氣象信息系統(tǒng)雷電防護常見問題的解決方法分析

湯亮

摘要：氣象信息系統(tǒng)對人民群眾的生活非常重要，及時準確的氣象預報可以避免天氣對人民生活造成影響、給農(nóng)作物帶來傷害，但氣象信息系統(tǒng)常常遭受雷電襲擊。因此為了保證氣象信息系統(tǒng)可靠運行，本文概述了氣象信息系統(tǒng)，對氣象信息系統(tǒng)雷電防護常見問題及其解決方法進行了探討分析。

關鍵詞：氣象信息系統(tǒng);雷電防護;問題;解決方法;

一、氣象信息系統(tǒng)的概述

氣象信息系統(tǒng)是氣象信息與技術保障體系的組成部分，是氣象業(yè)務的公共技術基礎支撐系統(tǒng)，主要包括通信與網(wǎng)絡、高性能計算機、信息存儲與共享、數(shù)據(jù)處理與管理、探測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、氣象儀器與觀測方法研究、氣象技術裝備管理、氣象儀器的計量檢定、技術保障等。氣象信息系統(tǒng)負責收集、處理、存儲、交換與分發(fā)各種氣象信息和相關非氣象信息。承擔信息的集中統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和信息服務。主要包括通信網(wǎng)絡系統(tǒng)、高性能計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與管理、信息存儲與信息共享服務。氣象信息系統(tǒng)還負責收集、處理、存儲、交換和分發(fā)各種氣象信息和相關非氣象信息。承擔信息的集中統(tǒng)一管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和信息服務，這些服務主要包括通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的服務、高性能計算機系統(tǒng)的服務等。

二、氣象信息系統(tǒng)雷電防護常見問題的分析

1、信息系統(tǒng)屏蔽問題。信息系統(tǒng)線路屏蔽是防雷屏蔽工作中的關鍵內(nèi)容，換言之，線路屏蔽是雷電防護中不可缺少的重要工作之一。然而，現(xiàn)實中，此項工作卻存在著如下問題：首先，在進行線路屏蔽時，需要將相應的信號線路穿過金屬，或者必要時在線路中間點增添接地點。如果接地點增添不及時，則會造成線路屏蔽質(zhì)量下降。其次，屏蔽層接地位置選擇科學合理性有待進一步提升。在現(xiàn)實中，信號線路需要通過不同的方式來架設。而架設方式的不同也會造成屏蔽層接地位置的不同，而由此產(chǎn)生的屏蔽效果也會存在差異。也正是由于屏蔽層接地位置選擇上欠缺合理性，造成屏蔽效果欠佳。最后，信息系統(tǒng)設備上未安裝SPD，造成信息系統(tǒng)設備損壞。

2、電源安裝SPD時缺乏規(guī)范性。就當下氣象信息系統(tǒng)雷電防護來看，盡管基層氣象臺站的信息系統(tǒng)安裝了電源SPD，然而，在發(fā)生雷電災害時，仍然無法避免電源系統(tǒng)遭受雷擊。而造成這一現(xiàn)象的主要原因是，許多臺站在安裝SPD的過程中缺乏規(guī)范性，使得安裝的電源SPD不符合現(xiàn)實需求。首先，按照規(guī)范至少需要安裝兩級電源SPD，然而，現(xiàn)實中部分氣象臺站只安裝了一級電源SPD。其次，安裝的電源SPD規(guī)格有失規(guī)范性。按照正常安裝需求，需要將40kA電源SPD作為第一級的防護，然而現(xiàn)實中，有少許的氣象臺站卻將100kA電源SPD作為第一級防護，此時，由于電源規(guī)格超過標準需求，會使得電源SPD在遭受雷電時的反應靈敏性下降，進而起到的保護效果大大下降。再次，電源SPD接地線不符合相應規(guī)格標準。如，有些氣象臺站選擇的電源SPD接地線直徑較細，且長度過長，造成接地線的接地電阻與殘壓過大，且在釋放感應過電壓時遇到障礙。

3、設備等電位連接工作質(zhì)量問題。信息系統(tǒng)防雷設備等電位連接可以將建筑物中的各個電氣裝置與其他裝置外露的金屬以及可導電部分、人工或者自然接地體用導體充分地連接起來，進而將電位差有效縮小。而等電位連接方式則存在著多樣性，如總等電位連接、局部等電位連接與輔助等電位連接等。

在具體選擇等電位連接方式時，由于選擇工作缺乏了科學合理性，使得最終的等電位連接質(zhì)量大幅度下降。

4、光纖線路問題。光纖線路之所以能夠正常的傳遞信息則需要依托于光信號，而光信號可以有效規(guī)避掉雷電電磁脈沖的影響。因此，科學合理地運用光纖線路，將會大大提升雷電防護質(zhì)量。而當下的防護人員在使用光纖線路時，未充分地做好光端機電源、光端機與局域網(wǎng)連接端口的防雷措施，進而造成最終的防雷質(zhì)量受損。

三、氣象信息系統(tǒng)雷電防護常見問題的解決方法

1、重視信息系統(tǒng)屏蔽現(xiàn)象。（1）當進行線路屏蔽信號線路從金屬上穿過時，如果現(xiàn)實需要的話，需要及時的在線路中間點上添加相應的接地點。（2）科學合理地選擇屏蔽層接地位置。要有效結合信號線路的具體架設方式，來科學合理地選擇屏蔽層接地位置;要正確地分析并認識到屏蔽工作對信息系統(tǒng)防護的重要性與意義，進而結合實際情況來進行屏蔽層接地位置的選擇。比如，室外線路需要在穿過金屬管后通過埋地方式進入室內(nèi)，而不可直埋地進入室內(nèi);要確保屏蔽層的連續(xù)性，如果雙端接地屏蔽層有斷點，就會將雙端接地屏蔽層轉(zhuǎn)化為單端接地屏蔽層，進而影響到最終的屏蔽效果。因此，要有效防止屏蔽層出現(xiàn)斷點。（3）線路獲得充分屏蔽之后，就需要在信息系統(tǒng)設備上加設SPD。由于信號線路會進行轉(zhuǎn)移阻抗，此時，雷電電流經(jīng)過屏蔽層時，芯線與外皮共同作用下會產(chǎn)生感過硬電壓，進而損壞信息線路。而通過有效加設電源SPD，就可以將此種現(xiàn)象有效規(guī)避掉。

2、規(guī)范電源安裝SPD。首先，按照電源SPD安裝規(guī)范，安裝兩級及以上電源SPD。其次，嚴格安裝40kA電源SPD作為第一級防護，進而防止電源規(guī)格過大引起較大殘壓。最后，要科學合理地選擇電源SPD接地線。接地線的直徑與長度要符合相應規(guī)格。如，接地線應大于6mm2，而長度應該低于0.5m。從整體上來講，在選擇接地線時，要符合短、直、平的選擇標準。作為工作人員，切不可因個人經(jīng)驗，擅自更改選擇標準。

3、增強設備等電位連接工作質(zhì)量。首先，要結合實際情況，科學合理地選擇等電位連接方式。這就需要工作人員充分地掌握各個方式的不同，并將各個方式的適用情況充分了解清楚。其次，要充分地了解氣象信息系統(tǒng)等電位連接工作內(nèi)容。當下主要工作內(nèi)容包括：通過等電位連接方式將各種地網(wǎng)連接起來;將等電位連接網(wǎng)鋪設到電子設備密集場所的防靜電池底板下，并將等電位與建筑物中的結構柱筋、共用接地系統(tǒng)有效連接起來;機房內(nèi)各有關設備均要與等電位連接網(wǎng)作可靠電氣連接;做好與機房有關的各相關部分的金屬外殼的等電位連接。

4、合理運用光纖線路。首先，工作人員要對光纖線路進行充分地了解。其次，工作人員在使用光纜時，需要采取有效的防雷措施來防止光端機電源、光端機與局域網(wǎng)連接端口遭受雷電損壞，而對于光纜的金屬物件，需要做好相應的接地措施。

四、結束語

綜上所述，雷電是一種較為嚴重的氣象災害，雷電天氣發(fā)生時，強大的電場和磁場會使建筑物遭到破壞、擾亂各類設備的正常運行，并破壞信號，甚至造成人身傷害。氣象信息系統(tǒng)若遭到雷電攻擊，會導致氣象工作不能正常進行，因此對氣象信息系統(tǒng)雷電防護常見問題的解決方法進行分析具有重要意義。

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（作者單位：宜興市氣象局）