自動(dòng)氣象站防雷技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)的影響分析

周延洲，呂昆坤，黃 茜，周?chē)?guó)軍

（湖南省保靖縣氣象局，湖南保靖 416500）

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，自動(dòng)氣象站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和安裝位置都具有一定的特殊性，較為容易受到雷擊的損害。對(duì)于自動(dòng)氣象站來(lái)說(shuō)，防雷技術(shù)的運(yùn)用將起到重要的影響。為了保證自動(dòng)氣象站能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供正常的服務(wù)，人們有必要對(duì)自動(dòng)氣象站的防雷技術(shù)進(jìn)行深入的研究。

1 自動(dòng)氣象站防雷技術(shù)分析對(duì)農(nóng)業(yè)的影響

1.1 自動(dòng)氣象站與農(nóng)業(yè)

在運(yùn)行的過(guò)程中，自動(dòng)氣象站可以利用微處理器來(lái)進(jìn)行氣象信息的采集和處理，并對(duì)氣象信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。在氣象要素不斷變化的過(guò)程中，相應(yīng)的傳感器的輸出電量會(huì)有所變化，而數(shù)據(jù)采集器則會(huì)通過(guò)采集和處理這些要素來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的工程量要素的轉(zhuǎn)換。同時(shí)，在數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中，自動(dòng)氣象站還會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行控制，從而得出氣象臺(tái)所需要的實(shí)時(shí)數(shù)值，并通過(guò)主控微機(jī)來(lái)進(jìn)行顯示。而通常的情況下，自動(dòng)氣象站系統(tǒng)由數(shù)據(jù)接收中心和自動(dòng)站兩部分組成。其中，自動(dòng)站數(shù)據(jù)采集設(shè)備則分為通訊單元、供電單元、數(shù)據(jù)采集器、連接電纜和傳感器單元這5部分。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于農(nóng)業(yè)是在自然環(huán)境條件下的生產(chǎn)活動(dòng)，所以會(huì)受到氣象因素的影響。所以，想要保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，就要利用自動(dòng)氣象站進(jìn)行氣象信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而通過(guò)分析農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害的分布規(guī)律來(lái)進(jìn)行農(nóng)業(yè)的區(qū)劃與規(guī)劃、合理作物布局和農(nóng)作物的栽培管理等工作[1]。此外，還可以根據(jù)自動(dòng)氣象站提供的氣象信息來(lái)進(jìn)行氣候資源的合理利用，并進(jìn)行不利氣象因素的規(guī)避，從而進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的降低，進(jìn)而提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 自動(dòng)氣象站與雷擊災(zāi)害

由于自動(dòng)氣象站系統(tǒng)包含著進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)信息采集的室外部分，所以在沒(méi)有采取措施的情況下較容易遭受雷擊，從而導(dǎo)致自動(dòng)氣象站的損壞。就目前來(lái)看，自動(dòng)氣象站因雷擊而損壞的形式主要有3種。首先，自動(dòng)氣象站的采集器和傳感器等設(shè)施較為容易被直擊雷擊中，從而出現(xiàn)一定程度的損壞。其次，在雷電擊中自動(dòng)氣象站的信號(hào)線或電源線時(shí)，由于雷電波將以耦合形式進(jìn)入到設(shè)備中，從而導(dǎo)致設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p害。此外，在自動(dòng)氣象站附近若有雷擊放電現(xiàn)象，則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備周?chē)纬蓮?qiáng)大的電磁場(chǎng)，從而使信號(hào)線或電源線產(chǎn)生一定的電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而造成設(shè)備因雷電感應(yīng)或雷電波入侵而損壞[2]。再者，在自動(dòng)氣象站的防雷地網(wǎng)的安裝不符合要求時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致雷電不能及時(shí)泄入大地，從而導(dǎo)致周?chē)妷旱纳?，進(jìn)而造成設(shè)備的損壞。所以，只有利用防雷技術(shù)防止自動(dòng)氣象站遭受雷擊災(zāi)害，才能保證氣象站的正常工作，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供正常的服務(wù)。

2 自動(dòng)氣象站的防雷技術(shù)

2.1 直擊雷的防護(hù)

為了進(jìn)行直擊雷的防護(hù)，可以進(jìn)行避雷針的安裝。而在避雷針的安裝方面，則可以采用兩種形式。一方面，可以在觀察場(chǎng)進(jìn)行獨(dú)立避雷針的安裝。但是在安裝的過(guò)程中，要準(zhǔn)確進(jìn)行避雷針高度的計(jì)算，并分開(kāi)進(jìn)行風(fēng)傳感器和避雷針系統(tǒng)的設(shè)置，從而使兩個(gè)系統(tǒng)間保持安全的距離。另一方面，在條件不允許的情況下，可以將避雷針直接安裝在風(fēng)傳感器的金屬支架上，并在采取風(fēng)傳感器數(shù)據(jù)傳輸線的線路屏蔽措施的同時(shí)，解決雷擊的電流引下線的設(shè)置問(wèn)題。

2.2 雷電波的防護(hù)

想要防止自動(dòng)氣象站因遭受雷電波或雷電電磁感應(yīng)入侵而損壞，首先就要采取相應(yīng)的防雷技術(shù)進(jìn)行雷電波的防護(hù)。而由于雷電波或電磁感應(yīng)的入侵是通過(guò)設(shè)備的信號(hào)線或電源線，所以可以在電源線和信號(hào)線上進(jìn)行電涌保護(hù)器的安裝，從而防止雷電的入侵[3]。此外，也可以采用屏蔽電纜或穿金屬管屏蔽的方式來(lái)進(jìn)行信號(hào)線和電源線的安裝，并保證信號(hào)線與電源線的屏蔽層多點(diǎn)接地，從而防止雷電的入侵。

2.3 其他防雷措施

由于農(nóng)業(yè)自動(dòng)氣象站的安裝地點(diǎn)一般都較為開(kāi)闊，所以尤其容易受到雷擊的損害。所以，需要采取多種措施來(lái)進(jìn)行雷電的防護(hù)。一方面，可以采用等電位接地的措施來(lái)進(jìn)行防雷。具體來(lái)說(shuō)，就是進(jìn)行聯(lián)合的共地運(yùn)行方式的建立，將自動(dòng)氣象站的各傳感器設(shè)備和防雷地網(wǎng)等電位相連，從而防止低頻雜散電流的干擾。另一方面，還可以在放置設(shè)備的房間進(jìn)行結(jié)構(gòu)鋼筋和門(mén)窗金屬框的安裝，從而進(jìn)行完整的屏蔽籠的構(gòu)成。此外，還可以采用綜合布線的方式進(jìn)行雷擊的預(yù)防。

3 結(jié)論

總而言之，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，良好地進(jìn)行自動(dòng)氣象站提供的氣象信息的利用，就能有效地進(jìn)行生產(chǎn)效益的提高。但是，由于服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)氣象站常常安裝在開(kāi)闊的地點(diǎn)，所以較為容易遭受雷擊的損害。因此，想要保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，還要較好地進(jìn)行防雷技術(shù)的分析。而從該文的研究來(lái)看，可以分別采用直擊雷的防護(hù)措施和雷電波的防護(hù)措施來(lái)進(jìn)行雷擊的預(yù)防，也可以同時(shí)采用多種技術(shù)進(jìn)行雷擊的預(yù)防，從而保證自動(dòng)氣象站的正常運(yùn)行。

[1]鄺泉，莫穎妍.自動(dòng)氣象站防雷工作中存在的問(wèn)題及對(duì)策分析.電子制作，2015,03（01）：264

[2]陳余才.自動(dòng)氣象站可視化監(jiān)控系統(tǒng)與防雷電功能設(shè)計(jì).南京信息工程大學(xué)，2012

[3]葉愛(ài)華，楊茂春，陳連俠.農(nóng)村自動(dòng)氣象站雷電防護(hù)設(shè)計(jì)探析.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010，03（01）：303~306