淺析多要素區(qū)域自動氣象站防雷

【摘? ?要】2020年4月1日，我國地面氣象觀測全面自動化，標志氣象現(xiàn)代化時代的到來，毫不夸張的說是我國氣象史上“里程碑”，在地面觀測系統(tǒng)自動化運行中，確保整個系統(tǒng)安全運行是重中之重，而雷電危害是觀測設備（儀器）的一大殺手，本文通過在安裝多要素區(qū)域站時的工作實踐，總結一些雷電防護施工要點，拋磚引玉，僅供同行參考。

【關鍵詞】多要素;氣象觀測;自動化;設備;雷電防護

1.多要素區(qū)域氣象站雷電防護基本情況

區(qū)域氣象站是指在某一地區(qū)根據(jù)需要，建設的能夠自動探測多個要素，無需人工干預，即可自動生成報文，定時向中心站傳輸探測數(shù)據(jù)的氣象站，是彌補空間區(qū)域上氣象探測數(shù)據(jù)空白的重要手段。自動氣象站由氣象傳感器、微電腦氣象數(shù)據(jù)采集儀、電源系統(tǒng)、防輻射通風罩、全天候防護箱和氣象觀測支架、通訊模塊等部分構成。溫濕度、風速風向等傳感器為室外氣象專用傳感器，具有高精度高可靠性的特點。

自動氣象站用于對風速、風向、雨量、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、土壤溫度、土壤濕度、蒸發(fā)量、大氣壓力等十幾個氣象要素進行全天候現(xiàn)場監(jiān)測?？梢酝ㄟ^專業(yè)配套的數(shù)據(jù)采集通訊線與計算機進行連接，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綒庀笥嬎銠C氣象數(shù)據(jù)庫中，用于統(tǒng)計分析和處理，整個系統(tǒng)是一套弱電信息系統(tǒng)，每臺設備都是一個精密的電子產(chǎn)品，由此可知，雷電對系統(tǒng)運行安全構成一大威脅！

2.區(qū)域氣象站雷電防護要點

直擊雷防護、防雷接地、等電位聯(lián)結是自動站防雷的三大要點，結合實際施工的6要素自動站（6mX10m場地）予以分析。

2.1直擊雷防護措施

多要素站無拉線風桿是整個自動站最高設備，也是直擊雷防護裝置，首先要對接閃針保護范圍進行計算：

由圖4可知：C點為接閃針保護的最遠點，高度為圍欄高度1.5m

由圖1可知：AB=7.5m? ?BC=4.2m? 由勾股定理計算AC=8.6m，即接閃針保護半徑。

圖3按滾球法，避雷針在hx高度的保護半徑按下列計算式確定：

式中 rx：避雷針在hx高度的保護半徑;

hr ：滾球半徑;

hx：被保護物的高度

已知：

接閃針h=11Mm;

滾球半徑hr=60m;

被保護物的高度hx=1.5m

結論：觀測場在接閃針保護范圍之內(nèi)

2.2共用接地系統(tǒng)（圖2所示）

（1）沿場地規(guī)劃線開挖深度60cm基溝;

（2）將人工垂直接地體（50mmX50mmX5mm鍍鋅角鋼）按示意圖位置垂直打入溝底，用水平接地體（40mmX4m鍍鋅扁鋼）將垂直接地體連接，構成閉合環(huán)形網(wǎng)格，并且在6個垂直接地體使扁鋼露出地面100mm，預留圍欄接地端子;

（3）無拉線風桿底座內(nèi)角鋼預埋件在底座底部就近與接地系統(tǒng)用20X4的扁鋼進行連接，接地鋼釬用20X4扁鋼與接地系統(tǒng)進行連接;

（4）主采集箱、翻斗雨量傳感器等設備澆筑底座時，底座內(nèi)的三個固定螺栓用20X4扁鋼與接地系統(tǒng)進行連接;

（5）檢查各個焊點是否可靠并進行防腐、防銹處理，根據(jù)現(xiàn)場土壤情況，工頻接地電阻盡量不大于4歐姆，達不到采取相應降阻措施，如果山區(qū)等特殊場地，工頻電阻值不用太過于糾結，只要做好接地系統(tǒng)和等電位連接，就可以了，回填土方，接地系統(tǒng)完成。

2.3局部等電位聯(lián)結

等電位聯(lián)結與接地是兩種保證電氣安全的理論和措施，用直徑10平方毫米多股銅線將站內(nèi)的風桿、主采集箱、雨量傳感器等設備（儀器）金屬部件連接，形成局部等電位連接網(wǎng)格，可以有效地降低回路電阻，使系統(tǒng)更安全。

3.結論

多要素區(qū)域氣象站大多安裝在空曠的地方，站內(nèi)電子設備居多，施工時要嚴格按照相關技術規(guī)范進行，特別要做好防雷等電位的連接，做的安全可靠，保障氣象站全天候運行正常。

參考文獻

[1]河南省多要素氣象觀測站安裝示意圖及說明.河南省氣象局觀測與網(wǎng)絡處，2017年5月

[2]GB50057—2010 建筑物防雷設計規(guī)范[S]

[3]QX4—2000 氣象臺（站）防雷技術規(guī)范[S]

作者簡介：鄭同勝（1966.4-），男，漢族，河南焦作人，氣象工程師，研究方向為雷電防護和人工影響天氣。

溫縣氣象局? ? 河南焦作? ? 454850