自動氣象站雷電防御工作措施分析

摘 要：做好自動氣象站雷電防御工作，可以有效保證氣象數據采集、處理、上傳等各項工作的順利進行，確保自動站運行的安全和正常。下面文章就自動氣象站雷電防御工作中存在的雷擊隱患和相關問題進行詳細分析，探討自動氣象站雷電防御工作加強的措施，內容如下。

關鍵詞：自動氣象站；雷電防御；問題；措施

自動氣象站各系統設備的正常運行，可以有效保證自動站數據采集、計算機處理等綜合設施的正常和安全運行。而在雨季來臨時，如果沒有做好雷電防御措施，自動站的傳感器、相關設備及計算機等均會受到雷擊破壞，導致自動站不能正常工作。因此，必須要做好雷電防御工作，避免自動氣象站遭受雷擊、雷擊電磁脈沖等的危害，預防雷電對自動站系統、設施等正常運行造成的影響，同時避免其危機工作人員的生命安全，保證人與自動站系統的安全和正常運行。

1 自動氣象站介紹及存在的雷擊隱患分析

1.1 自動氣象站介紹

自動氣象站的正常運行需要一個綜合電子設備系統，正常的運行下需要計算機處理系統、數據采集器以及風向風速、溫度、濕度、地濕、雨量等氣象傳感器的相互配合，每個構建都是重要組成部分，數據的處理采用計算機，數據的接收采用自動采集器，通過通訊系統進行數據傳輸、保存。在整個運行系統中在室內安裝的有數據采集器和計算機系統，在室外安裝的系統設備包括各個氣象要素的傳感器。每個設備的安全都會影響自動氣象站的正常運行，因此需要加強對自動氣象站雷電防御工作的重視，以確保自動站設備的安全和系統的正常運行。

1.2 自動氣象站存在的雷擊隱患分析

1.2.1 室內設備的雷擊隱患分析

計算機處理系統、數據采集器和氣壓感應器等都是自動氣象站的主要室內設備，對比室外自動站設備來說，室內設備的安裝更容易遭受雷電破壞。雷電對室內設備的破壞是通過電磁脈沖對采集器傳感線路的作用而產生的，也可能對電源線路造成電擊破壞，從而導致計算機系統或采集器產生故障，或造成整個自動站運行癱瘓的情況發生。雷電還可以通過接地設置的不規范導致電子設備出現電位差異，而對室內設備造成雷擊破壞，影響自動站系統正常運行。

1.2.2 室外設備的雷擊隱患分析

風向風速、地溫和溫濕度等氣象要素傳感器是自動氣象站的室外主要設備，傳感器的敏感性很強，又處于室外環境，所以加大了雷電電擊的概率。主要存在的雷擊隱患包括三點，首先室外環境空礦，無樹木、建筑遮擋，加之傳感器探頭為金屬，容易受到雷電電擊；其次，風向風速傳感器在各氣象要素傳感器中易受雷擊迫害中的幾率最大，若其受到雷擊，雷電產生的電磁波會通過電纜線傳輸至室內，導致室內設備受雷擊迫害；再者就是當遭受雷電時，自動站觀測場地設置的避雷針在接收雷電的一瞬會出現高電位和強大電磁場，這種情況下高強度電磁場有瞬間恰巧雷擊感應器的可能，導致設備遭受迫害，或者高電位對擊感應器探頭造成設備受損。

2 自動氣象站雷電防御工作中存在的問題分析

2.1 觀測場地避雷針的保護范圍不合格

自動氣象站在設置避雷針時，應該將避雷針的防雷作用覆蓋整個觀測場，也就是要保證所有的設備均在避雷針防護范圍。但是，很多情況下，存在自動站觀測場地內的設備未全部在避雷針防護范圍內的問題，這使得自動站有些設備易受到雷電電擊的情況，造成設備受雷電迫害率高，影響自動氣象站正常運行的情況。出現了不合格的避雷針設置，必須要加強整改，要想保證自動站設備整體在避雷針防護范圍內，需要請具備專業能力的避雷針范圍測量、計算人員進行觀測場地是否在避雷針防護范圍的研究。

2.2 避雷網、避雷帶的不合理安裝

在自動站防雷設置的安裝中，避雷帶的作用是有效預防直擊雷的破壞，而實際在避雷帶的鋪設中，存在避雷帶鋪設不合理的問題，嚴重影響了它的防雷效果。因為在選擇防雷網格中，沒有根據防雷等級正確、有效的選擇具備一定規格的防雷網，從而出現了防雷帶鋪設后防雷效果不佳的情況，導致自動氣象站雷電防御工作出現問題，影響設備的安全運行。

2.3 通訊系統沒有安裝避雷裝置

避雷裝置的設置和安裝，可以有效接收雷電擊后產生的雷電流并將其擴大，同時待斷路器準備工作前將雷電流迅速泄放，保護了電路和用電設備。但自動站在電路通訊系統中存在不按照規定安裝避雷裝置的問題，這樣當雷擊時沒有避雷裝置的保護將雷電流泄放，會導致通訊系統設備遭受電擊而發生故障或發生電路通電危險，不僅造成自動站不能正常運行的情況，對工作人員的安全也會造成威脅，增加了危險事故發生的幾率。所以，要加強對通訊系統避雷裝置安裝的重視。

2.4 風桿上避雷針、引下線與風向風速信號線的布設不夠規范

自動氣象站在引下線與風向風速信號線等設置時有相關規范要求，但很多自動站為了體現信號線的布設規整和美觀，在設置避雷針、引線下及風向風速信號線時未安照規范要求設置，而是進行了并行設置，這樣存在危險性。風向風速信號線電纜外皮都有一層屏蔽層，與引下線并行引下后，當雷電擊設，避雷針接收雷電后由于屏蔽層的干擾會造成電磁脈沖產生，這種高壓作用下會影響采集器的功能，導致其遭受破壞或不能正常運行。

3 自動氣象站雷電防御工作的措施

3.1 單獨安裝避雷針

避雷針在自動氣象站防雷保護中可起到顯著防雷防閃作用，為了更有效的對傳輸線、風傳感器等進行保護，需要加強對單獨避雷針的設置和安裝。一般在整改后的防雷器上方進行避雷針的安裝，安裝的距離在16米為最合適。在自動站觀測場中為了能夠既起到有效的避雷作用，又不影響一些金屬管的存在，確保二者同時等電位并存，所以在避雷針的設置和連接中，需要采用滾球法對避雷針防護范圍進行有效性的測算，這樣可以有效保證整個觀測場的各個自動站系統和設施都能夠在避雷針的防雷電保護下進行正常運行，避免不在避雷針防護范圍內而出現的雷電擊破壞。

3.2 合理設置信號線和引下線

在選擇傳感器的信號線時必須要注意，信號線纜要帶有金屬管的接地裝置，在自動站系統中，傳感器是一項重要組成部分，所以信號線的選取很重要，信號線外皮需要具有金屬屏蔽功能，以具備金屬屏蔽層的PVC套管為最好。引下線的選擇利用避雷針引下線，在信號線、電源線以及引下線穿管中，需要將電源線、信號線和引下線分管引入，不可并管操作，這樣可以有效防止引下線出現雷電流時對信號線等造成的反擊情況，同時引下線引入時需要進行接閃器的安裝。

3.3 做好接地防護

接地防護工作做好，可以有效將直擊雷或感應雷等的雷電流通過接地裝置傳入整個大地。接地工作實施中按照自動氣象站各電子設備中較弱電子為根據，防雷電阻的設置需要在4Ω以下。若按照管線的布線分布為根據，接地工作時需要將地網以觀測場地為環繞依據繞其一圈，然后經管道接地并將接地端子預留好，進行電阻降低處理，需要降低在4Ω以下，如果未能將電阻降至4Ω以下，可利用降阻對策進行降阻，操作完畢后將所有的自動站內部防雷設施全部進行接地操作，通過接地處理來加強雷電預防效果。

參考文獻

[1]郭彬.做好自動氣象站雷電防御工作的思考[J].南方農業，2015（30）.

[2]朱旭虹.自動氣象站雷電防御工作的探討[J].科技風，2013（12）.

[3]張娜娜，張潔新，張紅軍.自動氣象站觀測場防雷常見問題及安全防護[J].農業與技術，2015（18）.

[4]李榮迪，潘田鳳.新型自動氣象站防雷設計探討[J].農業與技術，2015（20）.

[5]吳明江，牛萍.自動氣象站雷電防護分析與探討[J].氣象水文海洋儀器，2010（2）.