自動氣象站建設的供電與網(wǎng)絡環(huán)境設計

何耀龍　施禹　宣冬舒

摘 要：按照中國氣象局建設“一流裝備、一流技術(shù)、一流人才、一流臺站”的要求，近年來，氣象部門加大了對基層氣象臺站基礎設施綜合改善和新型氣象儀器的投資力度，各類新型氣象儀器裝備到基層氣象站，地面觀測項目也逐步向自動化、遙測化方向發(fā)展，文章主要結(jié)合氣象觀測站的實際情況，對在綜合改善中涉及到的供電、防雷、網(wǎng)絡環(huán)境建設方面的技術(shù)要求展開探析，以達到預想的效果。

關(guān)鍵詞：氣象站；供電；防雷；網(wǎng)絡

1 現(xiàn)狀

寧夏九十年代以前所建的基層氣象站絕大多數(shù)局站合一，隨著地方城市化進程的推進，某些周邊環(huán)境嚴重影響了氣象觀測條件，所以氣象觀測站便遷移到郊外。局站合一的觀測站，值班室空間偏小，不能滿足工作需求，局站分離的觀測站，雖然空間得到了擴展，但功能布局上也不盡合理。無論哪種形式的觀測站，都與現(xiàn)代觀測技術(shù)要求存在一定的距離。

隨著通信網(wǎng)絡的加強和保障能力的提高，目前基層氣象觀測站全部配備了電信和移動雙網(wǎng)通信，配備發(fā)電機和功率不低的UPS電源，因為缺乏合理的布局規(guī)劃和相關(guān)的驗收標準，在歷次項目建設或升級改造工程中，幾乎都是圖省事、方便，設備隨便放，管線自由拉，只要實現(xiàn)目的便可，而在整體布局規(guī)劃、形象外觀方面嚴重欠缺。有的觀測站因條件所限，室內(nèi)放置了通信網(wǎng)絡機柜和功率較大的UPS電源，產(chǎn)生的噪音很大，一方面給工作環(huán)境帶來不利影響，另一方面通風散熱不好，設備也容易出故障，其次是無秩序的線路布設，給維護保障工作造成了一定的困難。

2 改善目的

基層氣象臺站綜合改善涉及的內(nèi)容雖然很多，但關(guān)系到人和設備的工作環(huán)境改善應該是最主要的項目，改善的目的一個是實現(xiàn)人的工作場所安靜、舒適，另一個是實現(xiàn)設備的工作場所安全、技術(shù)達標。有鑒于此，文章提出：基層氣象觀測站在建設或改善中應至少劃分出三個界限明確的功能區(qū)，即工作值班區(qū)域、通信網(wǎng)絡區(qū)域、數(shù)據(jù)采集區(qū)域，以達到現(xiàn)代氣象所具備的各項要求。工作值班區(qū)就是測報值班室，室內(nèi)放置業(yè)務計算機、打印機、監(jiān)控器等辦公設備，盡量不要放置UPS及其它噪聲大的設備，給業(yè)務人員提供一個良好舒適的工作環(huán)境。在通信網(wǎng)絡區(qū)域，放置UPS、電源控制器ATS、網(wǎng)絡通信機柜等設備，該區(qū)域必須保證通風、散熱、無塵環(huán)境、配備專業(yè)技術(shù)人員管理和操作，避免違規(guī)或誤操作等情況發(fā)生。數(shù)據(jù)采集區(qū)即觀測場，該區(qū)域重點加強防雷、防靜電措施。

3 設計方案

3.1 供電環(huán)境設計

氣象觀測站的交流供電要按照業(yè)務用電與生活用電分開的原則進行改造。供電系統(tǒng)按照自動站設備、輔助設備、照明三個獨立的部分設計，氣象站的配電線路和分支線路必須采用TN-S系統(tǒng)。線路選用電源線材的標準，應滿足最大承擔負荷要求并留有充分余量。方案見圖1。

在資金充裕的條件下，應配備相當功率的發(fā)動機，在電源控制器ATS的作用下，實現(xiàn)電力的連續(xù)供應。

3.2 防雷設計

因各種因素制約，氣象觀測站的防雷、防靜電設施不是很完善和規(guī)范，但現(xiàn)代的觀測設備全部電子化，對防雷、防靜電方面提出了很高的要求。氣象臺站的防雷設計，應嚴格依照QX4-2015《氣象臺站防雷技術(shù)規(guī)范》。

防雷基礎環(huán)境改善方面主要是進行地網(wǎng)改造和線路改造。地網(wǎng)改造應分觀測站地網(wǎng)和觀測場地網(wǎng)兩個部分。觀測站地網(wǎng)形式簡單，無論采用線性接地體或環(huán)形接地體，只要接地電阻在2歐以下，就可達到觀測站電源和網(wǎng)絡的接地要求。觀測場地網(wǎng)應沿著觀測場外一米處敷設成環(huán)形接地體，接地電阻需做到小于4歐，垂直接地體采用5×50×2000mm熱鍍鋅角鋼沒隔五米敷設一根，水平接地體采用4×40熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體與水平接地體的連接采用雙面焊接，水平接地體與水平接地體的搭接也采用雙面焊接，焊接長度不小于10厘米，焊接處刷紅丹或瀝青油做防腐處理。方案見圖2。

屏蔽與布線：觀測站內(nèi)設備金屬外殼、穿線金屬管、金屬線槽就近與接地干線連接，連接部位做防腐處理，觀測站內(nèi)的金屬護欄、金屬支柱等金屬物應與環(huán)形接地體做等電位連接，連接點間隔不大于18m。室外觀測儀器設備的數(shù)據(jù)傳輸線應使用屏蔽電纜并穿金屬線槽（管）敷設，金屬線槽（管）與接地干線多出連接，每隔5～10m連接一次。觀測場與業(yè)務值班室之間接地裝置互相連接，等電位連接導體可通過穿線鋼管、電纜溝的鋼筋、金屬管道、專用接地干線等連接。

3.3 網(wǎng)絡環(huán)境設計

寧夏基層氣象站通信設備經(jīng)過多年的升級換代后，通信現(xiàn)代化程度較高。目前已全部具備雙網(wǎng)熱備份通信能力，設備添加很多而布局比較混亂，多數(shù)站點雖然配備了通信機柜，但機柜放置環(huán)境不盡合理，機柜內(nèi)設備布線凌亂、有的機柜里放置閑置設備，許多站點因受客觀條件布局限制，沒有機房空間，很難做到布局的規(guī)范化、合理化。通過臺站的綜合改善，可以有效地解決這些問題。一是設計專業(yè)機房，放置網(wǎng)絡通信設備和UPS設備，二是合理布局機柜設備，使得機柜內(nèi)線路清晰，標牌明確，三是安裝空調(diào)機，保障機房環(huán)境溫度要求。方案見圖3。

4 結(jié)束語

隨著氣象觀測自動化水平的提高，測報人員已經(jīng)從繁重的體力工作中解放出來，從而轉(zhuǎn)向設備維護、技術(shù)保障方面?；鶎优_站經(jīng)過綜合改善后，有了劃分明顯的功能區(qū)，標示明確的設備線路布設，通過實行規(guī)范的操作與管理方法，可以使得業(yè)務工作人員很快熟悉和掌握工作場景，達到快速排除設備故障的要求，可極大地提高工作效率。

參考文獻

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[2]GB50174-93.電子計算機機房設計規(guī)范[S].