做好自動氣象站雷電防御工作的若干思考

作者簡介：李振剛（1969-），男，漢族，大專學歷，大氣探測工程師，從事地面氣象觀測。

摘?要： 本文首先簡述了自動氣象站及其存在的雷擊安全隱患，后分析了自動氣象站雷電災害防御工作中存在的問題，并提出切實可行的處理應對措施，僅供參考。

關鍵詞： 自動氣象站;雷電災害;安全;防御

【中圖分類號】P415.1+2?【文獻標識碼】A?【文章編號】1674-3733（2020）03-0144-01

1?自動氣象站概述及其存在的雷擊安全隱患

1.1?自動氣象站概述。自動氣象站是一種自動觀測與存儲溫度、濕度、雨量、風向風速等氣象觀測要素數據的一種氣象設備，主要由軟件與硬件兩大部分組成。軟件主要包括采集軟件與業務軟件兩大部分，而硬件主要包括系統電源、通信、采集器、傳感器與外圍設備等多項組成部分。自動氣象站各個部分均是不可或缺的，其中計算機負責處理傳輸數據，采集器負責采集數據，通訊系統主要負責對數據進行傳輸。每個系統設備的安全都會直接影響到自動氣象站的運行狀態。因此，必須做好自動氣象站雷電防御工作，以保障各設備與系統均能夠安全、正常運行。

1.2?自動氣象站存在的雷擊安全隱患

1.2.1?室內設備存在的雷擊安全隱患

自動氣象站室內設備主要包括計算機處理系統、通訊系統（光纖模塊）等，與室外自動站設備相比，室內自動站設備更容易遭受雷電災害的襲擊，進而導致室內設備存在著巨大的雷擊安全隱患。通常情況下，雷電災害發生時往往會產生電磁脈沖進而對室內電子線路造成一定程度的破壞，也可以對電源線路造成電擊破壞，最終導致計算機系統、通訊系統發生故障。另外，若接地設備無法規范設備，則雷電發生時極易導致電子設備之間產生電位差，進而損壞室內設備，并對自動氣象站系統的正常運行產生嚴重影響。

1.2.2?室外設備存在的雷擊安全隱患

自動氣象站室外設備主要包括主采集器，溫濕分采集器，地溫分采集器，雨量傳感器，氣壓傳感器，溫濕度傳感器、地溫傳感器與風向風速傳感器等，由于采集器，傳感器具有較強的敏感性，且安裝在室外，因此導致雷擊風險較大。室外設備的雷擊安全隱患主要表現在以下幾個方面：①由于室外環境空曠，不會受到建筑物、樹木等高大建筑物的遮擋，再加上傳感器探頭為金屬材料所制，因此極易遭受雷電災害的襲擊;②風向風速傳感器遭受雷擊的概率最高，一旦遭受雷擊，將會產生強烈的電磁波，并沿著電纜線到達采集器，威脅采集器;③雷電災害發生時，避雷針在接收雷電的瞬間往往會產生強烈的電磁場及較高的電位，此時強烈的電磁場有可能會在瞬間擊中感應器，使相關設備遭受損壞，或者較高的電位也會直接擊中感應器的探頭而將其損壞。

2?自動氣象站雷電防御工作中存在的問題

2.1?接閃桿的保護范圍不合格

自動氣象站應當安排專業人員對防雷裝置進行安裝，在安裝之前首先使用對接閃桿在觀測場地的保護范圍進行計算，以防止自動氣象站觀測儀器設備遭受雷電的襲擊。但是在實際的雷電防御工作中，在安裝防雷設備時并未安排專業的防雷設計工作人員，未能科學計算接閃桿的保護范圍，導致部分氣象觀測儀器設備未位于接閃桿的有效保護范圍之內。既導致接閃桿的作用無法得到充分發揮，還導致雷擊風險概率大大增加。

2.2?接閃帶與接閃網安裝問題

在自動氣象站上安裝接閃帶、接閃網等設備以期能夠較好地起到防雷保護作用。然而無法采取合理的方式安裝接閃帶與接閃網，必將會對其防雷效果產生嚴重影響。目前，在實際工作中，部分防雷工作人員并未嚴格按照相關標準與要求對接閃帶、接閃網等設備進行規范安裝，進而對防雷設備的功能與效果產生嚴重影響。

2.3?風速風向信號線與引下線的布設不夠規范

通常情況下，大多數自動氣象站為追求外觀美觀，在安裝接收信號線時往往將其與接閃桿下線相互交叉或并行，這一安裝方式不符合建筑物防雷設計相關標準，主要是由于風向信號當中使用的電纜往往帶有屏蔽層。當雷擊現象發生時，電纜往往會屏蔽處理雷擊產生的電磁脈沖，此時信號線上維持較高的感應電壓，然而，采集器元件卻無法承受信號線中的高壓，進而導致采集器無法正常運行，嚴重時甚至還會損壞采集器。

3?做好自動氣象站雷電防御工作的若干思考

3.1?合理安裝接閃桿

接閃桿在自動站防雷保護中發揮著不可替代的防雷防閃作用，為有效保護傳輸線及風傳感器，應當對其采用獨立安裝施工方式，以盡可能減少或避免雷擊對傳感器造成的影響及危害。通常情況下應當將接閃桿安裝在整改之后的防雷器上，最適宜的安裝距離在16m左右。為確保接閃桿的避雷作用得到充分發揮，同時又不會對金屬管產生一定程度的影響，應當保證兩者同時存在且電位應當保持一致。因此，在安裝接閃桿時，應當首先使用滾球法測算接閃桿的有效保護范圍，使自動站系統與各氣象觀測儀器設備均位于接閃桿的有效保護范圍之內，以保證自動站系統與各氣象觀測儀器設備的安全性。

3.2?對信號線與防雷引下線進行合理設置

傳感器作為自動氣象站系統的重要組成部分，在正常開展地面氣象業務中發揮著重要作用，因此合理選擇與設置信號線非常重要。通常情況下，所選取的信號線外皮應當具備金屬屏蔽功能，另外外套PVC套管最為適宜。此外，引下線應當選用避雷針引下線，在安裝避雷針引下線與電源線、信號線時應當對其進行分管引入，嚴禁并管操作，以防止引下線上的雷電流對信號線與電源線發生反擊，而且在引入引下線時還應當正確安裝接閃器。

3.3?做好接地防護工作

要實現自動氣象站對雷擊承受能力的顯著增強，做好接地防護工作必不可少。有效的接地防護工作能夠及時將雷擊產生的雷電流引入大地，不僅能夠有效降低雷電對自動氣象站造成的影響及危害，還能保障自動站系統與各儀器設備的安全性。通常情況下，應當以弱電子設備的特點為依據合理設置防雷標準，用地網環繞觀測地一周，之后再沿著管道安裝接地體，而且在安裝接地體時還應當預留部分接地端子。接地防護工作當中接地電阻應當位于4Ω以下，若電阻較大應當使用降阻措施以減小電阻，之后將自動氣象站內部的所有防雷設施進行接地處理，以大大降低雷電對自動氣象站造成的影響及危害，進而實現雷電防御效果的顯著提升。

參考文獻

[1]?張偉.自動氣象站雷電防御存在的問題及措施分析[J].科技創新導報，2018（22）：109-110.

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