基層氣象臺站防雷問題及對策探討

徐 浩

（嵊州市防雷設施檢測所，浙江嵊州 312400）

0 引言

隨著社會經濟的不斷發展，我國的科學技術以及氣象現代化水平也在不斷的提高，目前很多氣象臺站都使用了一些先進的現代化電子設備，比如：計算機及其網絡設備、環境監測設備等，這在一定程度上提高了氣象臺站的發展，并且也保證了基層氣象臺站觀測數據的準確性。雷電是指自然環境中一種伴有閃電和雷鳴的放電現象，多產生于對流發展較為旺盛的積雨云中，所以在發生雷電現象時，經常伴陣風或者暴雨等惡劣天氣情況，這給人類的生活帶來很大的威脅。雖然氣象臺站不同程度地安裝了防雷設施，但是由于雷電的形式比較多，防雷設施難免會存在著漏洞。

1 雷電和氣象臺站綜述

雷電一般產生于對流發展旺盛的積雨云中，是一種伴有閃電和雷鳴的放電現象，在發生雷電現象的時候，一般都會伴有強烈的陣風以及暴雨，有的時候甚至還伴有冰雹和龍卷風。雷電的產生會對人體造成傷害，在人受到電擊的瞬間電流會迅速通過人體，嚴重的話會導致被擊者呼吸心跳停止甚至死亡，每年遭受到雷電襲擊的人有很多，大部分的受害者是在戶外受到襲擊的，并且在樹下避雨遭到雷擊死亡的人數最多［1］。但是雷電也有優點，例如雷電能夠制造化肥，促進生物的生長，縮短植物的生長周期，并且雷電還有巨大的能量，但是人類目前還無法對雷電能量加以利用。氣象臺站是一個國家或者是地區內，按照統一的儀器設備和規范對天氣進行觀測，向人們預報天氣情況，提醒人們注意出行安全。氣象臺站隨著科學技術的發展，擁有的微電子設備越來越多，由于微電子設備的工作電壓低，工作效率高，雷電和電磁干擾脈沖對設備的安全造成了很大的威脅，所以要保證設備安全可靠地運行，就應該充分的重視防雷設施的建設［2］。

2 基層氣象臺站防雷存在的問題

一般情況下氣象儀器設備并未標出絕緣耐沖擊電壓，但目前大多數的基層臺站的預報值班室，以及地面測報值班室都是在同一棟樓，并且大部分的儀器設備都需要進行特殊的保護，目前雖然各基層單位領導對于防雷工作予以重視，在單位的建筑物頂上安裝了避雷針等直擊雷保護裝置，但是由于缺乏關于綜合防雷技術方面的理念，在防雷方面仍然存在著一些漏洞，甚至出現雷電損壞氣象儀器設備這樣的事件發生［3］。文章將從以下幾個方面探討基層氣象臺站存在的防雷問題。

（1）電源線路架空，并且直接通往氣象業務辦公大樓。隨著城市的不斷發展，很多城市或者縣城的低壓供電線路以及信息線路仍是架空布設，并且將這些線路引進氣象辦公樓，經過的距離相對比較長，如果碰到雷電天氣，架空導線上會感應到大量的瞬態過電壓，并沿著導線向兩邊傳播，在傳播過程中雖然電壓有所減少，但還是有感應過電壓傳輸到進戶端。這對氣象儀器設備造成很大的危害，必須要加以設防［4］。

（2）樓內電源線和信息線呈現距離平行敷設。由于硅整流、可控硅整流設備被廣泛的應用，以及各種非線性負荷的逐漸增加，直接導致了較多的諧波電流注入電網中，如果電源線和通信線安裝在同一個線槽內，或者是近距離的平行敷設［5］，不僅會產生電容耦合還會產生諧波電流發生電磁感應，還會影響到通信線路中信號的正常傳輸。

（3）儀器設備過于靠近外墻柱安置［6］。雷電天氣里，如果雷電直接擊中氣象臺站大樓的接閃器，那么雷電就會沿著接閃器，直接通往樓柱鋼筋以及地梁向大地泄放，并在這些物質上產生較高的電位，尤其是房間的外墻柱電位更高，那么如果儀器設備挨著外墻柱安裝，在發生雷電的時候，就會導致設備損壞甚至是引起火災。

（4）計算機房沒有采取專門的金屬屏蔽措施。由于氣象臺站的計算機房間沒有采取專門的金屬屏蔽措施，在雷電直接擊在建筑物屋頂上的防雷接收器的時候，建筑物內的計算機還是會受到不同層度的損壞，給基層氣象臺站的計算機設備造成一定的危害。

3 基層氣象臺站防雷對策探討

眾所周知，在基層氣象臺站的各個環節容易發生雷擊事件，并且直接影響到氣象臺站的工作，造成一定程度上的經濟損失，基層氣象臺站應該要遵循綜合治理、系統防護以及全方位的原則，對相關設備和線路進行統籌設計，精心施工并明確相關的標準，從而保證工程的質量。目前各基層氣象臺站隨著經濟的迅速發展，擁有了大量的電子設備，這在一定程度上給基層氣象臺站帶來了威脅，那么應該采取什么樣的措施來防雷，以保證基層氣象臺站的安全就成為目前氣象臺站所關心的問題。

（1）注意對辦公樓以及衛星天線的保護。在建設氣象臺站辦公樓的時候，一定要從建設規劃開始，全面考慮防雷系統，要保證防雷工程和基建工程同時設計，同時施工并且同時對其進行驗收，在樓頂安裝的避雷針、引下線等裝置要符合相關的規范要求，如果焊接圓鋼塔的時候，要進行雙面焊，并且焊口的長度不應小于粗焊接直徑的6倍。此外衛星天線應該在建筑物防雷裝置保護的范圍之內，天線底座就近和樓頂防雷裝置搭接焊接要在兩處以上，并設立專門的避雷針保護［7］。還需要改變氣象臺站樓的電源線路，以保證電源線路在受到雷擊的時候不會電流量能夠消除，我們可以在電線路到氣象業務大樓之間的最后一根電線桿的位置，用電纜代替引入大樓的電線，并埋地引入到大樓總配電柜處。

（2）防止信息傳輸線引入雷電浪涌過電壓電流。為減少信息傳輸線路架空引入，遭受到雷電浪涌過電壓的侵害，我們應該將當地的電信局以及氣象大樓機房程控交換機之間的通訊電纜換成光纜，沒有金屬加強芯的光纜就能夠有效地阻止雷電浪涌過電壓電流的侵入，這是能夠獲得較好防雷效果的方法。還可以將通信電纜套鋼管埋入地下，但是要保證埋地的長度至少在15米以上，還要保證鋼管兩端接地，并在通信電纜引入端線路上安裝信號浪涌保護器。全面保證氣象臺站相關設備的安全。

（3）防止雷電高電位反擊的方法。合理的防止雷電高電位的反擊，就需要控制金屬設備之間，甚至是設備和墻體柱鋼筋之間產生的電位差，控制設備產生電位差的方法，就是做好等電位連接以及采用共用接地系統，并且保證每個儀器設備之間能夠有效的絕緣，金屬機架上的多臺設備應該連接到機架上，再將機架可靠連接到接地端子上，以保證相關設備在受到雷擊之后，能夠有效的防止雷電高電位反擊。

此外為了防止雷擊氣象大樓避雷裝置，損壞計算機等網絡設備情況的發生，在全面考慮經濟實用并且可靠的情況下，可以采用材料為鍍鋅鋼網格進行屏蔽，這樣就需要在計算機以及設備房間的四周墻壁敷設網格，網格的四個角和柱內鋼筋進行焊接,形成一個安全籠，以減弱雷電電磁脈沖輻射的作用。為了控制電源線和信息傳輸線路兩者互相干擾，可以適當的增加兩者之間的距離，如果電源線和信息線路是平行敷設的，那么就要保持兩者的距離至少在15厘米以上，要注意不要讓電源線和信息線路敷設在同一個線槽內。

4 結語

雷電是一種危險系數較高的自然現象，每年有很多的人因為受到雷擊死亡，因此，必須要加大對雷電的研究，及時地提醒廣大人民注意雷電，那么這就加強了基層氣象臺站的任務，基層氣象臺站在進行氣象研究之前必須要保證氣象臺站的防雷。對基層氣象臺站進行防雷工作是一個綜合性的工程，在進行設計之前應該全方位地考慮到各個方面的防雷工作，并且由于基層氣象臺站的防雷問題比較多，就必須要做好防雷工作，以減輕或者避免雷電帶來的損失，同時給人民提供一個可靠的天氣預報，保證人民的生命安全。

［1］張玥，胡璨.智能建筑弱電系統的雷電防護設計［J］.廣東科技，2014（2）.

［2］張曉潔，龔志東，劉方.智能化小區門禁系統防雷設計［J］.科技創新與應用，2014（12）.

［3］劉榮美，汪友華，張巖.建筑結構中雷電流和磁場分布特性的頻域有限元方法分析［J］.電工技術學報，2013（S2）.

［4］羅曉民，劉啟明.706電視發射臺防雷設計與改造［J］.科技信息，2010（23）.

［5］張占偉.淺談自動化及儀表控制系統雷電防護問題［J］.科技資訊，2011（20）.

［6］旦巴歐珠.信息網絡系統雷電防護技術探討［J］.西藏科技，2010（5）.

［7］薛贊玉，徐華峰，張剛.公路收費系統防雷技術改造措施［J］.中國交通信息產業，2010（4）.