氣象站防雷技術(shù)工作探討

齊宏

摘要： 氣象站工作體系中防雷技術(shù)工作是關(guān)鍵，因為雷電現(xiàn)象相比于其它外界因素發(fā)生幾率更高，影響更直接，對氣象站財產(chǎn)及工作人員所造成的威脅最大。本文基于此問題專門介紹了當(dāng)前氣象防雷技術(shù)工作中的若干技術(shù)要點，希望通過它們來解決雷擊問題，保證氣象站工作進(jìn)程推進(jìn)安全穩(wěn)定。

Abstract： The work of lightning protection technology in the working system of weather station is the key because the lightning phenomenon has a higher probability and impact than other external factors and poses the greatest threat to the property and staff of the weather station. Based on this issue， this paper introduces some technical points in the current meteorological lightning protection technology work， hoping to solve the lightning strike problem and ensure the safety and stability of weather station work process.

關(guān)鍵詞： 氣象防雷技術(shù)；SPD智能防雷系統(tǒng)；解決措施

Key words： meteorological lightning protection technology；SPD intelligent lightning protection system；solution

中圖分類號：P415.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）10-0212-02

0 引言

我國地域廣闊，氣候現(xiàn)象豐富多變，氣象站在通過氣象監(jiān)測信息系統(tǒng)進(jìn)行氣象災(zāi)害防御過程中，由于考慮到氣候變化的突發(fā)性和偶然性，就必須明確相關(guān)防御技術(shù)要點，通過先進(jìn)技術(shù)設(shè)備來實現(xiàn)有效防護(hù)。氣象防雷作為一種先進(jìn)技術(shù)，已經(jīng)為當(dāng)前氣象站防雷工作所廣泛應(yīng)用。

1 氣象防雷技術(shù)的相關(guān)理論

1.1 防雷目的

當(dāng)前我國氣象站在防雷檢測工作方面存在誤區(qū)，即在實際的防雷檢測過程中多以裝置防雷性作為依據(jù)來檢測現(xiàn)有防雷裝置，可以講這就間接導(dǎo)致了防雷設(shè)備安全性的無法保證。但實際上防雷檢測的目的就是為了提高對設(shè)備的保護(hù)能力，所以應(yīng)該基于設(shè)備安全保護(hù)相關(guān)規(guī)則及技術(shù)要求來對其設(shè)備安全性進(jìn)行精確判斷，實現(xiàn)對系統(tǒng)防雷檢測能力的有效強化，更重要的是通過氣象防雷技術(shù)來避免設(shè)備雷擊，造成財產(chǎn)及人員意外損失，這也是氣象防雷技術(shù)的實施目的所在。

1.2 氣象防雷技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)內(nèi)容

當(dāng)前氣象站的氣象防雷技術(shù)系統(tǒng)主要涵蓋3部分內(nèi)容：首先是直擊雷保護(hù)部分，它十分重視對現(xiàn)場直擊雷狀況的動態(tài)實時觀測，能夠基于重點觀測現(xiàn)場中的風(fēng)傳感器、各種金屬設(shè)備、避雷針引下線、數(shù)據(jù)傳輸線等等來實現(xiàn)防雷，保證雷電穿過風(fēng)桿。當(dāng)然，由于遭遇雷擊后，引下線也被擊穿，穿過引下線的雷電進(jìn)入信號線，這是因為直擊雷保護(hù)裝置長時間在戶外暴露狀態(tài)下，在受到風(fēng)吹雨淋及暴曬侵襲后容易被擊穿，它間接提升了信號線本身的安全隱患；其次是共用接地防護(hù)，這部分防護(hù)內(nèi)容會對現(xiàn)場各類金屬設(shè)備進(jìn)行精確觀測，它實際上與建筑物進(jìn)行接地連接，在受到雷擊后會與各類金屬設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)，但由于金屬設(shè)施連接地線，能夠在一定程度上緩解雷擊傷害。共用接地防護(hù)也會與建筑物連接，保護(hù)建筑物中人員安全；再者就是感應(yīng)雷防護(hù)，它主要基于應(yīng)用氣象防雷技術(shù)體系，關(guān)注防雷信號與雷電發(fā)生信號的接收情況，可保證感應(yīng)雷受到安全防護(hù)，進(jìn)而獲得更加全面且準(zhǔn)確的雷電活動信息。

綜上所述，氣象防雷技術(shù)系統(tǒng)還是相對全面的，但不能保證它絕對不會受到任何雷擊影響。如上文所述，它的直擊雷防護(hù)等環(huán)節(jié)還是存在安全隱患的，需要對其系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步改善，從設(shè)備管理與技術(shù)革新兩方面來探討其防雷技術(shù)優(yōu)化相關(guān)工作要點[1]。

2 氣象防雷技術(shù)工作的技術(shù)要點革新要點分析

氣象防雷技術(shù)工作首先應(yīng)該滿足技術(shù)要點革新，從更豐富的技術(shù)內(nèi)涵上提高其建設(shè)體系，滿足防雷工作的有效性與時效性，以下簡要闡述3點。

2.1 提高氣象防雷技術(shù)的準(zhǔn)確定位能力

定位能力是氣象防雷技術(shù)體系建設(shè)中的關(guān)鍵，應(yīng)該將其放在未來系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化的重要地位。伴隨當(dāng)前氣候狀況的逐漸惡劣，雷暴天氣越來越頻繁，所以氣象防雷技術(shù)在準(zhǔn)確定位能力優(yōu)化方面刻不容緩。防雷檢測機(jī)構(gòu)并非社會生產(chǎn)部門，它希望做到的是對社會和諧穩(wěn)定發(fā)展的有機(jī)維持，所以準(zhǔn)確定位技術(shù)優(yōu)化能夠間接提升氣象防雷水平，實現(xiàn)制度建設(shè)規(guī)范，滿足氣象站當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)步需求。準(zhǔn)確的氣象防雷技術(shù)定位功能能夠幫助技術(shù)人員獲得較為可靠且真實的數(shù)據(jù)信息資源，間接發(fā)揮氣象站之于社會財產(chǎn)保護(hù)的職能作用，所以準(zhǔn)確定位能力發(fā)展應(yīng)該成為氣象防雷技術(shù)工作進(jìn)化的一大根本。

2.2 合理運用遙測信號線技術(shù)

當(dāng)前氣象站能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度、雨量、風(fēng)向的數(shù)據(jù)采集與測量，基于氣象要素變化來遙測各種氣象信號，再通過遙測信號傳輸線來滿足專用信號箱信號傳輸技術(shù)要求，實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)匯總。這里就要求強化采集箱接口電路的防雷擊功能，避免系統(tǒng)由于長信號線纜可能帶來的雷電干擾。在這里，要避免將電涌保護(hù)器設(shè)置于遙測信號線纜中，同時做到遙測信號線與連接信號箱、觀測地網(wǎng)之間的有效連接，保證信號箱接地安全可靠性的提高。在這里，可以采用金屬線槽來屏蔽輸出線，保證輸出線尾端與工作地網(wǎng)相互連接，做到對兩端接地線穩(wěn)固性的提升。再一點，要對遙測信號侵入雷電波幅值進(jìn)行測量，始終將幅值控制于采集箱接口電路允許范圍水平，這樣也能保護(hù)設(shè)備不被雷擊所破壞。

在氣象防雷過程中還要采用到通信線路，利用銅芯線配合（穿過）金屬線槽來埋設(shè)底線，屏蔽金屬線槽兩端位置，基于此來設(shè)置信號電涌保護(hù)器，這樣能有效避免外界雷電通過通信線路入侵氣象站內(nèi)部系統(tǒng)。在指標(biāo)設(shè)定方面，要保證信號電涌保護(hù)器的通流容量在5kA，工作電壓在170V，響應(yīng)時間控制在10s以內(nèi)，且要求損耗維持在1dB以內(nèi)，所選擇接口方式應(yīng)該以RJ11為主[2]。

2.3 SPD智能防雷系統(tǒng)技術(shù)

2.3.1 SPD智能防雷系統(tǒng)概述

SPD智能防雷系統(tǒng)能夠精確檢測雷電，是目前氣象站的主要氣象防雷檢測技術(shù)，它合理利用到了氣象站中各個設(shè)備的接地與屏蔽特性，有效控制防雷裝置中接閃器技術(shù)操作過程。但是，SPD系統(tǒng)也會出現(xiàn)異常，異常狀態(tài)下它的防雷作用會消失，所以此時SPD系統(tǒng)本身就會成為氣象站的防雷隱患，需要對其技術(shù)進(jìn)行明確強化，實現(xiàn)基于SPD系統(tǒng)的綜合化防雷。

2.3.2 SPD系統(tǒng)綜合防雷技術(shù)的級間配合優(yōu)化

SPD的綜合防雷級間配合優(yōu)化主要遵循三級防雷標(biāo)準(zhǔn)，如圖1。

所謂三級防雷它的第一級為SPD釋放絕大部分雷電能量，而第二、第三級則有所減少，但都擁有雷電能量釋放效果。在該體系中，級間SPD中的動作是相互影響的，所以它的級間SPD配合非常關(guān)鍵，為了實現(xiàn)系統(tǒng)功能優(yōu)化，需要對綜合防雷SPD智能系統(tǒng)的級間配合進(jìn)行以下兩點優(yōu)化。

第一，要確保SPD的級間距離足夠，如果量SPD之間存在足夠的線路距離，可采用線路自然電感所用有的阻滯作用效果來優(yōu)化系統(tǒng)，保證后級SPD電流小于前級SPD，這樣能夠保證級間同流容量的有效配合。

第二，解耦器補償線路存在自然電感，如果氣象站規(guī)模較小，SPD可能沒有充足的作用距離，所以應(yīng)該選擇在SPD線路中安裝解耦器，以達(dá)到補償自然電感不足的問題[3]。

3 其它設(shè)備管理工作要點

除技術(shù)管理之外，也要做到設(shè)備管理工作優(yōu)化，從人和業(yè)務(wù)的角度來凸顯工作要點。

首先從人的角度來看，若要保證氣象防雷系統(tǒng)的科學(xué)有效安裝，就必須保證技術(shù)人員工作能力到位。應(yīng)該定期在氣象站內(nèi)部舉辦慕課學(xué)習(xí)、專家技術(shù)培訓(xùn)以及氣象站單位之間工作業(yè)務(wù)交流，從設(shè)備管理工作技能優(yōu)化與經(jīng)驗交流等方面來實現(xiàn)氣象站技術(shù)工作人員的業(yè)務(wù)水平提高，幫助他們掌握相對全面的雷電災(zāi)害知識與正確防護(hù)措施，持續(xù)提高氣象防雷技術(shù)的安全穩(wěn)定性與高效性。

其次要做好氣象防雷管理工作，有效拓展防雷業(yè)務(wù)。例如及時為氣象站添加防雷設(shè)備，專門設(shè)置各種專屬性較強的防雷電災(zāi)害裝置及檢測設(shè)備。做到明確相關(guān)技術(shù)操作流程的基礎(chǔ)上來調(diào)整防雷工作部署，從軟硬件兩方面來實現(xiàn)設(shè)備管理技術(shù)突破，提高技術(shù)人員防雷意識[4]。

4 總結(jié)

目前我國氣象站氣象防雷技術(shù)工作還正處于發(fā)展摸索階段，在許多工作內(nèi)容優(yōu)化與技術(shù)革新上還依然存在缺陷。本文所提出的若干技術(shù)希望實現(xiàn)氣象站氣象防雷智能系統(tǒng)的硬件革新和軟件思想進(jìn)步，為氣象站更為社會提供相對安全有保障的用電環(huán)境，提高氣象站運營的社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉軍，魏亦菲.氣象防雷技術(shù)工作要點分析[J].信息技術(shù)與信息化，2015（8）：156-157.

[2]曾山佰，肖穩(wěn)安，吳珂等.防雷設(shè)計中SPD級間配合探討[J].建筑電氣，2015（1）：50-54.

[3]丁邦俊.SPD在綜合防雷中的應(yīng)用[J].鎮(zhèn)江高專學(xué)報，2004，17（2）：69-71.

[4]陳揚，丁小平.現(xiàn)代建筑物綜合防雷[J].江蘇建筑，2003（4）：61-63.