淺談對于DZZ2型氣象自動站的防雷技術探討

近幾年隨著黑龍江墾區農業要求的不斷提升，對生產中各種氣象資料數據的要求也在逐漸增多，因此黑龍江墾區為很多農場的氣象觀測中心配備了氣象自動站。氣象自動站大多建于野外空曠地帶，其供電線和通信線又大多是架空線路，測風桿(塔)成為孤立高聳物，容易遭受雷擊。如2007年，在建三江的氣象站中，有少數幾個農場的氣象自動站遭受到雷電的侵襲，造成氣象自動站運行中斷的事故。所以，搞好氣象自動站的防雷，確保自動站的設備和附近人員的安全，保障自動站設備的正常業務運行很重要。

【對直擊雷的防護】

一、值班室必須具備有效的直擊雷防護措施，其防雷措施是執行《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)國家標準，按常規建筑物防直擊雷方法，由避雷針、避雷網(帶)或混合組成接閃器，利用立柱鋼筋及屋面板鋼筋構成一個整體組成引下線，用基礎鋼筋作為接地體，將雷電流安全泄流入地。

二、氣象自動站的風傳感器安裝在10-12m高的風桿上，所以必須在傳感-器頂設置避雷針予以保護。避雷針可安裝在風桿頂部，用法蘭盤及螺母緊固支，承針體，避雷針體下端設置防雷引下線，并沿桿體固定敷設，且引下線下端必須與防雷地網牢固焊接。避雷針的針體高度應使風傳感器置于其保護范圍之內，為提高避雷針及其引下線的防腐性能，避雷針及其引下線可選用銅包鋼材料。避雷針技術規格如下：

a、針體用θ25銅包圓鋼，引下線用30X4銅包扁鋼。

b、針體高度：應使風傳感器置于其保護范圍之內。

c、針尖體可耐，150kA雷電流沖擊。

d、最大承受風速：60m／s。

e、接地電阻要求：≤4Ω。

【自動站電源防雷】

一、DZZ2。型氣象自動站，采用QML201型數據采集器，有國際最先進的成型產品作為采集器核心并配以電源防雷等部件，裝于全密封的防腐機箱中，氣象自動站設備采用用蓄電池供電，不與其他用電混用。

二、值班室內微機及打印機供電，采用統一的交流電，與自動站供電分開，電源總開關設置護雷開關。

【自動站通信線路防雷】

為了將氣象報表及時上傳，自動站微機的通信MODEN接口一般配置專用通信線，此通信線應穿金屬線槽并沿自動站線纜地溝埋地引入值班室，金屬線槽首尾兩端接地屏蔽。同時在通信線接入MODEN接口的前端安裝一個信號電涌保護器，以防感應雷從通信線路侵入，損壞設備。

信號電涌保護器技術指標：

a、通流容量：5kA(8／20μs)

b、工作電壓：170V

c、響應時間：<10ns

d、殘壓：<230V

e、損耗：<1dB

f、接口方式：POll

【氣象自動站共用接地系統】

安全接地是防雷措施中重要的組成部分，不管是防直擊雷或防感應雷，最終都是將雷電流安全地泄流入地，所以沒有合理、適當、良好的接地是不能避雷的。氣象自動站的接地應采用聯合共用接地，即將氣象自動站觀測場防雷地、設備保護地、設備工作地等聯合共用為一個接地系統。聯合共用接地網的接地電阻要求不宜大于4Ω。聯合共用接地可明顯降低地網之間的電位差，防止高地位反擊損壞設備。

一、觀測場地網的設置

觀測場地網應沿圍欄四周敷設成環形閉合接地地網，并從地網四角及每條邊的中間處引入觀測場內，觀測場內的地網可與線纜地溝重合敷設，其接地體可敷設在線纜地溝底部，埋設深度離地面1.0m，安裝完成后回土夯實。觀測場內所有設備，如金屬支架、箱體、風桿(塔)、金屬圍欄、扶手等均要與地網牢固連接。同時觀測場地網沿自動站線纜地溝輻射延伸至值班室，與值班室設備保護地及設備工作地合設共極，輻射延伸接地體敷設在線纜地溝底部，埋設深度離地面，1.0m，安裝完成后回土夯實。

二、接地網材料選擇

選擇自動站地網材料時要充分考慮其導電性、熱穩定性、耐腐性和承受雷電流的能力。氣象自動站地網可選用熱鍍鋅鋼材，垂直接地體選用50x50x5鍍鋅角鋼，長度每根2.5m，水平接地母線選用40x4鍍鋅扁鋼，垂直接地體間距為每隔5m設置一根，接地體埋設深度宜大于0.7m，在凍土地區應埋設在凍土層以下，接地體所有焊接口均應作防腐處理。

三、自動站地網接地電阻

自動站地網接地電阻不宜大于4Ω，對周圍土壤電阻率大于1000Ωm的高土壤電阻率地區，接地電阻可適當放寬，但要求采用多根環型接地體和多支線外延接地體，外延接地體的外延長度應小于接地阿的有效長度。另外也可用澆灌降阻劑或換土法等方法降低共用接地網的接地電阻值。

【結論】

一、建三江地區地勢主要以平原為主，每年的降雨季節主要集中發生在6、7、8、9四個月，雷電現象的發生主要在7、8兩個月份，雷電現象的發生次數也并不頻繁，因此對于建三江地區的氣象自動站的防雷技術主要在以上值班室、觀測場地和自動站采集器的通信系統三個主要方面進行研究。

二、氣象站采取綜合防雷措施，通過對就是對值班室、觀測場地和自動站采集器的通信系統進行層層設防。應用上述綜合防雷方法，結合各種有效的防雷措施，在技術上對以上幾個方面進行嚴格的操作，就可避免由雷電造成的對氣象自動站的危害，可確保自動站的設備和附近人員的安全，保障氣象觀測的業務正常運行。