自動站防雷工作中的問題分析及安全防護(hù)

賴明 錢啟榮

摘要：自動氣象站的應(yīng)用極大提高了地面氣象觀測業(yè)務(wù)的規(guī)范性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為氣象預(yù)報的準(zhǔn)確性提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，促進(jìn)氣象事業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展。因此，各級氣象部門對自動站安全、持續(xù)工作的重視程度不斷加強(qiáng)。為確保觀測數(shù)據(jù)的精確性，首先必須確保自動氣象站的正常運(yùn)行，而對自動站防雷保護(hù)是自動站正常運(yùn)行的重要前提。本文根據(jù)自動站易遭遇雷擊的原因，對自動站防雷工作中存在的問題進(jìn)行分析，并提出幾點(diǎn)安全防護(hù)措施，對做好自動氣象站防雷工作有一定指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：自動站；防雷；安全防護(hù)

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平高速發(fā)展，自動氣象站也如雨后春筍般快速普及。自動氣象站不僅能夠提高氣象觀測的質(zhì)量，還能提高氣象觀測的準(zhǔn)確程度。但是我國目前對自動氣象站的防雷工作認(rèn)識程度不高、投入資源不多，或因?yàn)榘惭b地理位置和本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等原因，自動氣象站很容易受到雷電的損壞導(dǎo)致自動氣象站無法正常工作。所以認(rèn)真分析自動氣象站防雷工作中的問題及探索應(yīng)對措施勢在必行。

1、自動氣象站易遭受雷擊的原因

自動氣象站作為一種氣象觀測設(shè)備，是融合傳感器、數(shù)據(jù)采集及處理、數(shù)據(jù)通信等綜合技術(shù)為一體的電子設(shè)備，為各氣象要素觀測提供技術(shù)設(shè)備支撐。自動氣象站建設(shè)位置一般位于空曠、海拔高的地帶，作為微電子系統(tǒng)，傳感器分別位于不同防雷區(qū)，各種因素增加了雷擊風(fēng)險系數(shù)，因此，對自動站進(jìn)行防雷保護(hù)顯得十分重要。根據(jù)相關(guān)資料表示，自動氣象站的建設(shè)場地一般分為兩大類：一類是建設(shè)在原來的氣象觀測場地；另一類則是根據(jù)氣象站的需要，將觀測場所建立在其他地方，而這類氣象站則大多為單要素自動氣象站，其他少類的稱為多要素氣象站。首先對于建設(shè)在原觀測場所的自動氣象站來說，它的防雷系統(tǒng)主要是在原有的基礎(chǔ)上改建而成的，因?yàn)橐郧暗娜斯び^測大多是屬于機(jī)械式的設(shè)備，抗壓的能力相對而言比較強(qiáng)，所以雷擊的現(xiàn)象不是很常見，也不會造成很嚴(yán)重的影響。而現(xiàn)在的這種氣象站就不一樣，它主要是靠電子設(shè)備組成，而電子類產(chǎn)品集成度較高，但能量小，抗壓能力也就弱，相對的就比較容易遭受雷擊了。在建設(shè)自動氣象站時，由于各方面考慮的不是很周全，導(dǎo)致在遇到暴雷時，很容易遭受到損害，影響到自動氣象站的正常運(yùn)行。而對于那些不是氣象觀測場的自動氣象站，因?yàn)橛^測的需要，大多氣象站都是建在屋頂和室外，具體的防雷措施也沒有，只有一根避雷針，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以類似這種情況，也是很容易遭受到雷電的攻擊。

2、自動站防雷工作中存在的問題

2.1觀測場地避雷針的保護(hù)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(hù)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(hù)范圍內(nèi)的問題，這使得自動站有些設(shè)備易受雷擊，造成設(shè)備受雷電迫害率高，影響自動氣象站正常運(yùn)行的情況。出現(xiàn)了這種不合格的避雷設(shè)置，必須要加強(qiáng)整改，要想保證自動站設(shè)備整體在避雷針防護(hù)范圍內(nèi)，需要請具備專業(yè)能力的工作人員根據(jù)觀測場避雷設(shè)施的實(shí)際情況是否在避雷針防護(hù)范圍進(jìn)行研究。

2.2風(fēng)傳感器的鐵塔與避雷針存在混合安裝

風(fēng)塔是觀測站的最高點(diǎn)，不僅能承載傳感器，還能發(fā)揮避雷接閃器的作用?；谙嚓P(guān)規(guī)范了解，發(fā)現(xiàn)獨(dú)立避雷針與接地裝置、建筑物、電纜都存在較大關(guān)系，期間的距離在3m以上。另外，風(fēng)塔與避雷針之間也應(yīng)當(dāng)保持合適的距離，以避免遭受雷擊進(jìn)而造成一定程度的損壞。

2.3風(fēng)桿上避雷針引下線與觀測設(shè)備在場地網(wǎng)的接地點(diǎn)問題

原設(shè)計方案是按照電壓值相同、電位值相同的相關(guān)規(guī)定，保證電子儀器與全自動檢測體系的電壓電位供應(yīng)正常，并構(gòu)建一套觀測場內(nèi)共用接地系統(tǒng)，其包括避雷針內(nèi)線接地、金屬化設(shè)備體表接地、屏蔽化功能接地、保護(hù)化措施接地等一并接入觀測場的共用地網(wǎng)。但因?yàn)樽詣託庀笳居^測措施設(shè)計不合理與接線人無法正確理解電位值等同概念和共用接地系統(tǒng)，并在實(shí)施過程中忽視觀測場地網(wǎng)的接地點(diǎn)與風(fēng)桿上避雷針引下線的空間距離，易導(dǎo)致胡亂簡易地共用上述接地網(wǎng)絡(luò)，這也無法保證自動氣象站觀測系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作，同時也加大了自動氣象站觀測接地問題發(fā)生的風(fēng)險幾率。所以針對相關(guān)設(shè)備擬定位置設(shè)計方案上，應(yīng)盡量避免風(fēng)桿上避雷針接閃通過地網(wǎng)泄放電流，減少對附近接地設(shè)備干擾現(xiàn)象的發(fā)生，同時采取相關(guān)文獻(xiàn)說明，即觀測設(shè)備在場地網(wǎng)的接地點(diǎn)與風(fēng)桿上避雷針引下線之間的距離應(yīng)大于10m。

2.4電源、部分通訊系統(tǒng)沒有安裝避雷器

在自動氣象站中的電源、部分通訊系統(tǒng)沒有安裝避雷器，當(dāng)收到雷擊的時候，自動氣象站電路會直接承受，增加雷擊的破壞幾率。

3、自動站的安全防護(hù)對策

3.1合理設(shè)置并使用接地地網(wǎng)

必須要設(shè)置合理有效的接地網(wǎng)，合理使用、制作接地網(wǎng)。在地網(wǎng)的接入中，應(yīng)依照自動氣象站的布局狀況及管道走向按照相關(guān)工程要求，將地網(wǎng)繞著整個觀測場一圈，同時沿著管道走向完成接地網(wǎng)的安裝，達(dá)到全部觀測系統(tǒng)設(shè)備及金屬管都能就近接地目的。信息采集箱上的靜電線也必須連接到接地網(wǎng)上，使氣象信息采集箱上的金屬固定件和采集箱金屬管三者有效地連接在一起，這樣就可以有效地形成等點(diǎn)位連接，并能夠使得金屬管座和地網(wǎng)形成一個完整有效的防雷措施；或者可以安裝避雷器，這主要是為了能夠更好地在處理緊急情況下可以使用電源避雷器，有效防止其他電子設(shè)備的損壞，進(jìn)而可以確保自動氣象站的正常運(yùn)行。

3.2承載風(fēng)傳感器和避雷針的安裝

一般的話，可以采用風(fēng)向感應(yīng)器裝載到風(fēng)塔上，這樣就可以在風(fēng)塔中處于一個觀測最高的位置，風(fēng)塔不僅可以承擔(dān)著風(fēng)力及風(fēng)向的作用，還可以起到一個充當(dāng)現(xiàn)場直擊雷擊閃器，從更為通俗的意義上看，這是相當(dāng)于一根避雷針。只有通過設(shè)置一系列的獨(dú)立避雷針支柱，才能夠使承接接地裝置保護(hù)自動氣象站。

3.3合理安裝浪涌避雷器

雷擊產(chǎn)生的過電壓將對自動站內(nèi)部電子元件造成破壞，對自動氣象站加裝浪涌保護(hù)器SPD可以有效限制瞬間過電壓。自動氣象站低壓配電系統(tǒng)電源線上使用具有金屬外殼或帶絕緣套穿過金屬管引入氣象站室內(nèi)，并對其兩端進(jìn)行接地。若是對自動站架空線路防雷改造埋地引入時有困難，可將架空線路上的終端桿前第一、第二桿上的絕緣子鐵腳做接地處理，在終端桿上增設(shè)一組通流量不小于100KA的電源浪涌保護(hù)器。

結(jié)語：

為了能夠更好地做好自動氣象站的防雷工作，必須要加強(qiáng)對自動站防雷工作中存在的問題進(jìn)行研究，深入分析其發(fā)生的原因，才能更好地提出有效的建議。另外，必須培養(yǎng)出具備良好專業(yè)素質(zhì)的防雷工作人員，同時不斷提高自動氣象站工作人員的安全意識和責(zé)任意識。只有這樣，才能確保自動氣象站設(shè)施的安全運(yùn)行，進(jìn)一步推動天氣預(yù)測的準(zhǔn)確性和可信度，更好地服務(wù)于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]徐勇，張先航，鄭列劍.自動氣象站防雷工作中的問題及對策[J].通訊世界，2015（5）：245-246

[2]吳景壇.自動氣象站防雷工作中存在的問題及處理對策[J].北京農(nóng)業(yè)，2015（7）：168-169

[3]陽青山，雍志剛，譚祎.自動氣象站防雷工作中的常見問題及防護(hù)對策[J].北京農(nóng)業(yè)，2015（4）：189-190

[4]袁婧，孫卓，王楠.自動氣象站防雷工作中存在的問題及應(yīng)對措施[J].資源環(huán)境，2018（3）：56-57

作者簡介：賴明（1967-），男，漢族，陜西省鎮(zhèn)坪人，中專學(xué)歷，助工，從事氣象工作。

（作者單位：陜西省安康市氣象局）