對自動氣象站防雷措施問題的探討

劉卓宏 李旭欽 杜小松

(惠州市氣象局,廣東惠州 516000)

對自動氣象站防雷措施問題的探討

劉卓宏 李旭欽 杜小松

(惠州市氣象局,廣東惠州 516000)

隨著現(xiàn)代化的發(fā)展,自動氣象站也逐步投入使用,自動化水平有了很大的提高,同時大氣探測的準確性也有了很好的提升。氣象站的建設(shè)是實現(xiàn)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)項目之一,自動化氣象站的建設(shè)更有助于氣象的科學(xué)研究,能夠更好地為社會服務(wù)。相對來說自動化的氣象站的建設(shè)容易,但是自動氣象站的安全保障工作就要投入更多的精力去維護。做好自動化氣象站的安全工作能夠提供準確的氣象數(shù)據(jù),能更好的為天氣預(yù)報和氣象監(jiān)測進行服務(wù)。自動氣象站的安全管理工作的不斷改善,雷擊問題是自動氣象站安全管理維護工作中最難以解決的難題,所以一定要引起我們的關(guān)注和重視。

自動氣象站 防雷 應(yīng)對措施

1 雷電侵襲的路徑

(1)雷直接擊中自動氣象站的設(shè)備，造成氣象設(shè)備的損壞，無法進行正常的工作運行。還有一種原因那就是在雷擊點的周圍引起地電位的飆升，進一步通過氣象站設(shè)備的接地線導(dǎo)入到電路上來，造成電路設(shè)備的損壞，造成無法進行檢測工作。

(2)高電壓的沖擊。雷電發(fā)生的時候，周圍會有靜電和電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的強烈的電壓沖擊，出現(xiàn)這種情況，會對氣象站的各路傳感器造成影響。其中，風(fēng)向傳感器受到的影響最為嚴重。因為風(fēng)向傳感器的位置在自動氣象站的最高處，而且我們都知道傳感器包含著大量的半導(dǎo)體元器件，在雷擊故障中經(jīng)常受到侵襲破壞。

(3)電源線路。自動氣象站的電往往采取低壓輸電線路，但是在遭受雷擊時，低壓輸電線路經(jīng)受不起雷擊帶來的高壓，它會沿輸電線路進入到設(shè)備內(nèi)，對設(shè)備造成極大地破壞。雷電的靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)在產(chǎn)生的過電壓也會對設(shè)備造成一定的破壞。

2 自動氣象站防雷工作存在不合理的地方

(1)避雷針保護范圍不合格。觀測場的避雷針保護范圍不合格對于觀測場來說，對于氣象站的影響也是很大的。氣象站在建設(shè)之前，其周圍的的布局都是經(jīng)過嚴格的研究分析的，有合理的避雷針保護區(qū)。但是建設(shè)的過程中大多不按照要求，有些人認為過多的保護范圍是浪費，建設(shè)的過程中縮小了避雷保護區(qū)的范圍，往往造成嚴重的后果。避雷針保護范圍對于避免雷擊是有很大作用的，可以有效的保護氣象站受到雷擊。

(2)風(fēng)傳感器的鐵塔與避雷針混合安裝。很多在建設(shè)氣象站的過程中意識不到風(fēng)向感應(yīng)器是不能與避雷針混合安裝的，因為風(fēng)向感應(yīng)器安裝在風(fēng)塔上，正好處于氣象站的最高的位置。其實這時候風(fēng)塔就是充當一根避雷針的作用，但是遭受雷擊的情況下，往往會使風(fēng)向感應(yīng)器被雷擊所損壞，造成氣象站不能正常的運行。

(3)金屬護攔沒有接地，部分線路裸露在外。金屬護攔無接地，部分線路沒有穿鋼管而裸露在外，這也是導(dǎo)致雷災(zāi)的潛在危險之一。

(4)沒有避雷帶和避雷網(wǎng)格。避雷帶科學(xué)合理的安裝在外部防雷措施上面極其的重要，它起著護盾的作用，只有正確安裝好接閃器，才能把雷電流引下來，能夠最大化的保護氣象站設(shè)備免遭直接雷擊。沒有合理設(shè)置避雷網(wǎng)格范圍，接閃器就無法很好的安裝，就無法把雷電流引下來的作用，就無法起到規(guī)避作用。

3 自動氣象站防范雷擊的應(yīng)對策略

(1)單獨安裝避雷針。規(guī)劃合理的范圍區(qū)域，單獨安裝避雷針，有助于保護風(fēng)傳感器的鐵塔與避雷針混合安裝時對風(fēng)傳感器和傳輸線的直接影響。嚴格按照計劃的避雷針防護范圍進行實施，要把整個氣象站及其設(shè)備建筑都包含在避雷針的保護范圍內(nèi)。如果氣象站邊緣地帶，無法包含在保護范圍之內(nèi)，就需要另外建設(shè)安裝避雷針進行保護，嚴格進行避雷針的安裝，這對于氣象站防雷有重要的作用。

(2)科學(xué)合理運用雷電防護的疏導(dǎo)、攔截策略。1)對于雷電的侵襲可以采用疏導(dǎo)方式，就是將雷電流通過接地裝置導(dǎo)入大地，將雷電過電壓控制在設(shè)備或器件的承受水平上，從而保護避免受到雷電的影響。攔截的防護策略就是利用設(shè)備工作頻譜和雷電波譜分量的差異，利用濾波器等對雷電波隔離或攔截，從而大幅度削減其所釋放的能量，從而保護避免受到雷電的影響。對于自動氣象站沒有良好接地條件的地基，采用雷電攔截策略是一種相對較好的方案，但是對于攔截任務(wù)的元器件提出了較高的要求，攔截的裝置要有比雷電沖擊電壓還高的絕緣強度，攔截裝置的質(zhì)量及防雷裝置的工藝水平要達到很好才行。2)攔截與疏導(dǎo)進行有機的結(jié)合。多層次全方位的進行防護，把風(fēng)傳感器的鐵塔與避雷針分開安裝，首先要考慮到風(fēng)傳感器的鐵塔在觀測場中的位置，避雷針與風(fēng)傳感器的鐵塔之間要有3m以上的安全距離。在安置避雷針時應(yīng)當避開電源傳輸線路等設(shè)備，要考慮觀測場地下的電纜鋪設(shè)狀況，要完全避開這些電纜。

(3)合理鋪設(shè)引導(dǎo)線。傳感器的信號傳輸電纜必須放置在已經(jīng)接地的金屬管，在避雷針上安裝好避雷接閃器，傳感器的信號線、避雷針引導(dǎo)線、電源線應(yīng)該分開進行穿金屬管。防止引導(dǎo)線上的雷電流對傳感器的信號線或電源線造成影響。接地電網(wǎng)要合理布局。合理使用以及科學(xué)布局接地地網(wǎng)，根據(jù)接地地網(wǎng)不共線的原則，應(yīng)該使金屬固定元件與金屬管之間形成的電路暢通，這樣形成等電位的連接，就能合理的把雷電流引入到大地下。

(4)安裝電源避雷器。安裝總電源避雷器，而且要在自動氣象站設(shè)備使用的傳輸線上加裝電源避雷器，全方位多層次的保進行護，最大限度減少雷電對自動氣象站的損壞。雷電防護措施應(yīng)當是全方位多層次的，在雷電侵襲的路徑上都要安裝防護設(shè)備。根據(jù)電源系統(tǒng)遭受雷電的侵襲概率相對較大的特點，把電源系統(tǒng)作為重點保護對象，在緊急的情況下采取隔離防護的措施。

(5)安裝避雷帶和設(shè)置避雷網(wǎng)格。避雷帶的嚴格合理的安裝在外部防雷措施上面極其的重要，它起著護盾的作用。正確安裝接閃器，把雷電流通過避雷針引入大地下，使氣象站設(shè)備能夠避免遭受直接雷擊。如果沒有安裝避雷帶，接閃器就無法很好的安裝，就無法把雷電流引下來的作用，就無法起到規(guī)避作用。

4 結(jié)語

相對來說自動化的氣象站的建設(shè)容易，但是自動氣象站的安全保障工作就要投入更多的精力去維護。做好自動化氣象站的安全維護工作能夠提供準確的氣象數(shù)據(jù)，能更好的為天氣預(yù)報及氣象監(jiān)測進行服務(wù)。自動氣象站的安全管理工作的不斷改善，雷擊問題是自動氣象站安全管理維護工作中最難以解決的難題，所以一定要引起我們的關(guān)注和重視。維護好自動化氣象站的建設(shè)，更有助于氣象的科學(xué)研究，能夠更好地為社會服務(wù)。

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