對地面氣象觀測站室防雷改造的探討

■龍志軍 黃茜

（保靖縣氣象局湖南湘西416500）

對地面氣象觀測站室防雷改造的探討

■龍志軍 黃茜

（保靖縣氣象局湖南湘西416500）

防雷是地面氣象觀測站最重要的一項工作，為減少雷擊對地面氣象觀測站的影響，氣象觀測站為此付出了很多努力，但這樣的工作對氣象觀測站來說十分不易。尤其是在極端天氣不斷出現的今天，氣象觀測站的防雷工作就顯得異常重要。因此，本文將從雷電常見入侵途徑入手，研究導致自動氣象站設備受損的原因，重點研究對地面氣象觀測站防雷改造的主要措施。

地面氣象觀測站 防雷 改造

0　前言

防雷工作一直是地面氣象觀測站關注的重點內容，特別是在天氣變化多端的今天，十分容易發生極端天氣，氣象觀測站也面臨著很多難題需要解決，為此也應用了多種措施，防雷工作也取得了初步進展，但為了進一步滿足人們的要求，還需要提高防雷能力，減少雷電對觀測站的損害，降低不必要的經濟損失。

1　雷電常見入侵途徑

通常情況下，雷電入侵觀測站的方式主要有兩種，一種是直擊雷，另一種是感應雷。所謂的直擊雷就是雷電直接擊中觀測站室所設避雷針或架空線路，在被擊中以后就會產生雷電波，雷電波就會沿著被擊中物進入到觀測站室中。如果雷電在場室周邊進入地時，由于場室接地系統并不符合要求，就會出現地電位反擊情況[1]。當直擊雷發生以后，如果臺站的電源三級SPD防護能力不高，雷電也會順著室外供電線路進入到場室中。而對于感應雷來說，主要指在場室附近所出現的雷電靜電感應與電磁感應，同時，這些感應電流會隨著供電線路等進入到場室中，如果接地設備不夠良好，加之信號線也沒有相應的屏蔽接地系統，也會將感應雷引入到場室中。

2　導致自動氣象站設備受損的主要原因

經過長期實踐研究得知，導致自動氣象站設備出現損害的原因有很多，主要有未安裝SPD、風塔避雷設備等，即便有些自動氣象站安裝了SPD，但也經常存在安裝不到位的情況，因此，需要采取措施加以解決。由于雷電入侵場室的方式有兩種，這就需要根據不同的雷電研究導致設備受損的原因。首先，從感應雷來看，這種雷擊方式使所受設備數量增多，在雷電流產生以后，場室附近會產生大范圍電磁場，如果場室的等電位里連接出現問題或接地系統能力較差，就會導致處于電磁場變化中的設備出現被損壞的情況不，再加上類似故障較多，也會使站內傳感器被損壞。其次，直擊雷會帶來大范圍設備受損。當直接雷進入到地網，地網就會產生高電位，這時地電位也會隨之進行反擊，這樣就會致使臺站設備被損壞，出現業務中斷情況，盡管這種故障很少發生，但一旦發生故障將造成嚴重損失。

3　對地面氣象觀測站室防雷改造的主要措施

3.1氣象觀測場的防雷改造

對于很多氣象觀測場來說，都是利用避雷針來減少雷電對其危害，多數防雷設備使用時間都在10a以上，無論是避雷針還是地網所用材料都是鋼鐵，但這種材質的材料表面并沒有氧化膜層進行保護，也就很容易被腐蝕，據統計，每年由此出現的失重機率都在2.2%左右，同時，很多碳鋼能夠埋藏在地下的時間為18a，因此，應及時更換存在嚴重受損臺站的避雷設備與地網，且根據實際情況，經常檢查與維護風桿或風塔的防雷設備，防止避雷針出現老化，檢查塔體結構是否出現異樣、引線與地網連接是否不完好等，一旦在檢查中發現有異常情況存在應立即進行維修或更換[2]。此外，運用滾球法測算避雷設備保護范圍，或增加避雷針高度，全面保護觀測場。

在氣象觀測場防雷工作中，還要做好地網改造工作，針對多數觀測站地網老化嚴重情況，應按照國家相關要求增設地網，并將地網的接地電阻控制在4Ω以內。由于地面氣象觀測場室所應用的接地系統主要由兩部分構成，一部分是地面氣象觀測場地網，另一部分是值班室地網，因此，就需要在兩個地網中間應用兩條以上的連接帶，其材質應用鍍鋅圓鋼，埋藏深度為半米。

3.2氣象觀測室的防雷措施

對于氣象觀測室的防雷改造工作，應在配電室電源輸入端安裝一臺防雷箱，并將其作為電源一級防雷保護設備，要求防雷器最大放電電流應為120kA(8/20)。在觀測室所在樓層的配電系統中，還要配備一套電源防雷器，作為電源二級防雷保護設備，將防雷器最大放電流控制在80kA(8/20)，同時在配電系統與UPS電源終端分別安裝防雷器，作為三級、四級防雷保護，防雷器最大放電流控制在40kA(8/20)與20kA(8/20)，還要在觀測室的電腦設備終端等安裝一套機架式PDU，用于精細維護電源[3]。此外，還應將等電位與大樓接地體連接在一起，如果將S型等電位應用到連接網絡中，就要求值班室中信息系統的各個金屬組件，不僅要與等電位連接在一起，還要與接地系統組件保持好連接，且設備線路、電纜也要與星形結構形式與等電位構成平行敷設，這樣能夠防止出現感應環路情況。在與大樓樓體相連接時，就需要應用均壓環與建筑物等電位相連接，并將建筑物墻立柱中的主鋼筋開發出來，利用銅鐵接頭完成柱主筋的焊接工作，不能夠將其與均壓環連在一起。

4　結論

通過以上研究得知，要做好地面氣象觀測站的防雷保護工作是減少觀測站受雷電損害的重要方式，但也是觀測站最難以完成的工作，這就需要相關工作人員重視改造工作。本文提出了幾點改造意見，希望能夠能為相關人士帶來指導，做好防雷工作，減少不良影響的出現。

[1]周欣.地面氣象觀測站場室防雷改造 [J].北京農業,2015,22:169～170.

[2]謝俊,覃永烈.芻議氣象觀測站防雷技術的應用 [J].廣東科技,2012,09:188～189.

[3]趙仲茂.淺談氣象觀測站的防雷技術 [J].農業與技術,2013,11:206+250.

Q938.1+2[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～409～1