，發生雷電時將一部分的雷電流導入大地;三級是將電涌保護器安裝在設備的用電開關部位或在插座上，用電終端保護電源線路，發生雷電在前兩個級別未起到防護作用時，終端阻止雷電對自動氣象站設備的損壞。

3 目前自動氣象站防雷工作存在的問題分析

3.1 避雷網、避雷帶的安裝問題

自動氣象站避雷帶預防直擊雷破壞，實際鋪設存在避雷帶鋪設不規范，影響防雷效果。因為選擇防雷網格沒有按防雷等級要求的規格，鋪設后防雷效果不好，導致防雷裝置出現問題。

3.2 風桿上避雷針、引下線與風向風速信號線的布設不規范

引下線與風向風速信號線等設置時有相關規范要求，在設置避雷針、引線下及風向風速信號線時并行設置，存在危險性。風向風速信號線電纜外皮都有層屏蔽層，與引下線并行引下后，當雷電擊，避雷針接收雷電流由于屏蔽層的干擾產生電磁脈沖，這種高電壓會影響采集器的功能，導致其遭受破壞。

3.3 避雷針設置問題

將避雷針的防雷作用覆蓋整個觀測場，保證所有的設備均在避雷針防護范圍。但存在場地內的設備未全部在避雷針防護范圍內，使設備易受到雷電電擊的情況，造成設備受雷電損害率高，影響正常運行。為確保設備整體在避雷針防護范圍內，需要對避雷針范圍測量、計算，確定觀測場地是否在避雷針有效防護范圍內。

4 加強自動氣象站防雷工作的措施

4.1 自動氣象站的全面防雷設計

為了將雷電對自動氣象站的破壞降到最低，要建立起一套完善的防雷系統。尤其是容易遭受雷電入侵的區域要加大防備，計算雷電流的強度對電源系統的影響。

4.2 設置信號線和引下線

設置信號線和引下線在選擇傳感器的信號線時，要注意信號線纜必須要帶有金屬管的接地裝置，信號線選取外皮具有金屬屏蔽功能的有PVC套管為好。引下線利用避雷針引下線，在信號線、電源線以及引下線穿管中，需要將電源線、信號線和引下線分管引入，防止引下線出現雷電流時對信號線等造成的反擊。

4.3 做好接地防護

接地防護做好，可將直擊雷或感應雷的雷電流通過接地裝置傳入大地。接地按照電子設備中較弱電子為根據，防雷電阻在4Ω以下。

5 結語

綜上所述，自動氣象站各系統設備的正常運行易受到雷電的侵害。對防雷技術在自動氣象站中的重要作用、應用措施進行分析。因此，要做好防雷工作避免自動氣象站遭受雷擊，保障自動氣象站系統、設施的正常運行。

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作者簡介：祁卓平（1965-），男，甘肅定西人，本科，甘肅省臨洮縣氣象局氣象科技服務中心工程師，大氣科學專業，從事氣象科技服務和防雷檢查檢測工作。