自動(dòng)氣象站雷電防御存在問(wèn)題與對(duì)策

梁開(kāi)聰

摘要：雷電災(zāi)害是一種具有較高破壞性并且十分常見(jiàn)的自然災(zāi)害，對(duì)人們的人身安全有著較大的威脅，隨著技術(shù)的發(fā)展，為了降低人力監(jiān)測(cè)較大的工作量以及存在的誤差，自動(dòng)氣象站已經(jīng)逐漸得到了普及，由于自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)技術(shù)的起步相對(duì)較晚，當(dāng)前還存在一些技術(shù)和使用上的不足，降低了雷電防御的效率，為了有效加強(qiáng)雷電監(jiān)測(cè)，降低雷電災(zāi)害對(duì)自動(dòng)氣象站運(yùn)行造成的影響，需要對(duì)防雷技術(shù)逐漸進(jìn)行完善。本文主要對(duì)自動(dòng)氣象站雷電防御中存在的問(wèn)提進(jìn)行分析，為加強(qiáng)雷電防御提出策略。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)氣象站;雷電防御;災(zāi)害預(yù)防

前言：隨著氣象監(jiān)測(cè)技術(shù)的逐漸進(jìn)步，當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到雷電防御中，在雷電多發(fā)季節(jié)通過(guò)自動(dòng)氣象氣象站對(duì)雷電天氣進(jìn)行預(yù)警，有助于提前采取手段降低雷電帶來(lái)的破壞性。自動(dòng)化氣象站主要依靠接閃桿對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，然而由于保護(hù)的范圍有限，導(dǎo)致氣象站收受到雷擊的概率得不到顯著降低，對(duì)此需要針對(duì)氣象站設(shè)備運(yùn)行特征對(duì)雷電防御機(jī)制進(jìn)行完善。

1.自動(dòng)氣象站雷電防御存在問(wèn)題

1.1避雷設(shè)備安裝方面

當(dāng)前自動(dòng)氣象站主要依靠接閃帶或接閃網(wǎng)等避雷設(shè)備對(duì)雷電進(jìn)行防御，然而在設(shè)置避雷設(shè)備的過(guò)程中普遍缺少合理規(guī)劃，導(dǎo)致避雷設(shè)備不能完全阻止雷擊對(duì)氣象站造成影響，嚴(yán)重影響到避雷設(shè)備發(fā)揮作用。此外一些氣象站的避雷設(shè)備安裝不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法充分發(fā)揮其作用，也會(huì)降低避雷設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值。

氣象站的通訊設(shè)備往往面臨著較高的雷擊風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)前自動(dòng)氣象站通常會(huì)忽略避雷設(shè)備在通訊系統(tǒng)上的安裝，而有效安裝避雷器，能夠及時(shí)對(duì)電流進(jìn)行泄調(diào)，在斷路器有動(dòng)作前通過(guò)對(duì)雷擊通過(guò)的雷電流進(jìn)行放大，對(duì)用電設(shè)備和電路進(jìn)行保護(hù)，導(dǎo)致氣象站雷擊事故的主要原因就在于電路設(shè)備遭到雷擊，因此有必要在通訊設(shè)備上安裝避雷設(shè)備[1]。

1.2接閃桿方面

接閃桿在預(yù)防雷擊的范圍上相對(duì)較為有限，在安裝時(shí)普遍不能對(duì)其白虎范圍進(jìn)行精確計(jì)算，設(shè)置接閃桿的原本目的在于對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，然而缺少合理規(guī)劃會(huì)導(dǎo)致一些設(shè)備得不到保護(hù)，面臨著較高的雷擊風(fēng)險(xiǎn)，威脅到設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.3風(fēng)向信號(hào)線布置方面

風(fēng)向信號(hào)線在抵御雷擊時(shí)主要依靠屏蔽層度電磁脈沖進(jìn)行屏蔽，需要在布置時(shí)對(duì)其進(jìn)行精確計(jì)算，確保信號(hào)線上感應(yīng)的高壓在采集器的承受范圍內(nèi)，否則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)行異常，然而當(dāng)前在對(duì)風(fēng)向信號(hào)進(jìn)行布置時(shí)，出于美觀的目的通常會(huì)使用并行引下的方式，這一方式缺乏科學(xué)性，不利于有效避雷。

2.自動(dòng)氣象站雷電防御對(duì)策

當(dāng)前限制我國(guó)氣象監(jiān)測(cè)自動(dòng)化發(fā)展的主要原因，在于自動(dòng)氣象站不能做到有效防雷，由于氣象站受到雷擊威脅較大，導(dǎo)致氣象站的穩(wěn)定運(yùn)行得不到保障，因此提高其雷電防御水平是促進(jìn)氣象監(jiān)測(cè)自動(dòng)化發(fā)展的有效途徑，以下為提高自動(dòng)氣象站雷電防御能力的具體措施：

2.1單獨(dú)設(shè)計(jì)避雷針

為了有效避免風(fēng)傳感器和傳輸線受到接閃雷擊的影響，可以為其單獨(dú)設(shè)置避雷針，與設(shè)備和建筑之間保持一定距離，為避雷針提供單獨(dú)的低阻抗泄放通道，確保避雷針在工作時(shí)不會(huì)影響到其他設(shè)備的正常工作。隨后需要對(duì)防雷器進(jìn)行整改，選擇16m避雷針為最佳，在設(shè)置避雷針時(shí)需要確保其和金屬管在氣象站共存，在電位連接后對(duì)保護(hù)范圍進(jìn)行計(jì)算，主要采用滾球法計(jì)算，確保自動(dòng)氣象站能夠完全處于避雷針的防護(hù)范圍內(nèi)[2]。

2.2單獨(dú)安裝接閃桿

為了降低傳感器受到雷擊的影響，可以采取單獨(dú)安裝接閃桿的形式，首先需要對(duì)防雷器進(jìn)行整改，隨后將接閃桿安裝在16m的高度上，為了確保觀測(cè)場(chǎng)地能夠完全受到接閃桿的保護(hù)，需要對(duì)接閃桿的防雷范圍進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。

2.3合理設(shè)置信號(hào)線及引下線

自動(dòng)氣象站在布置信號(hào)線纜時(shí)要求較高，在金屬管的選擇上需要以能夠接地的類(lèi)型為主，并且需要具有PVC套管為其提供金屬屏蔽功能。為了充分提高雷電防御能力，需要充分避免使用并管引入的形式，應(yīng)該利用分管穿行的形式，提高防雷設(shè)備的科學(xué)性，降低電源或信號(hào)線受到引下線雷電流的影響。

3.進(jìn)一步提升自動(dòng)氣象站雷電防御能力的策略

3.1提升接地防護(hù)工作有效性

接地防護(hù)是提高自動(dòng)氣象站雷電防御的主要工作，決定著氣象站能夠承受雷擊的強(qiáng)度，通過(guò)對(duì)接地防護(hù)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，確保將雷電流有效導(dǎo)入大地中，能夠有效降低監(jiān)測(cè)設(shè)備受到感應(yīng)雷和直擊雷的影響。在設(shè)置接地防護(hù)設(shè)備時(shí)需要嚴(yán)格遵守相關(guān)安裝標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)的制定通常以弱電子設(shè)備的特性決定。在接地防護(hù)工作中首先需要在觀測(cè)地周?chē)贾玫鼐W(wǎng)進(jìn)行圍繞，并將接地體設(shè)置在管道中，在設(shè)置時(shí)需要為接地端子保留出足夠的空間，將電阻降低到4歐姆，如果達(dá)不到這一標(biāo)準(zhǔn)可以采用一些降阻措施。將地網(wǎng)設(shè)置在觀測(cè)地周?chē)軌蛴行П苊鈱?duì)觀測(cè)設(shè)備產(chǎn)生干擾。在完成接地設(shè)備的布置后，可以將防雷裝置連接上去，能夠有效避免自動(dòng)氣象站遭遇雷擊，影響其正常運(yùn)行。

3.2合理處理觀測(cè)任務(wù)

雷電災(zāi)害通常伴隨著較為惡劣的自然氣候，例如強(qiáng)降水、大風(fēng)甚至冰雹，復(fù)雜的氣候環(huán)境為氣象觀測(cè)帶來(lái)了一定的難度，為了提高觀測(cè)的準(zhǔn)確性，氣象站可以安排不同的人員進(jìn)行不同分工，例如在冰雹天氣下，可以安排一部分人員對(duì)冰雹情況進(jìn)行測(cè)量，明確冰雹的直徑等信息，對(duì)冰雹造成的影響進(jìn)行判斷，并安排專(zhuān)門(mén)人員對(duì)雷電情況進(jìn)行觀測(cè)，這樣能夠避免任務(wù)繁雜導(dǎo)致觀測(cè)出現(xiàn)誤差，確保收集到的數(shù)據(jù)資料具有較高準(zhǔn)確性，根據(jù)精確的數(shù)據(jù)采取合適手段進(jìn)行防雷，能夠有效減少雷電對(duì)氣象站造成的影響，降低氣象站遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)[3]。

結(jié)論：綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)下對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了較大影響，近年來(lái)極端天氣災(zāi)害的威脅正常逐漸擴(kuò)大，其中雷電災(zāi)害是較為常見(jiàn)的氣象災(zāi)害，為了降低雷電災(zāi)害帶來(lái)的破壞性，自動(dòng)化雷電監(jiān)測(cè)手段逐漸得到了普及，然而由于在自動(dòng)氣象站運(yùn)行過(guò)程中存在一些問(wèn)題限制了氣象監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化發(fā)展，需要?dú)庀笳驹诮ㄔO(shè)的過(guò)程中對(duì)防雷設(shè)備進(jìn)行合理規(guī)劃，單獨(dú)設(shè)置接閃桿，對(duì)信號(hào)線、引下線等進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，并且做好接地防護(hù)工作，對(duì)觀測(cè)人員進(jìn)行合理配置，能夠有效降低雷擊對(duì)氣象站產(chǎn)生的威脅。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅俊偉，王建民.自動(dòng)氣象站雷電防護(hù)技術(shù)探析[J].農(nóng)村實(shí)用技術(shù)，2020（05）：144.

[2]竺贏，朱文博.新型自動(dòng)氣象站遭受雷擊的原因分析及防雷保護(hù)措施[J].農(nóng)家參謀，2020（07）：85.

[3]朝魯.新型自動(dòng)氣象站雷電災(zāi)害的原因分析及安全防護(hù)[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2019（20）：77.