氣象站防雷技術工作探討

齊宏

摘要： 氣象站工作體系中防雷技術工作是關鍵，因為雷電現象相比于其它外界因素發生幾率更高，影響更直接，對氣象站財產及工作人員所造成的威脅最大。本文基于此問題專門介紹了當前氣象防雷技術工作中的若干技術要點，希望通過它們來解決雷擊問題，保證氣象站工作進程推進安全穩定。

Abstract： The work of lightning protection technology in the working system of weather station is the key because the lightning phenomenon has a higher probability and impact than other external factors and poses the greatest threat to the property and staff of the weather station. Based on this issue， this paper introduces some technical points in the current meteorological lightning protection technology work， hoping to solve the lightning strike problem and ensure the safety and stability of weather station work process.

關鍵詞： 氣象防雷技術；SPD智能防雷系統；解決措施

Key words： meteorological lightning protection technology；SPD intelligent lightning protection system；solution

中圖分類號：P415.1+2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）10-0212-02

0 引言

我國地域廣闊，氣候現象豐富多變，氣象站在通過氣象監測信息系統進行氣象災害防御過程中，由于考慮到氣候變化的突發性和偶然性，就必須明確相關防御技術要點，通過先進技術設備來實現有效防護。氣象防雷作為一種先進技術，已經為當前氣象站防雷工作所廣泛應用。

1 氣象防雷技術的相關理論

1.1 防雷目的

當前我國氣象站在防雷檢測工作方面存在誤區，即在實際的防雷檢測過程中多以裝置防雷性作為依據來檢測現有防雷裝置，可以講這就間接導致了防雷設備安全性的無法保證。但實際上防雷檢測的目的就是為了提高對設備的保護能力，所以應該基于設備安全保護相關規則及技術要求來對其設備安全性進行精確判斷，實現對系統防雷檢測能力的有效強化，更重要的是通過氣象防雷技術來避免設備雷擊，造成財產及人員意外損失，這也是氣象防雷技術的實施目的所在。

1.2 氣象防雷技術系統的結構內容

當前氣象站的氣象防雷技術系統主要涵蓋3部分內容：首先是直擊雷保護部分，它十分重視對現場直擊雷狀況的動態實時觀測，能夠基于重點觀測現場中的風傳感器、各種金屬設備、避雷針引下線、數據傳輸線等等來實現防雷，保證雷電穿過風桿。當然，由于遭遇雷擊后，引下線也被擊穿，穿過引下線的雷電進入信號線，這是因為直擊雷保護裝置長時間在戶外暴露狀態下，在受到風吹雨淋及暴曬侵襲后容易被擊穿，它間接提升了信號線本身的安全隱患；其次是共用接地防護，這部分防護內容會對現場各類金屬設備進行精確觀測，它實際上與建筑物進行接地連接，在受到雷擊后會與各類金屬設施進行相應，但由于金屬設施連接地線，能夠在一定程度上緩解雷擊傷害。共用接地防護也會與建筑物連接，保護建筑物中人員安全；再者就是感應雷防護，它主要基于應用氣象防雷技術體系，關注防雷信號與雷電發生信號的接收情況，可保證感應雷受到安全防護，進而獲得更加全面且準確的雷電活動信息。

綜上所述，氣象防雷技術系統還是相對全面的，但不能保證它絕對不會受到任何雷擊影響。如上文所述，它的直擊雷防護等環節還是存在安全隱患的，需要對其系統技術進行進一步改善，從設備管理與技術革新兩方面來探討其防雷技術優化相關工作要點[1]。

2 氣象防雷技術工作的技術要點革新要點分析

氣象防雷技術工作首先應該滿足技術要點革新，從更豐富的技術內涵上提高其建設體系，滿足防雷工作的有效性與時效性，以下簡要闡述3點。

2.1 提高氣象防雷技術的準確定位能力

定位能力是氣象防雷技術體系建設中的關鍵，應該將其放在未來系統技術優化的重要地位。伴隨當前氣候狀況的逐漸惡劣，雷暴天氣越來越頻繁，所以氣象防雷技術在準確定位能力優化方面刻不容緩。防雷檢測機構并非社會生產部門，它希望做到的是對社會和諧穩定發展的有機維持，所以準確定位技術優化能夠間接提升氣象防雷水平，實現制度建設規范，滿足氣象站當前的技術進步需求。準確的氣象防雷技術定位功能能夠幫助技術人員獲得較為可靠且真實的數據信息資源，間接發揮氣象站之于社會財產保護的職能作用，所以準確定位能力發展應該成為氣象防雷技術工作進化的一大根本。

2.2 合理運用遙測信號線技術

當前氣象站能夠實現溫濕度、雨量、風向的數據采集與測量，基于氣象要素變化來遙測各種氣象信號，再通過遙測信號傳輸線來滿足專用信號箱信號傳輸技術要求，實現信號數據匯總。這里就要求強化采集箱接口電路的防雷擊功能，避免系統由于長信號線纜可能帶來的雷電干擾。在這里，要避免將電涌保護器設置于遙測信號線纜中，同時做到遙測信號線與連接信號箱、觀測地網之間的有效連接，保證信號箱接地安全可靠性的提高。在這里，可以采用金屬線槽來屏蔽輸出線，保證輸出線尾端與工作地網相互連接，做到對兩端接地線穩固性的提升。再一點，要對遙測信號侵入雷電波幅值進行測量，始終將幅值控制于采集箱接口電路允許范圍水平，這樣也能保護設備不被雷擊所破壞。

在氣象防雷過程中還要采用到通信線路，利用銅芯線配合（穿過）金屬線槽來埋設底線，屏蔽金屬線槽兩端位置，基于此來設置信號電涌保護器，這樣能有效避免外界雷電通過通信線路入侵氣象站內部系統。在指標設定方面，要保證信號電涌保護器的通流容量在5kA，工作電壓在170V，響應時間控制在10s以內，且要求損耗維持在1dB以內，所選擇接口方式應該以RJ11為主[2]。

2.3 SPD智能防雷系統技術

2.3.1 SPD智能防雷系統概述

SPD智能防雷系統能夠精確檢測雷電，是目前氣象站的主要氣象防雷檢測技術，它合理利用到了氣象站中各個設備的接地與屏蔽特性，有效控制防雷裝置中接閃器技術操作過程。但是，SPD系統也會出現異常，異常狀態下它的防雷作用會消失，所以此時SPD系統本身就會成為氣象站的防雷隱患，需要對其技術進行明確強化，實現基于SPD系統的綜合化防雷。

2.3.2 SPD系統綜合防雷技術的級間配合優化

SPD的綜合防雷級間配合優化主要遵循三級防雷標準，如圖1。

所謂三級防雷它的第一級為SPD釋放絕大部分雷電能量，而第二、第三級則有所減少，但都擁有雷電能量釋放效果。在該體系中，級間SPD中的動作是相互影響的，所以它的級間SPD配合非常關鍵，為了實現系統功能優化，需要對綜合防雷SPD智能系統的級間配合進行以下兩點優化。

第一，要確保SPD的級間距離足夠，如果量SPD之間存在足夠的線路距離，可采用線路自然電感所用有的阻滯作用效果來優化系統，保證后級SPD電流小于前級SPD，這樣能夠保證級間同流容量的有效配合。

第二，解耦器補償線路存在自然電感，如果氣象站規模較小，SPD可能沒有充足的作用距離，所以應該選擇在SPD線路中安裝解耦器，以達到補償自然電感不足的問題[3]。

3 其它設備管理工作要點

除技術管理之外，也要做到設備管理工作優化，從人和業務的角度來凸顯工作要點。

首先從人的角度來看，若要保證氣象防雷系統的科學有效安裝，就必須保證技術人員工作能力到位。應該定期在氣象站內部舉辦慕課學習、專家技術培訓以及氣象站單位之間工作業務交流，從設備管理工作技能優化與經驗交流等方面來實現氣象站技術工作人員的業務水平提高，幫助他們掌握相對全面的雷電災害知識與正確防護措施，持續提高氣象防雷技術的安全穩定性與高效性。

其次要做好氣象防雷管理工作，有效拓展防雷業務。例如及時為氣象站添加防雷設備，專門設置各種專屬性較強的防雷電災害裝置及檢測設備。做到明確相關技術操作流程的基礎上來調整防雷工作部署，從軟硬件兩方面來實現設備管理技術突破，提高技術人員防雷意識[4]。

4 總結

目前我國氣象站氣象防雷技術工作還正處于發展摸索階段，在許多工作內容優化與技術革新上還依然存在缺陷。本文所提出的若干技術希望實現氣象站氣象防雷智能系統的硬件革新和軟件思想進步，為氣象站更為社會提供相對安全有保障的用電環境，提高氣象站運營的社會效益。

參考文獻：

[1]張曉軍，魏亦菲.氣象防雷技術工作要點分析[J].信息技術與信息化，2015（8）：156-157.

[2]曾山佰，肖穩安，吳珂等.防雷設計中SPD級間配合探討[J].建筑電氣，2015（1）：50-54.

[3]丁邦俊.SPD在綜合防雷中的應用[J].鎮江高專學報，2004，17（2）：69-71.

[4]陳揚，丁小平.現代建筑物綜合防雷[J].江蘇建筑，2003（4）：61-63.