氣象觀測(cè)站防雷技術(shù)的應(yīng)用研究

覃偉明 曾嘉宇 吳松杰

摘? 要：近些年來(lái)，伴隨著我國(guó)氣象事業(yè)的不斷發(fā)展，氣象觀測(cè)站作為基礎(chǔ)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)進(jìn)行了廣泛布設(shè)。但是，為了降低氣象觀測(cè)受到的各種影響，氣象觀測(cè)站大多建造于缺少防護(hù)設(shè)施的空曠地帶。氣象觀測(cè)站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要進(jìn)行電力、通信等各種線路的架設(shè)，這就提高了氣象觀測(cè)站受到雷擊的危險(xiǎn)。本文將就氣象觀測(cè)站防雷技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行闡述，以期減少雷擊對(duì)氣象觀測(cè)造成的影響。

關(guān)鍵詞：氣象觀測(cè)站;防雷技術(shù);應(yīng)用;研究

中圖分類號(hào)：P429? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.11974/nyyjs.20181132229

引言

作為氣象觀測(cè)的基礎(chǔ)手段，氣象觀測(cè)站具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)氣象觀測(cè)站對(duì)地球表面氣象環(huán)境的監(jiān)測(cè)可以提供未來(lái)氣象條件的信息，通過(guò)對(duì)這些信息的分析從而為氣象預(yù)報(bào)提供可靠的數(shù)據(jù)及信息支持。但是，由于氣象監(jiān)測(cè)站地處野外地勢(shì)較高的地方，沒有較高的建筑物可以依傍，一旦出現(xiàn)雷雨天氣，受到雷擊的危險(xiǎn)性大大增加。本文將對(duì)現(xiàn)階段氣象觀測(cè)站有效的防雷手段進(jìn)行介紹。

1? ? ?對(duì)直擊雷的防護(hù)措施

在我國(guó)北方的夏季，雷雨天氣是常見的強(qiáng)對(duì)流氣象狀況。雷雨天氣到來(lái)時(shí)，大氣中會(huì)產(chǎn)生較厚的帶電云層，即俗稱的雷云。當(dāng)帶電云層與地面高層建筑等地勢(shì)較低的物體接觸會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象。強(qiáng)大的電流在產(chǎn)生電效應(yīng)使也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱效應(yīng)，甚至在一些金屬物體表面產(chǎn)生一定的機(jī)械力。伴隨著帶電云層所產(chǎn)生的這一系列效應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生很大的破壞效應(yīng)，尤其是對(duì)氣象觀測(cè)站這樣易遭受雷擊的建筑物，更應(yīng)該加強(qiáng)防雷工作。氣象觀測(cè)站的防雷重點(diǎn)主要在氣象觀測(cè)大樓。

要進(jìn)行氣象觀測(cè)站的防雷工作，就必須了解到氣象觀測(cè)大樓易遭雷擊的原因。氣象觀測(cè)站由于要進(jìn)行觀測(cè)工作必須設(shè)置在野外空曠地帶，缺少高層建筑的防護(hù)，一旦出現(xiàn)雷雨天氣就會(huì)遭受雷電打擊。觀測(cè)大樓因?yàn)橐M(jìn)行觀測(cè)作業(yè)，需要進(jìn)行電力、通信等線路的架設(shè)。這些金屬導(dǎo)線極易引起雷電，大樓內(nèi)的各種監(jiān)測(cè)儀器的運(yùn)行也會(huì)引發(fā)直擊雷對(duì)觀測(cè)站的打擊。現(xiàn)階段，對(duì)氣象觀測(cè)站進(jìn)行防雷工作的主要措施是在觀測(cè)大樓等易遭受雷擊的建筑物樓頂進(jìn)行接閃器的設(shè)置。這種防雷閃接器可分為避雷網(wǎng)型、避雷針型或混合型。由于觀測(cè)大樓的屋頂四角易遭受雷擊，因此在進(jìn)行設(shè)置時(shí)應(yīng)主要在樓頂四周進(jìn)行設(shè)置。對(duì)設(shè)置密度進(jìn)行合理規(guī)劃，以形成400m2的網(wǎng)格狀為最佳。在進(jìn)行避雷針和避雷網(wǎng)混合設(shè)置時(shí)避雷針可以獨(dú)立設(shè)置也可以與避雷網(wǎng)相連，但是必須保證樓頂所有設(shè)備都可以得到有效覆蓋。當(dāng)遭受雷擊時(shí)，大樓內(nèi)部的鋼筋可以作為合適的接地引線。對(duì)于鋼筋結(jié)構(gòu)較少的建筑，可以單獨(dú)設(shè)置接地引線。已經(jīng)設(shè)置好的避雷帶必須進(jìn)行定期檢查，檢查重點(diǎn)主要在避雷針與避雷網(wǎng)的連接是否完好以及避雷網(wǎng)的接地是否有效。

2? ? ?對(duì)感應(yīng)雷的防護(hù)措施

雷擊主要是由于大氣層中的帶電云層放電導(dǎo)致，瞬間放電產(chǎn)生的強(qiáng)大電流在產(chǎn)生較強(qiáng)電效應(yīng)時(shí)也會(huì)由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁場(chǎng)效應(yīng)。由于氣象觀測(cè)站在進(jìn)行氣象觀測(cè)任務(wù)時(shí)在大樓樓頂會(huì)有很多金屬設(shè)備運(yùn)作，金屬導(dǎo)體在受到雷擊以后會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度的感應(yīng)電荷，大量電荷在各種線路上累積會(huì)形成瞬時(shí)的高壓電流，在進(jìn)行放電時(shí)就會(huì)對(duì)氣象觀測(cè)站中的金屬以及用電設(shè)備造成極大破壞。

要對(duì)氣象觀測(cè)站進(jìn)行感應(yīng)雷的防護(hù)主要是對(duì)觀測(cè)大樓的電路系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、信號(hào)發(fā)射與接收系統(tǒng)的防護(hù)。依據(jù)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)氣象觀測(cè)站采取三級(jí)防護(hù)措施以確保不受雷電危害。在進(jìn)行配電設(shè)施安置之前加裝相應(yīng)的避雷器以作保護(hù);在進(jìn)行氣象信息監(jiān)測(cè)收集的各個(gè)樓層配電設(shè)施上加裝避雷器以作二級(jí)防護(hù);在進(jìn)行氣象信息監(jiān)測(cè)搜集的設(shè)備上進(jìn)行避雷器的安裝已做三級(jí)保護(hù)。通過(guò)這樣的設(shè)置，可以有效地將云層感應(yīng)產(chǎn)生的雷電接入地面，從而避免了雷電對(duì)氣象觀測(cè)站因雷電打擊產(chǎn)生的破壞。

對(duì)于連接大樓與外部的線路保護(hù)也是氣象觀測(cè)站防雷工作的重要一環(huán)。進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線和進(jìn)行信號(hào)輸出和接收的信號(hào)線在遭受雷擊時(shí)也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，金屬環(huán)路受到電磁場(chǎng)的感應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生高壓電流。金屬導(dǎo)線內(nèi)部產(chǎn)生的高壓電流會(huì)瞬間對(duì)設(shè)備造成破壞。在以往的氣象觀測(cè)站防雷工作過(guò)程中往往會(huì)忽視線路防雷的重要性，因此在雷電到來(lái)時(shí)就會(huì)由于防護(hù)措施的不完善造成巨大損失。為了改善這一狀況，可以與大樓進(jìn)行連接的電纜接線端加裝保護(hù)器，在線路架設(shè)過(guò)程中做好接地工作。通過(guò)這種方式就可以有效避免感應(yīng)雷對(duì)氣象觀測(cè)站的侵?jǐn)_，保證正常工作。

3? ? ?總結(jié)

隨著我國(guó)氣象事業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的氣象觀測(cè)站防雷手段得到普遍應(yīng)用。但是，由于氣象條件的不確定性以及不受人為控制的特點(diǎn)，所有的技術(shù)和手段都只是增加了防雷系數(shù)，都無(wú)法完全保證不受雷擊。要進(jìn)一步提高防雷的減災(zāi)效果，就必須在采取最新技術(shù)手段時(shí)加強(qiáng)防雷設(shè)施的日常維護(hù)，保證在雷電到來(lái)之時(shí)能切實(shí)發(fā)揮作用，保障氣象觀測(cè)站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]周偉.淺談氣象觀測(cè)站防雷技術(shù)的應(yīng)用[J].農(nóng)家科技，2014（3）：? ?231.