自動(dòng)氣象站防雷工作中存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)處理

摘要：隨著當(dāng)前我國(guó)氣象事業(yè)高速發(fā)展，自動(dòng)氣象站的發(fā)展的速度也比較快。因大部分自動(dòng)氣象站均建設(shè)在室外，這便導(dǎo)致對(duì)其維護(hù)更加困難，尤其是在雷雨季節(jié)，產(chǎn)生的雷擊現(xiàn)象已比較常見(jiàn)，導(dǎo)致自動(dòng)氣象站遭受?chē)?yán)重?fù)p失，故做好自動(dòng)氣象站防雷工作已成為重點(diǎn)。但從當(dāng)前防雷工作之中可以看出仍存在一些問(wèn)題亟待解決，因此，文章主要對(duì)自動(dòng)氣象站防雷工作中出現(xiàn)的各類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行分析，并采取應(yīng)對(duì)措施對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決，以保證自動(dòng)氣象站防雷工作的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)氣象站;防雷工作;問(wèn)題;應(yīng)對(duì)處理

引言

自動(dòng)氣象站可有效改善我國(guó)氣象探測(cè)的效率及自動(dòng)化水平，是保證我國(guó)科研、現(xiàn)代化建設(shè)以及氣象服務(wù)的重要基礎(chǔ)性條件，為了加強(qiáng)氣象觀測(cè)的持續(xù)性及準(zhǔn)確性，必須重視自動(dòng)氣象站運(yùn)行維護(hù)工作，從而使其得到安全保障[1]。但在實(shí)際工作中，由于雷擊事件時(shí)常在自動(dòng)氣象站發(fā)生，使得防雷工作任務(wù)在實(shí)施過(guò)程中比較艱巨，但不可否認(rèn)的是在防雷工作進(jìn)行過(guò)程中也存在著一些突出問(wèn)題，嚴(yán)重影響防雷工作的實(shí)施效果，故應(yīng)該采取有效的應(yīng)對(duì)措施對(duì)問(wèn)題予以解決。

1.自動(dòng)氣象站概述

自動(dòng)氣象站的組成部分為傳感器、采集器、微機(jī)以及電源等各個(gè)組成部分。采集器是利用電路、電路板組成，還包括風(fēng)雨板、溫度濕度板。外圍設(shè)備主要為計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等獨(dú)立設(shè)備、數(shù)據(jù)采集箱[2]。自動(dòng)氣象站能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)獲取以及自動(dòng)加工工作，各個(gè)功能都能得以實(shí)現(xiàn)，為當(dāng)前比較先進(jìn)的氣象系統(tǒng)。目前，隨著弱電子設(shè)備的不斷增加，雷擊事故的發(fā)生不斷加重，尤其在每年的7月份，雷擊次數(shù)達(dá)到31.3%。自動(dòng)氣象站受雷擊現(xiàn)象的影響，一些弱電設(shè)備遭到破壞，導(dǎo)致自動(dòng)氣象站的信息無(wú)法保存。因此，對(duì)自動(dòng)氣象站實(shí)現(xiàn)防雷工作是十分重要的。

2.自動(dòng)氣象站防雷工作中存在的問(wèn)題

2.1采集器、計(jì)算機(jī)設(shè)備在室內(nèi)安裝產(chǎn)生的問(wèn)題

在一般發(fā)展情況下，自動(dòng)氣象站內(nèi)的電子設(shè)備容易受雷擊的危害。導(dǎo)致其產(chǎn)生的原因主要是這些設(shè)備都需要安裝電源線，雷電并在電源線中進(jìn)入到室內(nèi)，雖然針對(duì)不同的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范為其建立接地系統(tǒng)，但各個(gè)電子設(shè)備之間受雷電的影響，也存在較大高壓差，從而影響室內(nèi)設(shè)備。當(dāng)雷電連接的采集器進(jìn)入到室內(nèi)，危害電子設(shè)備，將導(dǎo)致自動(dòng)氣象站無(wú)法正常運(yùn)行，從而帶來(lái)較大破壞性[3]。

2.2避雷針?biāo)雷o(hù)的范圍不符要求

由于有些區(qū)域的自動(dòng)氣象站雷電防護(hù)工作并未引起地方政府以及有關(guān)部門(mén)的重視，亦或一些地區(qū)由于經(jīng)費(fèi)不足、施工工藝不合理、技術(shù)水平較低等問(wèn)題，亦或未對(duì)自動(dòng)氣象站進(jìn)防雷工程進(jìn)行進(jìn)行專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)以及規(guī)劃，也未考慮自動(dòng)氣象站地形地貌、土壤特征以及周?chē)h(huán)境，避雷流程和有關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也沒(méi)有嚴(yán)格遵守，這種種因素勢(shì)必會(huì)致使自動(dòng)氣象站的避雷針保護(hù)范圍不符合要求，輕則影響防雷效果，重則會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)氣象站儀器設(shè)備被雷擊損壞，造成不同程度的損失。

2.3布線不合理

有些自動(dòng)氣象站風(fēng)向、風(fēng)速的信號(hào)線在沒(méi)有獨(dú)立設(shè)置金屬管加以保護(hù)的狀況下，單單從布線的美觀方面加以思量，在風(fēng)桿金屬管內(nèi)部以及風(fēng)桿上面的避雷針引下線進(jìn)行并行引下，這并與有關(guān)的防雷要求并不一致[4]。雖然風(fēng)速以及風(fēng)向信號(hào)線使用了附著屏蔽層的電纜，不過(guò)由于屏蔽層并沒(méi)有辦法將避雷針接閃之后的全部雷擊電磁脈沖均進(jìn)行屏蔽，致使采集器電子元件可以承受的電涌電壓要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于風(fēng)速、風(fēng)向信號(hào)線上所感應(yīng)到的電涌電壓，從而影響到采集器的穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使得儀器受到永久性損壞。

2.4電纜屏蔽層單點(diǎn)接地

為了降低電磁干擾，自動(dòng)氣象站內(nèi)的電子設(shè)備使用的都是金屬外殼，其存在的線路利用屏蔽電纜、穿金屬埋設(shè)地敷設(shè)方法。電纜屏蔽層需要在兩端實(shí)現(xiàn)等電位連接，但在對(duì)其接地過(guò)程中，受人為失誤以及錯(cuò)誤操作的影響，屏蔽層出現(xiàn)單點(diǎn)接地與不接地現(xiàn)象，從而無(wú)法防止磁場(chǎng)強(qiáng)度，并帶來(lái)較大危害。

3.自動(dòng)氣象站防雷問(wèn)題應(yīng)對(duì)處理措施

3.1提前對(duì)自動(dòng)氣象站防雷工程進(jìn)行規(guī)劃

地方政府和有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)高度重視開(kāi)展自動(dòng)氣象站的防雷工作。在建造自動(dòng)氣象站之前，有必要調(diào)查自動(dòng)氣象站的地理環(huán)境和地形特征。應(yīng)邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)指導(dǎo)，不斷優(yōu)化防雷工程的建設(shè)過(guò)程，嚴(yán)格遵守有關(guān)防雷法規(guī)的要求，應(yīng)杜絕為了節(jié)約保護(hù)范圍而對(duì)自動(dòng)氣象站的避雷針保護(hù)范圍私自減少的情況。另外，可以采取疏導(dǎo)與攔截相結(jié)合的防雷措施，可以通過(guò)設(shè)備的高強(qiáng)度絕緣來(lái)實(shí)現(xiàn)避雷裝置以避開(kāi)它們，或者可以使用防雷接地裝置，將感應(yīng)雷電流到地面。疏通與引導(dǎo)的有機(jī)結(jié)合可以充分保護(hù)自動(dòng)氣象站并確保其安全運(yùn)行。

3.2設(shè)置避雷針

根據(jù)相關(guān)案例分析和自動(dòng)氣象站的實(shí)際工作，使用風(fēng)塔作為避雷針可以起到一定的輔助作用，但會(huì)引起嚴(yán)重的雷擊，導(dǎo)致自動(dòng)氣象站產(chǎn)生的雷擊概率也比較大。在自動(dòng)氣象站的防雷保護(hù)過(guò)程中，可以設(shè)置獨(dú)立的避雷針，以確保將其安裝在自動(dòng)氣象站和設(shè)備周?chē)⑴c周?chē)ㄖ锉３忠欢ň嚯x。在這種情況下，它不僅可以減少雷擊現(xiàn)象，而且可以單獨(dú)抵抗當(dāng)前的防雷電流現(xiàn)象，從而減少對(duì)環(huán)境的破壞。在避雷針安裝過(guò)程中，必須分析風(fēng)塔的觀察位置，并保持獨(dú)立避雷裝置與風(fēng)塔之間的距離，最安全的距離為3m。在避雷針的安裝過(guò)程中，必須將設(shè)備保持在觀察范圍內(nèi)，以使其處于合理范圍內(nèi)。如果站點(diǎn)邊緣的設(shè)備不在保護(hù)范圍內(nèi)，則可以添加單獨(dú)的避雷針，以確?？梢员Ｗo(hù)所觀察的所有設(shè)備。同時(shí)，根據(jù)自動(dòng)氣象站的防護(hù)等級(jí)，分析避雷針的安裝位置和保護(hù)范圍，確定避雷針的準(zhǔn)確高度。

3.3合理布設(shè)引下線和信號(hào)線

因?yàn)樽詣?dòng)氣象站中安裝了許多傳感器，并且這些傳感器是精密儀器，所以容易受到雷擊，并可能受到不同程度的損壞。因此，這些傳感器的信號(hào)輸出電纜通常必須嚴(yán)格遵守相關(guān)的防雷法規(guī)，放置在PVC外殼或接地的金屬管中，并且不能直接暴露在外部。另外，避雷針的電線，氣象站的自動(dòng)傳感器的信號(hào)線和電氣線應(yīng)分別通過(guò)金屬管穿線，接地網(wǎng)線應(yīng)科學(xué)，合理地鋪設(shè)。合理的做法是確保接地網(wǎng)沒(méi)有共線，并且電路平滑無(wú)障礙，以避免雷擊。

3.4接地地網(wǎng)的合理設(shè)置

合理調(diào)整接地網(wǎng)也可以實(shí)現(xiàn)有效的防雷保護(hù)。在地網(wǎng)接入工作中，有必要根據(jù)自動(dòng)氣象站的實(shí)際設(shè)計(jì)，管道方向和工作中的相關(guān)要求，將觀測(cè)區(qū)域全部設(shè)置地網(wǎng)，并進(jìn)行連接。并按照管道方向安裝，以促進(jìn)自動(dòng)氣象站全面觀測(cè)效果以及金屬接地效果的實(shí)現(xiàn)。其中，靜電線也應(yīng)連接到數(shù)據(jù)采集箱中的接地網(wǎng)。同時(shí)，將金屬固件和信息收集盒中的金屬管相互連接，以促進(jìn)等電位連接的形成，并確保合理的防雷措施。還可以安裝一個(gè)電涌抑制器。在緊急情況下，使用電涌抑制器不僅可以防止損壞其他電子設(shè)備，而且可以促進(jìn)自動(dòng)氣象站的穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，要解決自動(dòng)氣象站的雷擊問(wèn)題，有必要分析存在的問(wèn)題，研究造成這些問(wèn)題的主要原因，并提出有效的對(duì)策，以便在自動(dòng)氣象站實(shí)施防雷工作。同時(shí)，必須提高自動(dòng)氣象站人員的安全意識(shí)和責(zé)任感，提高人員的整體素質(zhì)，確保自動(dòng)氣象站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：莫妘捷（1985-），女，壯族，廣西寧明縣人，大學(xué)本科學(xué)歷，助理工程師，從事氣象防雷工作。