對自動氣象站防雷措施問題的探討

劉卓宏 李旭欽 杜小松

(惠州市氣象局,廣東惠州 516000)

對自動氣象站防雷措施問題的探討

劉卓宏 李旭欽 杜小松

(惠州市氣象局,廣東惠州 516000)

隨著現代化的發展,自動氣象站也逐步投入使用,自動化水平有了很大的提高,同時大氣探測的準確性也有了很好的提升。氣象站的建設是實現現代化的重要基礎項目之一,自動化氣象站的建設更有助于氣象的科學研究,能夠更好地為社會服務。相對來說自動化的氣象站的建設容易,但是自動氣象站的安全保障工作就要投入更多的精力去維護。做好自動化氣象站的安全工作能夠提供準確的氣象數據,能更好的為天氣預報和氣象監測進行服務。自動氣象站的安全管理工作的不斷改善,雷擊問題是自動氣象站安全管理維護工作中最難以解決的難題,所以一定要引起我們的關注和重視。

自動氣象站 防雷 應對措施

1 雷電侵襲的路徑

(1)雷直接擊中自動氣象站的設備，造成氣象設備的損壞，無法進行正常的工作運行。還有一種原因那就是在雷擊點的周圍引起地電位的飆升，進一步通過氣象站設備的接地線導入到電路上來，造成電路設備的損壞，造成無法進行檢測工作。

(2)高電壓的沖擊。雷電發生的時候，周圍會有靜電和電磁感應而產生的強烈的電壓沖擊，出現這種情況，會對氣象站的各路傳感器造成影響。其中，風向傳感器受到的影響最為嚴重。因為風向傳感器的位置在自動氣象站的最高處，而且我們都知道傳感器包含著大量的半導體元器件，在雷擊故障中經常受到侵襲破壞。

(3)電源線路。自動氣象站的電往往采取低壓輸電線路，但是在遭受雷擊時，低壓輸電線路經受不起雷擊帶來的高壓，它會沿輸電線路進入到設備內，對設備造成極大地破壞。雷電的靜電感應與電磁感應在產生的過電壓也會對設備造成一定的破壞。

2 自動氣象站防雷工作存在不合理的地方

(1)避雷針保護范圍不合格。觀測場的避雷針保護范圍不合格對于觀測場來說，對于氣象站的影響也是很大的。氣象站在建設之前，其周圍的的布局都是經過嚴格的研究分析的，有合理的避雷針保護區。但是建設的過程中大多不按照要求，有些人認為過多的保護范圍是浪費，建設的過程中縮小了避雷保護區的范圍，往往造成嚴重的后果。避雷針保護范圍對于避免雷擊是有很大作用的，可以有效的保護氣象站受到雷擊。

(2)風傳感器的鐵塔與避雷針混合安裝。很多在建設氣象站的過程中意識不到風向感應器是不能與避雷針混合安裝的，因為風向感應器安裝在風塔上，正好處于氣象站的最高的位置。其實這時候風塔就是充當一根避雷針的作用，但是遭受雷擊的情況下，往往會使風向感應器被雷擊所損壞，造成氣象站不能正常的運行。

(3)金屬護攔沒有接地，部分線路裸露在外。金屬護攔無接地，部分線路沒有穿鋼管而裸露在外，這也是導致雷災的潛在危險之一。

(4)沒有避雷帶和避雷網格。避雷帶科學合理的安裝在外部防雷措施上面極其的重要，它起著護盾的作用，只有正確安裝好接閃器，才能把雷電流引下來，能夠最大化的保護氣象站設備免遭直接雷擊。沒有合理設置避雷網格范圍，接閃器就無法很好的安裝，就無法把雷電流引下來的作用，就無法起到規避作用。

3 自動氣象站防范雷擊的應對策略

(1)單獨安裝避雷針。規劃合理的范圍區域，單獨安裝避雷針，有助于保護風傳感器的鐵塔與避雷針混合安裝時對風傳感器和傳輸線的直接影響。嚴格按照計劃的避雷針防護范圍進行實施，要把整個氣象站及其設備建筑都包含在避雷針的保護范圍內。如果氣象站邊緣地帶，無法包含在保護范圍之內，就需要另外建設安裝避雷針進行保護，嚴格進行避雷針的安裝，這對于氣象站防雷有重要的作用。

(2)科學合理運用雷電防護的疏導、攔截策略。1)對于雷電的侵襲可以采用疏導方式，就是將雷電流通過接地裝置導入大地，將雷電過電壓控制在設備或器件的承受水平上，從而保護避免受到雷電的影響。攔截的防護策略就是利用設備工作頻譜和雷電波譜分量的差異，利用濾波器等對雷電波隔離或攔截，從而大幅度削減其所釋放的能量，從而保護避免受到雷電的影響。對于自動氣象站沒有良好接地條件的地基，采用雷電攔截策略是一種相對較好的方案，但是對于攔截任務的元器件提出了較高的要求，攔截的裝置要有比雷電沖擊電壓還高的絕緣強度，攔截裝置的質量及防雷裝置的工藝水平要達到很好才行。2)攔截與疏導進行有機的結合。多層次全方位的進行防護，把風傳感器的鐵塔與避雷針分開安裝，首先要考慮到風傳感器的鐵塔在觀測場中的位置，避雷針與風傳感器的鐵塔之間要有3m以上的安全距離。在安置避雷針時應當避開電源傳輸線路等設備，要考慮觀測場地下的電纜鋪設狀況，要完全避開這些電纜。

(3)合理鋪設引導線。傳感器的信號傳輸電纜必須放置在已經接地的金屬管，在避雷針上安裝好避雷接閃器，傳感器的信號線、避雷針引導線、電源線應該分開進行穿金屬管。防止引導線上的雷電流對傳感器的信號線或電源線造成影響。接地電網要合理布局。合理使用以及科學布局接地地網，根據接地地網不共線的原則，應該使金屬固定元件與金屬管之間形成的電路暢通，這樣形成等電位的連接，就能合理的把雷電流引入到大地下。

(4)安裝電源避雷器。安裝總電源避雷器，而且要在自動氣象站設備使用的傳輸線上加裝電源避雷器，全方位多層次的保進行護，最大限度減少雷電對自動氣象站的損壞。雷電防護措施應當是全方位多層次的，在雷電侵襲的路徑上都要安裝防護設備。根據電源系統遭受雷電的侵襲概率相對較大的特點，把電源系統作為重點保護對象，在緊急的情況下采取隔離防護的措施。

(5)安裝避雷帶和設置避雷網格。避雷帶的嚴格合理的安裝在外部防雷措施上面極其的重要，它起著護盾的作用。正確安裝接閃器，把雷電流通過避雷針引入大地下，使氣象站設備能夠避免遭受直接雷擊。如果沒有安裝避雷帶，接閃器就無法很好的安裝，就無法把雷電流引下來的作用，就無法起到規避作用。

4 結語

相對來說自動化的氣象站的建設容易，但是自動氣象站的安全保障工作就要投入更多的精力去維護。做好自動化氣象站的安全維護工作能夠提供準確的氣象數據，能更好的為天氣預報及氣象監測進行服務。自動氣象站的安全管理工作的不斷改善，雷擊問題是自動氣象站安全管理維護工作中最難以解決的難題，所以一定要引起我們的關注和重視。維護好自動化氣象站的建設，更有助于氣象的科學研究，能夠更好地為社會服務。

[1]覃彬全,楊磊,付鐘.自動氣象站防雷技術探析[J].氣象水文海洋儀器,2006(3)：8-11.

[2]杜俊雁,王文娟,張宗智,張宏.自動氣象站防雷工作中的問題及應對措施[J].農業與技術,2012(9)：150.

[3]林苗青,翁武坤,周如梅,楊鳳群.自動氣象站防雷工作中的問題及應對措施[J].氣象水文海洋儀器,2011(3)：110-113.

[4]呂士東,吳家旺.自動氣象站防雷保護方案和措施[J].科技風,2011(1)：207.