作者簡(jiǎn)介：李振剛（1969-），男，漢族，大專學(xué)歷，大氣探測(cè)工程師，從事地面氣象觀測(cè)。

摘?要： 本文首先簡(jiǎn)述了自動(dòng)氣象站及其存在的雷擊安全隱患，后分析了自動(dòng)氣象站雷電災(zāi)害防御工作中存在的問題，并提出切實(shí)可行的處理應(yīng)對(duì)措施，僅供參考。

關(guān)鍵詞： 自動(dòng)氣象站;雷電災(zāi)害;安全;防御

【中圖分類號(hào)】P415.1+2?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【文章編號(hào)】1674-3733（2020）03-0144-01

1?自動(dòng)氣象站概述及其存在的雷擊安全隱患

1.1?自動(dòng)氣象站概述。自動(dòng)氣象站是一種自動(dòng)觀測(cè)與存儲(chǔ)溫度、濕度、雨量、風(fēng)向風(fēng)速等氣象觀測(cè)要素?cái)?shù)據(jù)的一種氣象設(shè)備，主要由軟件與硬件兩大部分組成。軟件主要包括采集軟件與業(yè)務(wù)軟件兩大部分，而硬件主要包括系統(tǒng)電源、通信、采集器、傳感器與外圍設(shè)備等多項(xiàng)組成部分。自動(dòng)氣象站各個(gè)部分均是不可或缺的，其中計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)處理傳輸數(shù)據(jù)，采集器負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，通訊系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。每個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的安全都會(huì)直接影響到自動(dòng)氣象站的運(yùn)行狀態(tài)。因此，必須做好自動(dòng)氣象站雷電防御工作，以保障各設(shè)備與系統(tǒng)均能夠安全、正常運(yùn)行。

1.2?自動(dòng)氣象站存在的雷擊安全隱患

1.2.1?室內(nèi)設(shè)備存在的雷擊安全隱患

自動(dòng)氣象站室內(nèi)設(shè)備主要包括計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)（光纖模塊）等，與室外自動(dòng)站設(shè)備相比，室內(nèi)自動(dòng)站設(shè)備更容易遭受雷電災(zāi)害的襲擊，進(jìn)而導(dǎo)致室內(nèi)設(shè)備存在著巨大的雷擊安全隱患。通常情況下，雷電災(zāi)害發(fā)生時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生電磁脈沖進(jìn)而對(duì)室內(nèi)電子線路造成一定程度的破壞，也可以對(duì)電源線路造成電擊破壞，最終導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)發(fā)生故障。另外，若接地設(shè)備無法規(guī)范設(shè)備，則雷電發(fā)生時(shí)極易導(dǎo)致電子設(shè)備之間產(chǎn)生電位差，進(jìn)而損壞室內(nèi)設(shè)備，并對(duì)自動(dòng)氣象站系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

1.2.2?室外設(shè)備存在的雷擊安全隱患

自動(dòng)氣象站室外設(shè)備主要包括主采集器，溫濕分采集器，地溫分采集器，雨量傳感器，氣壓傳感器，溫濕度傳感器、地溫傳感器與風(fēng)向風(fēng)速傳感器等，由于采集器，傳感器具有較強(qiáng)的敏感性，且安裝在室外，因此導(dǎo)致雷擊風(fēng)險(xiǎn)較大。室外設(shè)備的雷擊安全隱患主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①由于室外環(huán)境空曠，不會(huì)受到建筑物、樹木等高大建筑物的遮擋，再加上傳感器探頭為金屬材料所制，因此極易遭受雷電災(zāi)害的襲擊;②風(fēng)向風(fēng)速傳感器遭受雷擊的概率最高，一旦遭受雷擊，將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁波，并沿著電纜線到達(dá)采集器，威脅采集器;③雷電災(zāi)害發(fā)生時(shí)，避雷針在接收雷電的瞬間往往會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁場(chǎng)及較高的電位，此時(shí)強(qiáng)烈的電磁場(chǎng)有可能會(huì)在瞬間擊中感應(yīng)器，使相關(guān)設(shè)備遭受損壞，或者較高的電位也會(huì)直接擊中感應(yīng)器的探頭而將其損壞。

2?自動(dòng)氣象站雷電防御工作中存在的問題

2.1?接閃桿的保護(hù)范圍不合格

自動(dòng)氣象站應(yīng)當(dāng)安排專業(yè)人員對(duì)防雷裝置進(jìn)行安裝，在安裝之前首先使用對(duì)接閃桿在觀測(cè)場(chǎng)地的保護(hù)范圍進(jìn)行計(jì)算，以防止自動(dòng)氣象站觀測(cè)儀器設(shè)備遭受雷電的襲擊。但是在實(shí)際的雷電防御工作中，在安裝防雷設(shè)備時(shí)并未安排專業(yè)的防雷設(shè)計(jì)工作人員，未能科學(xué)計(jì)算接閃桿的保護(hù)范圍，導(dǎo)致部分氣象觀測(cè)儀器設(shè)備未位于接閃桿的有效保護(hù)范圍之內(nèi)。既導(dǎo)致接閃桿的作用無法得到充分發(fā)揮，還導(dǎo)致雷擊風(fēng)險(xiǎn)概率大大增加。

2.2?接閃帶與接閃網(wǎng)安裝問題

在自動(dòng)氣象站上安裝接閃帶、接閃網(wǎng)等設(shè)備以期能夠較好地起到防雷保護(hù)作用。然而無法采取合理的方式安裝接閃帶與接閃網(wǎng)，必將會(huì)對(duì)其防雷效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。目前，在實(shí)際工作中，部分防雷工作人員并未嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求對(duì)接閃帶、接閃網(wǎng)等設(shè)備進(jìn)行規(guī)范安裝，進(jìn)而對(duì)防雷設(shè)備的功能與效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2.3?風(fēng)速風(fēng)向信號(hào)線與引下線的布設(shè)不夠規(guī)范

通常情況下，大多數(shù)自動(dòng)氣象站為追求外觀美觀，在安裝接收信號(hào)線時(shí)往往將其與接閃桿下線相互交叉或并行，這一安裝方式不符合建筑物防雷設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要是由于風(fēng)向信號(hào)當(dāng)中使用的電纜往往帶有屏蔽層。當(dāng)雷擊現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，電纜往往會(huì)屏蔽處理雷擊產(chǎn)生的電磁脈沖，此時(shí)信號(hào)線上維持較高的感應(yīng)電壓，然而，采集器元件卻無法承受信號(hào)線中的高壓，進(jìn)而導(dǎo)致采集器無法正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)損壞采集器。

3?做好自動(dòng)氣象站雷電防御工作的若干思考

3.1?合理安裝接閃桿

接閃桿在自動(dòng)站防雷保護(hù)中發(fā)揮著不可替代的防雷防閃作用，為有效保護(hù)傳輸線及風(fēng)傳感器，應(yīng)當(dāng)對(duì)其采用獨(dú)立安裝施工方式，以盡可能減少或避免雷擊對(duì)傳感器造成的影響及危害。通常情況下應(yīng)當(dāng)將接閃桿安裝在整改之后的防雷器上，最適宜的安裝距離在16m左右。為確保接閃桿的避雷作用得到充分發(fā)揮，同時(shí)又不會(huì)對(duì)金屬管產(chǎn)生一定程度的影響，應(yīng)當(dāng)保證兩者同時(shí)存在且電位應(yīng)當(dāng)保持一致。因此，在安裝接閃桿時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先使用滾球法測(cè)算接閃桿的有效保護(hù)范圍，使自動(dòng)站系統(tǒng)與各氣象觀測(cè)儀器設(shè)備均位于接閃桿的有效保護(hù)范圍之內(nèi)，以保證自動(dòng)站系統(tǒng)與各氣象觀測(cè)儀器設(shè)備的安全性。

3.2?對(duì)信號(hào)線與防雷引下線進(jìn)行合理設(shè)置

傳感器作為自動(dòng)氣象站系統(tǒng)的重要組成部分，在正常開展地面氣象業(yè)務(wù)中發(fā)揮著重要作用，因此合理選擇與設(shè)置信號(hào)線非常重要。通常情況下，所選取的信號(hào)線外皮應(yīng)當(dāng)具備金屬屏蔽功能，另外外套PVC套管最為適宜。此外，引下線應(yīng)當(dāng)選用避雷針引下線，在安裝避雷針引下線與電源線、信號(hào)線時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行分管引入，嚴(yán)禁并管操作，以防止引下線上的雷電流對(duì)信號(hào)線與電源線發(fā)生反擊，而且在引入引下線時(shí)還應(yīng)當(dāng)正確安裝接閃器。

3.3?做好接地防護(hù)工作

要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)氣象站對(duì)雷擊承受能力的顯著增強(qiáng)，做好接地防護(hù)工作必不可少。有效的接地防護(hù)工作能夠及時(shí)將雷擊產(chǎn)生的雷電流引入大地，不僅能夠有效降低雷電對(duì)自動(dòng)氣象站造成的影響及危害，還能保障自動(dòng)站系統(tǒng)與各儀器設(shè)備的安全性。通常情況下，應(yīng)當(dāng)以弱電子設(shè)備的特點(diǎn)為依據(jù)合理設(shè)置防雷標(biāo)準(zhǔn)，用地網(wǎng)環(huán)繞觀測(cè)地一周，之后再沿著管道安裝接地體，而且在安裝接地體時(shí)還應(yīng)當(dāng)預(yù)留部分接地端子。接地防護(hù)工作當(dāng)中接地電阻應(yīng)當(dāng)位于4Ω以下，若電阻較大應(yīng)當(dāng)使用降阻措施以減小電阻，之后將自動(dòng)氣象站內(nèi)部的所有防雷設(shè)施進(jìn)行接地處理，以大大降低雷電對(duì)自動(dòng)氣象站造成的影響及危害，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雷電防御效果的顯著提升。

參考文獻(xiàn)

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