雷電防御技術在氣象安全保障工作中的應用

黃國開，范仲之

（廣東省氣象公共安全技術支持中心，廣東 廣州 510080）

0 引言

雷電常見于夏季，表現出較大的破壞力，受到人們的高度重視。與此同時，氣象部門采取行政執法檢查形式，明確雷電監管職責任務，以增強雷電防御能力，現取得初步成效。然而，在實際雷電防御工作中，仍然有進步空間。因此，對于雷電事故加以分析，嘗試從技術、人員、管理等方面落實雷電防御工作，確保防御效果。

1 雷電災害事故表現

1.1 直接雷擊

直接雷擊表示雷電對于人或者物體形成的直接擊中現象。在雷電發生區域，借助導電物質放電，繼而形成電擊。直接雷擊事故表現出較大的危害性，將會對高空、山體建筑形成較大威脅。如果雷擊直接作用在人身上，會引起被雷擊者死亡的現象。直接雷擊事故發生可能性較高，倘若直接雷擊發生在人類聚集區，會帶來較大的經濟損失。

1.2 間接雷擊

間接雷擊表示雷電事故發生時，并未直接作用于人或者物體上，而是借助作用區的電磁場效應，由通電導體形成雷擊輸出，對建筑項目形成電擊作用。間接雷擊事故，同樣對于人民生活與生產帶來諸多影響。間接雷擊事故形成時，是借助導體進行雷擊放電。

2 雷電防御的具體路徑

2.1 預測雷電事故位置

雷電防御技術是在科學措施的輔助下，預測雷電災害的可能性發展位置，以降低雷擊事故帶來的影響。現階段，雷擊事故形成的危害逐漸增加，在各行業受到了廣泛重視。因此，在政府支持與引導作用下，防雷減災工作逐漸增加了人力與物力。因此，在開展各項雷電防御工作時，有必要加強雷電技術服務隊伍建設，準確預測雷電事故發生位置，進行針對性雷電防護工作，減少雷擊事故影響[1]。

2.2 健全雷電體系

2.2.1 配置全面的雷電防護設施

在雷電災害防御各項規劃與部署期間，需加強人員、設施配置。在配置前期，結合雷電防護工作的具體需求，組建防雷電工作網絡，確保雷電工作有序進行。

2.2.2 建立雷電災害防御規章

在雷電設施建設完成時，結合防雷電工作需求，進行人員配置，制定有效的防雷電工作規章體系，以提升雷電防御工作效果，減少雷擊事故發生。

2.3 遠程雷電規劃與部署

氣象部門能夠有效、準確接收區域內的氣象信息，對于氣象變化給出預測分析。氣象部門在收集各類信息后，比如溫度、濕度等氣象要素，對氣象變化進行綜合分析。在氣象信息傳輸期間，需保障數據傳輸的完整性，減少電涌保護裝置的使用次數，以加強電涌保護裝置保護，降低設施干擾問題，同時采取信號箱接地處理。針對輸出線，需借助金屬線槽，保障設備運行的平穩性。對于通信傳輸線路，需給予有效的雷電保護，室內添加銅芯線，線路末端使用保護裝置，回避間接電擊問題。

2.4 有序落實雷電防御安全知識宣傳工作

雷擊表現出較大的危害作用，想要回避雷電災害問題，需加強防雷電意識建設工作，以提升雷電防御工作能效。氣象部門可使用有效方法，綜合開展雷電防御工作，合理轉變雷電防御管理思想，在氣象部門內部開展階段性雷電防御知識宣傳工作，切實增強人員防雷電意識。對于社會群體，給出基礎性雷電防御技巧，可借助氣象網絡等媒體進行內容傳播。與此同時，在監測到雷電災害事故時，需及時進行事故公布，形成災害信息共享體系，便于各部門、社會人員做好雷電防御工作。

比如，在雷雨天氣情況下，人們在使用雨具時，需回避鐵頭雨傘使用問題，同時避免在地勢高處進行通信交流，必要時需切斷相關電源連接。各類雷電防御知識，氣象部門可借助多媒體平臺進行有效宣傳，確保人們具備基礎的雷電防御技能，合理控制雷擊事故帶來的社會影響。

室外雷電防御方法：如果人們在戶外環境中，突遭雷雨天氣，需在短時間內迅速移動至地勢較低處：遠離山頂、河流等空曠區：避免較多人群聚集；減少身上攜帶的金屬物體；對于電桿、大樹等避雷設施，需保持較遠距離；汽車、火車相關運輸設備，具有良好的雷電屏蔽效果，在車內時緊閉門窗。

室內雷電防御方法：在發生強降雨攜帶雷擊事件時，人們需盡快回至室內進行防護，緊閉門窗；減少用電設備運行，比如電視機、電廚寶等；遠離各類電氣設施，比如煤氣管道。在裝有避雷設備的建筑項目中，整體雷電效果較好。

雷擊事故的有效處理。在發生意外雷擊事故時，同行人需立即將遭受雷擊人員送往醫院救治。如果受到雷擊的人員生命體征較弱，需對其進行心臟復蘇搶救，必要時進行現場搶救，防止貽誤最佳搶救時機。與此同時，對受到雷擊的人員，采取保溫防護。倘若人員在遭受雷擊事件后，發生精神問題，需對其進行頭部降溫處理，比如冷敷，對于雷擊引起的灼傷位置，急救操作時，可對受傷位置進行干燥包扎，防止傷情擴大。

2.5 加強雷電防御隊伍建設

氣象雷電防御工作，需加強雷電防御隊伍建設，以保障防雷電各項工作的運行能效。工作人員是防雷電工作的直接操作者，其防雷電技術能力、職業素養，對于雷電防御工作質量，具有直接影響。因此，氣象部門有必要加強人員專業技能建設，采取階段性技能培訓形式，使工作人員具備較強的防雷電技術能力。與此同時，鼓勵技術人員在線完成各項防雷電技能學習，逐步增強雷電防御隊伍的工作能力。

此外，在使用雷電防護設備時，從設備功能設計、設備組件安裝、設備性能維護等方面，均需專業技術隊伍給予支持。為保障防雷電工作的進展效果，氣象部門需加強防雷電人員崗位能力建設，使防雷電人員積極參與技術交流，高效完成最新雷電知識學習，確保氣象部門人員工作能力符合防雷電工作要求，促使各項防雷電工作有序完成[2]。

2.6 拓展氣象防御雷電工作規模

在雷電防御工作中，需加強雷電防御規模擴展，提升防雷電業務的多樣性，延展防雷電輻射區。因此，氣象部門對于內部人員結構，需給出適當調整措施，逐步增強防雷電技術人員的專業能力，確保各崗位工作權責清晰性，切實增強防雷電人員專業性。與此同時，氣象部門可制定相應的管理體系、監督方法，以保障防雷電工作進展效果。如果存在雷電防護設備配置不充足、設備先進性不強等問題，對于氣象監測、氣象分析各項工作形成阻礙，此時需加強設備引進與規范性操作指導，確保防雷電工作通力協作，逐步增強氣象部門的管理能力，保證雷電防御工作的落實效果。

比如，高新防雷電工藝，是借助雷電流串聯方式，對雷電進行防護與回避。串聯方法中，對能量形成的消耗，與系統阻抗處于正相關。為此，在雷電作用形成雷電流時，需進行高阻抗部件的添加，此時部件功率值不小，將會形成電勢控制效果，甚至對于電勢消除具有積極作用，以此保障反擊電壓處于防雷電標準范圍內，即不大于280V。

3 雷電監控系統結構和工作原理

3.1 監控系統遭受雷擊的幾種主要途徑分析

通過對監控系統的雷電災害情況進行分析，我們可以發現其在具體運行的過程當中通常會受到以下幾種途徑的影響而導致監控系統受到損害。

3.1.1 直擊雷

所謂直擊雷主要是指雷電直接對戶外監控設備或者是金屬裝置造成雷擊損害，導致戶外監控設備，傳輸線路等設備受到燒損或損壞。在直擊雷的影響和作用下，監控系統會受到非常嚴重的損壞，但是直擊雷出現的概率較低。

3.1.2 閃電感應

閃電感應主要是在雷云的作用下去對戶外監控設備所傳輸出來的信號進行感應，在感受到與雷云符號相反的電荷時就會迅速中和，如果戶外監控系統在安裝時沒有采取科學合理的接地措施，那么就無法有效的對其中的電荷進行感應產生高電位，從而會導致監控系統受到閃電靜電感應現象的影響而受到損壞。戶外監控設施在具體運作的過程當中更容易受到雷電災害的影響。一但雷電擊在監控設施中的金屬支撐桿上雷電流會迅速發生變化，同時使得金屬支撐桿周圍空間形成強電磁場，戶外監控設施也能夠感應出較高的電動勢，其中所出現的閃電電磁感應會對監控系統產生破壞。相對于直擊雷來說，閃電感應所產生的損壞較小，但是其發生概率較高。

3.1.3 閃電電涌侵入

通常情況來說，一旦雷電擊射在監控系統的架空線纜上，雷電所產生的雷電流會沿著監控系統中的線路去入侵到監控系統中的前端系統，傳輸系統和終端系統，進而對整個監控設施以及相關設備造成非常嚴重的損壞，同時在雷電流侵入線路系統的過程當中會導致線路出現熔斷現象，影響整個監控系統的正常運轉。

3.1.4 雷擊電磁脈沖

這種雷擊情況相對常見，但是在具體對監控系統中的雷電災害防御技術進行研究時，通常會忽略這一情況。雷擊電磁脈沖主要是通過雷擊到地面建筑，在雷擊點附近產生電磁脈沖場，進而對各種導線及監控設備中的輸入端造成電磁脈沖干擾，不斷的入侵到監控系統當中對監控設備造成相應的影響，嚴重情況下還會導致監控設備受到損壞。

3.2 監控系統設備防雷安全技術要求

通過對監控系統設備受雷電影響的原因進行分析，我們可以發現其主要由直擊電，閃電感應等一系列的原因。這些原因都會對監控設備造成損毀，出現安全事故。為此，在具體對監控系統中的防雷安全技術進行設計與安裝的過程當中，必須要充分考慮監控設備的運行環境，同時系統性的分析監控設備會受到哪些雷擊情況的影響以及雷電活動的頻繁程度等多個方面，科學合理的對其進行安裝與設計，確保雷電災害防御技術的合理性與規范性，使得監控系統免受雷擊災害的影響。

3.3 規范安裝直擊雷防護措施

在具體對雷電災害防御技術進行研究和分析的過程當中，必須要對其中的防直擊雷措施進行安裝，直擊雷會對監控系統造成非常嚴重的損害，同時還會產生一系列的安全隱患問題。因此，在具體對監控設備中的直擊雷進行安裝的過程當中，必須要做好安全防護措施，嚴格按照防雷設計的相關規范與要求對直擊雷防護措施進行安裝。為了達到良好的安裝效果，相關部門可以針對戶外監控設備進行雷電防護罩的安裝。在具體對雷電防護罩進行安裝時，也應當有效的借助支撐桿進行接地，并對接地電阻進行限制。除此之外，為了防止電磁感應會對電源線和信號線進行電磁入侵，也應當安裝屏蔽電纜對電磁感應進行阻攔與屏蔽。

3.4 做好監控設備線纜屏蔽與接地

在上文當中我們具體提到監控設備會受到雷電流的影響，而導致電源線信號線等受到電流入侵，對整個監控系統設備產生相應的影響。因此，針對這種情況監控系統設備，在具體對雷電防御技術進行安裝時可以將金屬管屏蔽埋地引入。在具體對金屬管進行埋地敷設工作的過程當中，可以將金屬管的一端與配電箱和PE 線相互連接，同時將另一端與外殼和防雷保護罩相互連接。通過這種方式能夠有效的規避閃電電涌侵入。

3.5 規范安裝供電系統防雷措施

在具體對監控系統中的供電系統進行防雷電技術安裝時應當將適配的電涌保護器進行安裝。在電容保護器的作用下，多級SPD 之間能夠有效的進行能量配合工作。同時，對于室外配電線路也應當以電纜直接埋地敷設的方式進行安裝。對于監控系統設備來說，其在具體運轉的過程當中，主要是以微電子技術為基礎所運行的一種系統，其在具體運行的過程當中對于供電質量有著非常明確的要求。為此，對于由市電直接供電的電控系統設備，應當經常性的對其供電質量和穩定情況進行檢查與分析，保障供電質量。一旦市電電壓出現忽高忽低的情況，就會對監控系統設備產生相應的損壞。為此，針對這種情況，可以對穩壓裝置進行，安裝，避免電壓不穩定[3]。此外對于一些零地電壓較高的監控系統來說，應當進行有效的接地處理并采取合理布線等方式。通過規范性的對供電系統當中的雷電災害防御技術進行安裝能夠降低監控系統受到雷擊災害影響而出現損壞的現象與情況。

4 結語

綜上所述，在政府幫助下，氣象防雷電工作逐步完善。然而，大自然氣象條件表現出變化的不規律性，對于氣象災害的各類防護工作，需有效落實，以減少氣象災害帶來的影響。雨季雷電事故發生次數較多，需加強雷電防御工作規劃與部署，以提升雷電防御工作有效性，促進氣象部門有序發展。