自動氣象站雷電防御存在問題與對策

梁開聰

摘要：雷電災害是一種具有較高破壞性并且十分常見的自然災害，對人們的人身安全有著較大的威脅，隨著技術的發展，為了降低人力監測較大的工作量以及存在的誤差，自動氣象站已經逐漸得到了普及，由于自動氣象監測技術的起步相對較晚，當前還存在一些技術和使用上的不足，降低了雷電防御的效率，為了有效加強雷電監測，降低雷電災害對自動氣象站運行造成的影響，需要對防雷技術逐漸進行完善。本文主要對自動氣象站雷電防御中存在的問提進行分析，為加強雷電防御提出策略。

關鍵詞：自動氣象站;雷電防御;災害預防

前言：隨著氣象監測技術的逐漸進步，當前自動化技術已經逐漸應用到雷電防御中，在雷電多發季節通過自動氣象氣象站對雷電天氣進行預警，有助于提前采取手段降低雷電帶來的破壞性。自動化氣象站主要依靠接閃桿對設備進行保護，然而由于保護的范圍有限，導致氣象站收受到雷擊的概率得不到顯著降低，對此需要針對氣象站設備運行特征對雷電防御機制進行完善。

1.自動氣象站雷電防御存在問題

1.1避雷設備安裝方面

當前自動氣象站主要依靠接閃帶或接閃網等避雷設備對雷電進行防御，然而在設置避雷設備的過程中普遍缺少合理規劃，導致避雷設備不能完全阻止雷擊對氣象站造成影響，嚴重影響到避雷設備發揮作用。此外一些氣象站的避雷設備安裝不符合相關標準，無法充分發揮其作用，也會降低避雷設備的應用價值。

氣象站的通訊設備往往面臨著較高的雷擊風險，當前自動氣象站通常會忽略避雷設備在通訊系統上的安裝，而有效安裝避雷器，能夠及時對電流進行泄調，在斷路器有動作前通過對雷擊通過的雷電流進行放大，對用電設備和電路進行保護，導致氣象站雷擊事故的主要原因就在于電路設備遭到雷擊，因此有必要在通訊設備上安裝避雷設備[1]。

1.2接閃桿方面

接閃桿在預防雷擊的范圍上相對較為有限，在安裝時普遍不能對其白虎范圍進行精確計算，設置接閃桿的原本目的在于對設備進行保護，然而缺少合理規劃會導致一些設備得不到保護，面臨著較高的雷擊風險，威脅到設備的正常運行。

1.3風向信號線布置方面

風向信號線在抵御雷擊時主要依靠屏蔽層度電磁脈沖進行屏蔽，需要在布置時對其進行精確計算，確保信號線上感應的高壓在采集器的承受范圍內，否則會導致設備的運行異常，然而當前在對風向信號進行布置時，出于美觀的目的通常會使用并行引下的方式，這一方式缺乏科學性，不利于有效避雷。

2.自動氣象站雷電防御對策

當前限制我國氣象監測自動化發展的主要原因，在于自動氣象站不能做到有效防雷，由于氣象站受到雷擊威脅較大，導致氣象站的穩定運行得不到保障，因此提高其雷電防御水平是促進氣象監測自動化發展的有效途徑，以下為提高自動氣象站雷電防御能力的具體措施：

2.1單獨設計避雷針

為了有效避免風傳感器和傳輸線受到接閃雷擊的影響，可以為其單獨設置避雷針，與設備和建筑之間保持一定距離，為避雷針提供單獨的低阻抗泄放通道，確保避雷針在工作時不會影響到其他設備的正常工作。隨后需要對防雷器進行整改，選擇16m避雷針為最佳，在設置避雷針時需要確保其和金屬管在氣象站共存，在電位連接后對保護范圍進行計算，主要采用滾球法計算，確保自動氣象站能夠完全處于避雷針的防護范圍內[2]。

2.2單獨安裝接閃桿

為了降低傳感器受到雷擊的影響，可以采取單獨安裝接閃桿的形式，首先需要對防雷器進行整改，隨后將接閃桿安裝在16m的高度上，為了確保觀測場地能夠完全受到接閃桿的保護，需要對接閃桿的防雷范圍進行科學計算。

2.3合理設置信號線及引下線

自動氣象站在布置信號線纜時要求較高，在金屬管的選擇上需要以能夠接地的類型為主，并且需要具有PVC套管為其提供金屬屏蔽功能。為了充分提高雷電防御能力，需要充分避免使用并管引入的形式，應該利用分管穿行的形式，提高防雷設備的科學性，降低電源或信號線受到引下線雷電流的影響。

3.進一步提升自動氣象站雷電防御能力的策略

3.1提升接地防護工作有效性

接地防護是提高自動氣象站雷電防御的主要工作，決定著氣象站能夠承受雷擊的強度，通過對接地防護進行科學規劃，確保將雷電流有效導入大地中，能夠有效降低監測設備受到感應雷和直擊雷的影響。在設置接地防護設備時需要嚴格遵守相關安裝標準，這一標準的制定通常以弱電子設備的特性決定。在接地防護工作中首先需要在觀測地周圍布置地網進行圍繞，并將接地體設置在管道中，在設置時需要為接地端子保留出足夠的空間，將電阻降低到4歐姆，如果達不到這一標準可以采用一些降阻措施。將地網設置在觀測地周圍能夠有效避免對觀測設備產生干擾。在完成接地設備的布置后，可以將防雷裝置連接上去，能夠有效避免自動氣象站遭遇雷擊，影響其正常運行。

3.2合理處理觀測任務

雷電災害通常伴隨著較為惡劣的自然氣候，例如強降水、大風甚至冰雹，復雜的氣候環境為氣象觀測帶來了一定的難度，為了提高觀測的準確性，氣象站可以安排不同的人員進行不同分工，例如在冰雹天氣下，可以安排一部分人員對冰雹情況進行測量，明確冰雹的直徑等信息，對冰雹造成的影響進行判斷，并安排專門人員對雷電情況進行觀測，這樣能夠避免任務繁雜導致觀測出現誤差，確保收集到的數據資料具有較高準確性，根據精確的數據采取合適手段進行防雷，能夠有效減少雷電對氣象站造成的影響，降低氣象站遭受雷擊的風險[3]。

結論：綜上所述，隨著經濟建設下對生態環境造成了較大影響，近年來極端天氣災害的威脅正常逐漸擴大，其中雷電災害是較為常見的氣象災害，為了降低雷電災害帶來的破壞性，自動化雷電監測手段逐漸得到了普及，然而由于在自動氣象站運行過程中存在一些問題限制了氣象監測的自動化發展，需要氣象站在建設的過程中對防雷設備進行合理規劃，單獨設置接閃桿，對信號線、引下線等進行科學規劃，并且做好接地防護工作，對觀測人員進行合理配置，能夠有效降低雷擊對氣象站產生的威脅。

參考文獻：

[1]羅俊偉，王建民.自動氣象站雷電防護技術探析[J].農村實用技術，2020（05）：144.

[2]竺贏，朱文博.新型自動氣象站遭受雷擊的原因分析及防雷保護措施[J].農家參謀，2020（07）：85.

[3]朝魯.新型自動氣象站雷電災害的原因分析及安全防護[J].湖北農機化，2019（20）：77.