氣象信息系統(tǒng)雷電防護(hù)常見(jiàn)問(wèn)題的解決方法分析

湯亮

摘要：氣象信息系統(tǒng)對(duì)人民群眾的生活非常重要，及時(shí)準(zhǔn)確的氣象預(yù)報(bào)可以避免天氣對(duì)人民生活造成影響、給農(nóng)作物帶來(lái)傷害，但氣象信息系統(tǒng)常常遭受雷電襲擊。因此為了保證氣象信息系統(tǒng)可靠運(yùn)行，本文概述了氣象信息系統(tǒng)，對(duì)氣象信息系統(tǒng)雷電防護(hù)常見(jiàn)問(wèn)題及其解決方法進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：氣象信息系統(tǒng);雷電防護(hù);問(wèn)題;解決方法;

一、氣象信息系統(tǒng)的概述

氣象信息系統(tǒng)是氣象信息與技術(shù)保障體系的組成部分，是氣象業(yè)務(wù)的公共技術(shù)基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)，主要包括通信與網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算機(jī)、信息存儲(chǔ)與共享、數(shù)據(jù)處理與管理、探測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、氣象儀器與觀測(cè)方法研究、氣象技術(shù)裝備管理、氣象儀器的計(jì)量檢定、技術(shù)保障等。氣象信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集、處理、存儲(chǔ)、交換與分發(fā)各種氣象信息和相關(guān)非氣象信息。承擔(dān)信息的集中統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和信息服務(wù)。主要包括通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與管理、信息存儲(chǔ)與信息共享服務(wù)。氣象信息系統(tǒng)還負(fù)責(zé)收集、處理、存儲(chǔ)、交換和分發(fā)各種氣象信息和相關(guān)非氣象信息。承擔(dān)信息的集中統(tǒng)一管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和信息服務(wù)，這些服務(wù)主要包括通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的服務(wù)、高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的服務(wù)等。

二、氣象信息系統(tǒng)雷電防護(hù)常見(jiàn)問(wèn)題的分析

1、信息系統(tǒng)屏蔽問(wèn)題。信息系統(tǒng)線路屏蔽是防雷屏蔽工作中的關(guān)鍵內(nèi)容，換言之，線路屏蔽是雷電防護(hù)中不可缺少的重要工作之一。然而，現(xiàn)實(shí)中，此項(xiàng)工作卻存在著如下問(wèn)題：首先，在進(jìn)行線路屏蔽時(shí)，需要將相應(yīng)的信號(hào)線路穿過(guò)金屬，或者必要時(shí)在線路中間點(diǎn)增添接地點(diǎn)。如果接地點(diǎn)增添不及時(shí)，則會(huì)造成線路屏蔽質(zhì)量下降。其次，屏蔽層接地位置選擇科學(xué)合理性有待進(jìn)一步提升。在現(xiàn)實(shí)中，信號(hào)線路需要通過(guò)不同的方式來(lái)架設(shè)。而架設(shè)方式的不同也會(huì)造成屏蔽層接地位置的不同，而由此產(chǎn)生的屏蔽效果也會(huì)存在差異。也正是由于屏蔽層接地位置選擇上欠缺合理性，造成屏蔽效果欠佳。最后，信息系統(tǒng)設(shè)備上未安裝SPD，造成信息系統(tǒng)設(shè)備損壞。

2、電源安裝SPD時(shí)缺乏規(guī)范性。就當(dāng)下氣象信息系統(tǒng)雷電防護(hù)來(lái)看，盡管基層氣象臺(tái)站的信息系統(tǒng)安裝了電源SPD，然而，在發(fā)生雷電災(zāi)害時(shí)，仍然無(wú)法避免電源系統(tǒng)遭受雷擊。而造成這一現(xiàn)象的主要原因是，許多臺(tái)站在安裝SPD的過(guò)程中缺乏規(guī)范性，使得安裝的電源SPD不符合現(xiàn)實(shí)需求。首先，按照規(guī)范至少需要安裝兩級(jí)電源SPD，然而，現(xiàn)實(shí)中部分氣象臺(tái)站只安裝了一級(jí)電源SPD。其次，安裝的電源SPD規(guī)格有失規(guī)范性。按照正常安裝需求，需要將40kA電源SPD作為第一級(jí)的防護(hù)，然而現(xiàn)實(shí)中，有少許的氣象臺(tái)站卻將100kA電源SPD作為第一級(jí)防護(hù)，此時(shí)，由于電源規(guī)格超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)需求，會(huì)使得電源SPD在遭受雷電時(shí)的反應(yīng)靈敏性下降，進(jìn)而起到的保護(hù)效果大大下降。再次，電源SPD接地線不符合相應(yīng)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。如，有些氣象臺(tái)站選擇的電源SPD接地線直徑較細(xì)，且長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，造成接地線的接地電阻與殘壓過(guò)大，且在釋放感應(yīng)過(guò)電壓時(shí)遇到障礙。

3、設(shè)備等電位連接工作質(zhì)量問(wèn)題。信息系統(tǒng)防雷設(shè)備等電位連接可以將建筑物中的各個(gè)電氣裝置與其他裝置外露的金屬以及可導(dǎo)電部分、人工或者自然接地體用導(dǎo)體充分地連接起來(lái)，進(jìn)而將電位差有效縮小。而等電位連接方式則存在著多樣性，如總等電位連接、局部等電位連接與輔助等電位連接等。

在具體選擇等電位連接方式時(shí)，由于選擇工作缺乏了科學(xué)合理性，使得最終的等電位連接質(zhì)量大幅度下降。

4、光纖線路問(wèn)題。光纖線路之所以能夠正常的傳遞信息則需要依托于光信號(hào)，而光信號(hào)可以有效規(guī)避掉雷電電磁脈沖的影響。因此，科學(xué)合理地運(yùn)用光纖線路，將會(huì)大大提升雷電防護(hù)質(zhì)量。而當(dāng)下的防護(hù)人員在使用光纖線路時(shí)，未充分地做好光端機(jī)電源、光端機(jī)與局域網(wǎng)連接端口的防雷措施，進(jìn)而造成最終的防雷質(zhì)量受損。

三、氣象信息系統(tǒng)雷電防護(hù)常見(jiàn)問(wèn)題的解決方法

1、重視信息系統(tǒng)屏蔽現(xiàn)象。（1）當(dāng)進(jìn)行線路屏蔽信號(hào)線路從金屬上穿過(guò)時(shí)，如果現(xiàn)實(shí)需要的話，需要及時(shí)的在線路中間點(diǎn)上添加相應(yīng)的接地點(diǎn)。（2）科學(xué)合理地選擇屏蔽層接地位置。要有效結(jié)合信號(hào)線路的具體架設(shè)方式，來(lái)科學(xué)合理地選擇屏蔽層接地位置;要正確地分析并認(rèn)識(shí)到屏蔽工作對(duì)信息系統(tǒng)防護(hù)的重要性與意義，進(jìn)而結(jié)合實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行屏蔽層接地位置的選擇。比如，室外線路需要在穿過(guò)金屬管后通過(guò)埋地方式進(jìn)入室內(nèi)，而不可直埋地進(jìn)入室內(nèi);要確保屏蔽層的連續(xù)性，如果雙端接地屏蔽層有斷點(diǎn)，就會(huì)將雙端接地屏蔽層轉(zhuǎn)化為單端接地屏蔽層，進(jìn)而影響到最終的屏蔽效果。因此，要有效防止屏蔽層出現(xiàn)斷點(diǎn)。（3）線路獲得充分屏蔽之后，就需要在信息系統(tǒng)設(shè)備上加設(shè)SPD。由于信號(hào)線路會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)移阻抗，此時(shí)，雷電電流經(jīng)過(guò)屏蔽層時(shí)，芯線與外皮共同作用下會(huì)產(chǎn)生感過(guò)硬電壓，進(jìn)而損壞信息線路。而通過(guò)有效加設(shè)電源SPD，就可以將此種現(xiàn)象有效規(guī)避掉。

2、規(guī)范電源安裝SPD。首先，按照電源SPD安裝規(guī)范，安裝兩級(jí)及以上電源SPD。其次，嚴(yán)格安裝40kA電源SPD作為第一級(jí)防護(hù)，進(jìn)而防止電源規(guī)格過(guò)大引起較大殘壓。最后，要科學(xué)合理地選擇電源SPD接地線。接地線的直徑與長(zhǎng)度要符合相應(yīng)規(guī)格。如，接地線應(yīng)大于6mm2，而長(zhǎng)度應(yīng)該低于0.5m。從整體上來(lái)講，在選擇接地線時(shí)，要符合短、直、平的選擇標(biāo)準(zhǔn)。作為工作人員，切不可因個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，擅自更改選擇標(biāo)準(zhǔn)。

3、增強(qiáng)設(shè)備等電位連接工作質(zhì)量。首先，要結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)合理地選擇等電位連接方式。這就需要工作人員充分地掌握各個(gè)方式的不同，并將各個(gè)方式的適用情況充分了解清楚。其次，要充分地了解氣象信息系統(tǒng)等電位連接工作內(nèi)容。當(dāng)下主要工作內(nèi)容包括：通過(guò)等電位連接方式將各種地網(wǎng)連接起來(lái);將等電位連接網(wǎng)鋪設(shè)到電子設(shè)備密集場(chǎng)所的防靜電池底板下，并將等電位與建筑物中的結(jié)構(gòu)柱筋、共用接地系統(tǒng)有效連接起來(lái);機(jī)房?jī)?nèi)各有關(guān)設(shè)備均要與等電位連接網(wǎng)作可靠電氣連接;做好與機(jī)房有關(guān)的各相關(guān)部分的金屬外殼的等電位連接。

4、合理運(yùn)用光纖線路。首先，工作人員要對(duì)光纖線路進(jìn)行充分地了解。其次，工作人員在使用光纜時(shí)，需要采取有效的防雷措施來(lái)防止光端機(jī)電源、光端機(jī)與局域網(wǎng)連接端口遭受雷電損壞，而對(duì)于光纜的金屬物件，需要做好相應(yīng)的接地措施。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，雷電是一種較為嚴(yán)重的氣象災(zāi)害，雷電天氣發(fā)生時(shí)，強(qiáng)大的電場(chǎng)和磁場(chǎng)會(huì)使建筑物遭到破壞、擾亂各類設(shè)備的正常運(yùn)行，并破壞信號(hào)，甚至造成人身傷害。氣象信息系統(tǒng)若遭到雷電攻擊，會(huì)導(dǎo)致氣象工作不能正常進(jìn)行，因此對(duì)氣象信息系統(tǒng)雷電防護(hù)常見(jiàn)問(wèn)題的解決方法進(jìn)行分析具有重要意義。

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（作者單位：宜興市氣象局）