自動氣象站雷電防御工作措施分析

摘 要：做好自動氣象站雷電防御工作，可以有效保證氣象數(shù)據(jù)采集、處理、上傳等各項工作的順利進行，確保自動站運行的安全和正常。下面文章就自動氣象站雷電防御工作中存在的雷擊隱患和相關(guān)問題進行詳細分析，探討自動氣象站雷電防御工作加強的措施，內(nèi)容如下。

關(guān)鍵詞：自動氣象站；雷電防御；問題；措施

自動氣象站各系統(tǒng)設(shè)備的正常運行，可以有效保證自動站數(shù)據(jù)采集、計算機處理等綜合設(shè)施的正常和安全運行。而在雨季來臨時，如果沒有做好雷電防御措施，自動站的傳感器、相關(guān)設(shè)備及計算機等均會受到雷擊破壞，導(dǎo)致自動站不能正常工作。因此，必須要做好雷電防御工作，避免自動氣象站遭受雷擊、雷擊電磁脈沖等的危害，預(yù)防雷電對自動站系統(tǒng)、設(shè)施等正常運行造成的影響，同時避免其危機工作人員的生命安全，保證人與自動站系統(tǒng)的安全和正常運行。

1 自動氣象站介紹及存在的雷擊隱患分析

1.1 自動氣象站介紹

自動氣象站的正常運行需要一個綜合電子設(shè)備系統(tǒng)，正常的運行下需要計算機處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器以及風(fēng)向風(fēng)速、溫度、濕度、地濕、雨量等氣象傳感器的相互配合，每個構(gòu)建都是重要組成部分，數(shù)據(jù)的處理采用計算機，數(shù)據(jù)的接收采用自動采集器，通過通訊系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸、保存。在整個運行系統(tǒng)中在室內(nèi)安裝的有數(shù)據(jù)采集器和計算機系統(tǒng)，在室外安裝的系統(tǒng)設(shè)備包括各個氣象要素的傳感器。每個設(shè)備的安全都會影響自動氣象站的正常運行，因此需要加強對自動氣象站雷電防御工作的重視，以確保自動站設(shè)備的安全和系統(tǒng)的正常運行。

1.2 自動氣象站存在的雷擊隱患分析

1.2.1 室內(nèi)設(shè)備的雷擊隱患分析

計算機處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器和氣壓感應(yīng)器等都是自動氣象站的主要室內(nèi)設(shè)備，對比室外自動站設(shè)備來說，室內(nèi)設(shè)備的安裝更容易遭受雷電破壞。雷電對室內(nèi)設(shè)備的破壞是通過電磁脈沖對采集器傳感線路的作用而產(chǎn)生的，也可能對電源線路造成電擊破壞，從而導(dǎo)致計算機系統(tǒng)或采集器產(chǎn)生故障，或造成整個自動站運行癱瘓的情況發(fā)生。雷電還可以通過接地設(shè)置的不規(guī)范導(dǎo)致電子設(shè)備出現(xiàn)電位差異，而對室內(nèi)設(shè)備造成雷擊破壞，影響自動站系統(tǒng)正常運行。

1.2.2 室外設(shè)備的雷擊隱患分析

風(fēng)向風(fēng)速、地溫和溫濕度等氣象要素傳感器是自動氣象站的室外主要設(shè)備，傳感器的敏感性很強，又處于室外環(huán)境，所以加大了雷電電擊的概率。主要存在的雷擊隱患包括三點，首先室外環(huán)境空礦，無樹木、建筑遮擋，加之傳感器探頭為金屬，容易受到雷電電擊；其次，風(fēng)向風(fēng)速傳感器在各氣象要素傳感器中易受雷擊迫害中的幾率最大，若其受到雷擊，雷電產(chǎn)生的電磁波會通過電纜線傳輸至室內(nèi)，導(dǎo)致室內(nèi)設(shè)備受雷擊迫害；再者就是當(dāng)遭受雷電時，自動站觀測場地設(shè)置的避雷針在接收雷電的一瞬會出現(xiàn)高電位和強大電磁場，這種情況下高強度電磁場有瞬間恰巧雷擊感應(yīng)器的可能，導(dǎo)致設(shè)備遭受迫害，或者高電位對擊感應(yīng)器探頭造成設(shè)備受損。

2 自動氣象站雷電防御工作中存在的問題分析

2.1 觀測場地避雷針的保護范圍不合格

自動氣象站在設(shè)置避雷針時，應(yīng)該將避雷針的防雷作用覆蓋整個觀測場，也就是要保證所有的設(shè)備均在避雷針防護范圍。但是，很多情況下，存在自動站觀測場地內(nèi)的設(shè)備未全部在避雷針防護范圍內(nèi)的問題，這使得自動站有些設(shè)備易受到雷電電擊的情況，造成設(shè)備受雷電迫害率高，影響自動氣象站正常運行的情況。出現(xiàn)了不合格的避雷針設(shè)置，必須要加強整改，要想保證自動站設(shè)備整體在避雷針防護范圍內(nèi)，需要請具備專業(yè)能力的避雷針范圍測量、計算人員進行觀測場地是否在避雷針防護范圍的研究。

2.2 避雷網(wǎng)、避雷帶的不合理安裝

在自動站防雷設(shè)置的安裝中，避雷帶的作用是有效預(yù)防直擊雷的破壞，而實際在避雷帶的鋪設(shè)中，存在避雷帶鋪設(shè)不合理的問題，嚴(yán)重影響了它的防雷效果。因為在選擇防雷網(wǎng)格中，沒有根據(jù)防雷等級正確、有效的選擇具備一定規(guī)格的防雷網(wǎng)，從而出現(xiàn)了防雷帶鋪設(shè)后防雷效果不佳的情況，導(dǎo)致自動氣象站雷電防御工作出現(xiàn)問題，影響設(shè)備的安全運行。

2.3 通訊系統(tǒng)沒有安裝避雷裝置

避雷裝置的設(shè)置和安裝，可以有效接收雷電擊后產(chǎn)生的雷電流并將其擴大，同時待斷路器準(zhǔn)備工作前將雷電流迅速泄放，保護了電路和用電設(shè)備。但自動站在電路通訊系統(tǒng)中存在不按照規(guī)定安裝避雷裝置的問題，這樣當(dāng)雷擊時沒有避雷裝置的保護將雷電流泄放，會導(dǎo)致通訊系統(tǒng)設(shè)備遭受電擊而發(fā)生故障或發(fā)生電路通電危險，不僅造成自動站不能正常運行的情況，對工作人員的安全也會造成威脅，增加了危險事故發(fā)生的幾率。所以，要加強對通訊系統(tǒng)避雷裝置安裝的重視。

2.4 風(fēng)桿上避雷針、引下線與風(fēng)向風(fēng)速信號線的布設(shè)不夠規(guī)范

自動氣象站在引下線與風(fēng)向風(fēng)速信號線等設(shè)置時有相關(guān)規(guī)范要求，但很多自動站為了體現(xiàn)信號線的布設(shè)規(guī)整和美觀，在設(shè)置避雷針、引線下及風(fēng)向風(fēng)速信號線時未安照規(guī)范要求設(shè)置，而是進行了并行設(shè)置，這樣存在危險性。風(fēng)向風(fēng)速信號線電纜外皮都有一層屏蔽層，與引下線并行引下后，當(dāng)雷電擊設(shè)，避雷針接收雷電后由于屏蔽層的干擾會造成電磁脈沖產(chǎn)生，這種高壓作用下會影響采集器的功能，導(dǎo)致其遭受破壞或不能正常運行。

3 自動氣象站雷電防御工作的措施

3.1 單獨安裝避雷針

避雷針在自動氣象站防雷保護中可起到顯著防雷防閃作用，為了更有效的對傳輸線、風(fēng)傳感器等進行保護，需要加強對單獨避雷針的設(shè)置和安裝。一般在整改后的防雷器上方進行避雷針的安裝，安裝的距離在16米為最合適。在自動站觀測場中為了能夠既起到有效的避雷作用，又不影響一些金屬管的存在，確保二者同時等電位并存，所以在避雷針的設(shè)置和連接中，需要采用滾球法對避雷針防護范圍進行有效性的測算，這樣可以有效保證整個觀測場的各個自動站系統(tǒng)和設(shè)施都能夠在避雷針的防雷電保護下進行正常運行，避免不在避雷針防護范圍內(nèi)而出現(xiàn)的雷電擊破壞。

3.2 合理設(shè)置信號線和引下線

在選擇傳感器的信號線時必須要注意，信號線纜要帶有金屬管的接地裝置，在自動站系統(tǒng)中，傳感器是一項重要組成部分，所以信號線的選取很重要，信號線外皮需要具有金屬屏蔽功能，以具備金屬屏蔽層的PVC套管為最好。引下線的選擇利用避雷針引下線，在信號線、電源線以及引下線穿管中，需要將電源線、信號線和引下線分管引入，不可并管操作，這樣可以有效防止引下線出現(xiàn)雷電流時對信號線等造成的反擊情況，同時引下線引入時需要進行接閃器的安裝。

3.3 做好接地防護

接地防護工作做好，可以有效將直擊雷或感應(yīng)雷等的雷電流通過接地裝置傳入整個大地。接地工作實施中按照自動氣象站各電子設(shè)備中較弱電子為根據(jù)，防雷電阻的設(shè)置需要在4Ω以下。若按照管線的布線分布為根據(jù)，接地工作時需要將地網(wǎng)以觀測場地為環(huán)繞依據(jù)繞其一圈，然后經(jīng)管道接地并將接地端子預(yù)留好，進行電阻降低處理，需要降低在4Ω以下，如果未能將電阻降至4Ω以下，可利用降阻對策進行降阻，操作完畢后將所有的自動站內(nèi)部防雷設(shè)施全部進行接地操作，通過接地處理來加強雷電預(yù)防效果。

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