淺析防雷關鍵技術在自動氣象站系統中的應用

王煒+周良+王輝+李曈

摘要：隨著科學技術的迅猛發展，數字化技術運用于我們的工作與生活中，自動氣象站的建立方便了人們的生活，但在現實生活中自動氣象站每年都會遭受不同程度的雷電傷害，影響自動氣象站的正常運行，如何做好自動氣象站的防雷保護工作，促進自動氣象站工作的正常開展，方便人們的生活，是我們當下必須思考的重要問題。

關鍵詞：防雷關鍵技術；自動氣象臺；系統；應用

1 防雷技術在自動氣象站系統中的重要作用

隨著科學技術的不斷進步，自動氣象站現代化建設步伐加快，氣象站對于各種氣象災害的預警工作越來越準確，自動化技術提高了其工作質量，對人們的工作和生活影響日益密切。自動氣象站是一個較為復雜的系統建造工程，其雷電保護措施也較為復雜，難度系數較大，自動氣象站遭受的雷電損害主要是直擊雷與雷擊電磁脈沖兩種，在氣象站建造過程中雖然都已經安裝了相應的防雷設備，有效的保護了建筑物與工作人員的人身安全，但是卻無法避免雷電電磁脈沖的影響，造成電路損壞，影響氣象工作的開展。因此，為了促進社會的和諧穩定，人們工作生活的正常進行，加大對于防雷技術研究已迫在眉睫[1]。

2 自動氣象站雷電破壞

2.1 雷電對于自動氣象站的破壞有哪些

自動氣象站主要是建造在較為空曠的地區，氣象站四周極少出現高層建筑物，氣象探測設備廣泛的分布于整個氣象站中，由于氣象探測的工作需要，各種傳感器遍布站內，由于感應器探頭多為高度敏感的金屬材質，所以在遇到雷電時，雷電極易順著金屬探頭進入設備及電路產生較大的電磁脈沖，自動氣象站中的機械設備多為大規模集成電路的弱電設備，耐壓性差，所以在大規模雷電沖擊的時候破壞較為嚴重[2]。

2.2 自動氣象站遭受雷電破壞的原因

自動氣象站的建造分為兩類，一種是在傳統氣象站的基礎上改建而成的，一種是因為實際生活的需要重新選址建立的。對于那些重新建造的氣象站，由于其多是建造在非氣象觀測場，是一個新建設的場地，且大多數設備在室外，其防雷措施多是采用安裝避雷針的方式，忽視了對于電磁脈沖的防護，在遭受點雷電時極易被破壞。部分氣象站是由老式氣象站改建而來的，傳統氣象站多是機械設備，耐壓性較強，對于電磁脈沖的沖擊損害不是很大，但是對于新式自動氣象站多是采用大型集成電路的弱電子設備，施工工人由于沒有認識到其耐壓性較弱，也沒有對傳統氣象站的機械設備和防雷系統進行一定的改良，導致氣象站在運行中遭受損害直接影響氣象站的正常運行[3]。

3 自動氣象站的防雷措施

自動氣象站運行設備多建造于室外空曠的地區，因此在雷電交加的時候極易遭受雷電沖擊，損害氣象站的機械設備，為了確保氣象站工作的正常進行，機械設備的正常運轉，加大對于氣象站的防雷保護研究至關重要。自動氣象站多對三個地方進行防雷保護：接地系統的防雷保護、感應雷保護以及直擊雷的保護，從而更好地保護自動氣象站的機械設備，維護氣象監測工作的正常進行。

3.1 接地系統的防雷保護

一個良好的接地系統是自動氣象站正常運行的基礎，是防雷系統的重要組成部分。所有的防雷系統都是將電磁脈波傳入地下，從而達到保護工作人員人身安全及變電站機械設備完好的目的。所以，接地系統是影響自動氣象站開展防電工作的重要舉措。氣象站的接地系統主要有觀測地接地系統和工作室接地系統兩個方面組成。實際生活中自動氣象站接地系統多是通用基地系統，將觀測地接地系統與工作室接地系統連接在一起，使用一個共同的接地系統，以免因為電壓的不同引起電磁脈波反擊，損壞機械設備。

3.2 氣象站對感應雷電的防護

感應雷多分為靜電感應雷和電磁感應雷兩種。靜電感應雷多是通過金屬導體導入電壓，但是高強度電壓往往導致站內機械設備及建筑物內的導線或導體放電引發電火花，從而引發爆炸等災難，破壞氣象站機械設備的同時還對人們的人身安全造成威脅。眾所周知，在進行房屋建造時都會埋下鋼筋，電波通過房屋建筑中的鋼筋進行傳導對建筑物進行破壞，所以在進行雷電保護時應該整體系統的看待整個氣象站的雷電保護，建造一個閉合系統，避免各個建筑物之間存在電位差，導致電波反流損壞建筑物，危害人們的生命安全[4]。

3.3 氣象站直擊雷防護

直擊雷主要是指帶電的云層與大地中的某地間進行猛烈放電的情況，對建筑物、電子設備以及人們的生命安全造成嚴重的威脅。直擊雷對于高層建筑物及較高的機械設備損害較大，在氣象站中對風桿的破壞是最嚴重的，所以在建筑物建造以及機械設備安裝時一定要安裝配套的防雷裝置，將雷電損害降到最低。

結語

雷電是一種無法避免的自然災害，但是我們卻可以盡力做好防護措施，將損害程度降到最低。當前自動氣象站中的防雷措施還有許多的不足，我們一定要重視防雷技術的研究，不斷對其進行創新和完善，并將其很好的運用于自動氣象站的建設過程中，保證氣象站的正常運行，使其更好地為人們服務。

參考文獻：

[1]盧永祺， 蘇遠東. 淺析自動氣象站防雷技術[J]. 科技與企業， 2011（6）：70-71.

[2]陳藝彬， 劉少軍. 淺談自動氣象站防雷工作要點及技術措施[J]. 中國科技博覽， 2014：379-379.

[3]曲明星，郭麗紅，蘭飛飛.自動氣象站防雷技術淺析[J]. 管理學家， 2014（12）.

[4]王益鑫，許榮華，周志忠.自動氣象站防雷系統設計淺析[J]. 技術與市場， 2016， 23（5）：251-251.

（作者單位：1.啟東市氣象局；

2.南通市氣象局）