淺析多要素區(qū)域自動(dòng)氣象站防雷

【摘? ?要】2020年4月1日，我國地面氣象觀測(cè)全面自動(dòng)化，標(biāo)志氣象現(xiàn)代化時(shí)代的到來，毫不夸張的說是我國氣象史上“里程碑”，在地面觀測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行中，確保整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行是重中之重，而雷電危害是觀測(cè)設(shè)備（儀器）的一大殺手，本文通過在安裝多要素區(qū)域站時(shí)的工作實(shí)踐，總結(jié)一些雷電防護(hù)施工要點(diǎn)，拋磚引玉，僅供同行參考。

【關(guān)鍵詞】多要素;氣象觀測(cè);自動(dòng)化;設(shè)備;雷電防護(hù)

1.多要素區(qū)域氣象站雷電防護(hù)基本情況

區(qū)域氣象站是指在某一地區(qū)根據(jù)需要，建設(shè)的能夠自動(dòng)探測(cè)多個(gè)要素，無需人工干預(yù)，即可自動(dòng)生成報(bào)文，定時(shí)向中心站傳輸探測(cè)數(shù)據(jù)的氣象站，是彌補(bǔ)空間區(qū)域上氣象探測(cè)數(shù)據(jù)空白的重要手段。自動(dòng)氣象站由氣象傳感器、微電腦氣象數(shù)據(jù)采集儀、電源系統(tǒng)、防輻射通風(fēng)罩、全天候防護(hù)箱和氣象觀測(cè)支架、通訊模塊等部分構(gòu)成。溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向等傳感器為室外氣象專用傳感器，具有高精度高可靠性的特點(diǎn)。

自動(dòng)氣象站用于對(duì)風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、土壤溫度、土壤濕度、蒸發(fā)量、大氣壓力等十幾個(gè)氣象要素進(jìn)行全天候現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。可以通過專業(yè)配套的數(shù)據(jù)采集通訊線與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綒庀笥?jì)算機(jī)氣象數(shù)據(jù)庫中，用于統(tǒng)計(jì)分析和處理，整個(gè)系統(tǒng)是一套弱電信息系統(tǒng)，每臺(tái)設(shè)備都是一個(gè)精密的電子產(chǎn)品，由此可知，雷電對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行安全構(gòu)成一大威脅！

2.區(qū)域氣象站雷電防護(hù)要點(diǎn)

直擊雷防護(hù)、防雷接地、等電位聯(lián)結(jié)是自動(dòng)站防雷的三大要點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際施工的6要素自動(dòng)站（6mX10m場(chǎng)地）予以分析。

2.1直擊雷防護(hù)措施

多要素站無拉線風(fēng)桿是整個(gè)自動(dòng)站最高設(shè)備，也是直擊雷防護(hù)裝置，首先要對(duì)接閃針保護(hù)范圍進(jìn)行計(jì)算：

由圖4可知：C點(diǎn)為接閃針保護(hù)的最遠(yuǎn)點(diǎn)，高度為圍欄高度1.5m

由圖1可知：AB=7.5m? ?BC=4.2m? 由勾股定理計(jì)算AC=8.6m，即接閃針保護(hù)半徑。

圖3按滾球法，避雷針在hx高度的保護(hù)半徑按下列計(jì)算式確定：

式中 rx：避雷針在hx高度的保護(hù)半徑;

hr ：滾球半徑;

hx：被保護(hù)物的高度

已知：

接閃針h=11Mm;

滾球半徑hr=60m;

被保護(hù)物的高度hx=1.5m

結(jié)論：觀測(cè)場(chǎng)在接閃針保護(hù)范圍之內(nèi)

2.2共用接地系統(tǒng)（圖2所示）

（1）沿場(chǎng)地規(guī)劃線開挖深度60cm基溝;

（2）將人工垂直接地體（50mmX50mmX5mm鍍鋅角鋼）按示意圖位置垂直打入溝底，用水平接地體（40mmX4m鍍鋅扁鋼）將垂直接地體連接，構(gòu)成閉合環(huán)形網(wǎng)格，并且在6個(gè)垂直接地體使扁鋼露出地面100mm，預(yù)留圍欄接地端子;

（3）無拉線風(fēng)桿底座內(nèi)角鋼預(yù)埋件在底座底部就近與接地系統(tǒng)用20X4的扁鋼進(jìn)行連接，接地鋼釬用20X4扁鋼與接地系統(tǒng)進(jìn)行連接;

（4）主采集箱、翻斗雨量傳感器等設(shè)備澆筑底座時(shí)，底座內(nèi)的三個(gè)固定螺栓用20X4扁鋼與接地系統(tǒng)進(jìn)行連接;

（5）檢查各個(gè)焊點(diǎn)是否可靠并進(jìn)行防腐、防銹處理，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土壤情況，工頻接地電阻盡量不大于4歐姆，達(dá)不到采取相應(yīng)降阻措施，如果山區(qū)等特殊場(chǎng)地，工頻電阻值不用太過于糾結(jié)，只要做好接地系統(tǒng)和等電位連接，就可以了，回填土方，接地系統(tǒng)完成。

2.3局部等電位聯(lián)結(jié)

等電位聯(lián)結(jié)與接地是兩種保證電氣安全的理論和措施，用直徑10平方毫米多股銅線將站內(nèi)的風(fēng)桿、主采集箱、雨量傳感器等設(shè)備（儀器）金屬部件連接，形成局部等電位連接網(wǎng)格，可以有效地降低回路電阻，使系統(tǒng)更安全。

3.結(jié)論

多要素區(qū)域氣象站大多安裝在空曠的地方，站內(nèi)電子設(shè)備居多，施工時(shí)要嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，特別要做好防雷等電位的連接，做的安全可靠，保障氣象站全天候運(yùn)行正常。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：鄭同勝（1966.4-），男，漢族，河南焦作人，氣象工程師，研究方向?yàn)槔纂姺雷o(hù)和人工影響天氣。

溫縣氣象局? ? 河南焦作? ? 454850