李錦順，劉 洋，張 勁

（吉林省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心，吉林 吉林 130062）

隨著現(xiàn)代氣象技術(shù)的飛速發(fā)展，許多先進(jìn)的設(shè)備已在我國(guó)的氣象臺(tái)上得到了廣泛的應(yīng)用。觀測(cè)設(shè)備的功能改進(jìn)，提高了氣象觀測(cè)的質(zhì)量。在技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)設(shè)備進(jìn)步的過(guò)程中，氣象觀測(cè)設(shè)備承受電擊的能力逐漸成為其正常運(yùn)行的關(guān)鍵前提。然而，在傳統(tǒng)的氣象觀測(cè)工作中，需要提高氣象觀測(cè)設(shè)備的抗沖擊能力。一方面，發(fā)生雷電災(zāi)害時(shí)，觀測(cè)設(shè)備容易損壞；另一方面，不利于氣象觀測(cè)的持續(xù)和設(shè)備的高效運(yùn)行。為了避免雷電損壞氣象站設(shè)備，氣象站有必要對(duì)氣象設(shè)備進(jìn)行防雷管理，提高防雷質(zhì)量。

1 雷電給氣象觀測(cè)設(shè)備帶來(lái)的主要危害

如今，我國(guó)各個(gè)地區(qū)氣象臺(tái)站均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)觀測(cè)模式，觀測(cè)場(chǎng)均布設(shè)了新型氣象觀測(cè)設(shè)備。為了確保氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，許多氣象觀測(cè)設(shè)備布設(shè)在相對(duì)空曠或者較高的位置，再加上氣象觀測(cè)儀器設(shè)備抗雷擊能力比較薄弱，一旦發(fā)生雷電災(zāi)害，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致氣象臺(tái)站觀測(cè)設(shè)備受到損害，給氣象臺(tái)站帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)雷電給氣象觀測(cè)設(shè)備造成的危害主要包括以下幾點(diǎn)：第一，直接雷擊造成的危害，即雷電直接擊中氣象臺(tái)的某些設(shè)備，使得氣象臺(tái)中的觀測(cè)設(shè)備出現(xiàn)損壞，氣象站無(wú)法正常運(yùn)行，給氣象站造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。第二，雷電感應(yīng)造成的危害。雷電形成的電磁脈沖耦合到氣象臺(tái)站觀測(cè)儀器設(shè)備和線路,在氣象觀測(cè)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中會(huì)形成較強(qiáng)的感應(yīng)雷電流。假如電流超出氣象臺(tái)所用設(shè)備的承受能力則導(dǎo)致設(shè)備被燒毀。第三，線路連接危害。氣象臺(tái)站觀測(cè)設(shè)備大都位于戶外，氣象觀測(cè)設(shè)備憑借線路連接到外部金屬管或高架鐵塔。所以，線路連接問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致氣象觀測(cè)站被雷擊中，影響觀測(cè)設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。

2 氣象觀測(cè)設(shè)備受到雷擊的原因

盡管現(xiàn)有的技術(shù)手段不能完全避免雷電災(zāi)害對(duì)設(shè)備的損害，但通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)優(yōu)化，可以有效地減少雷電事故的發(fā)生。因此，根據(jù)氣象觀測(cè)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程，分析氣象觀測(cè)設(shè)備引起雷擊的主要原因并合理解決十分重要。

2.1 防雷裝置設(shè)計(jì)不科學(xué)

在日常氣象環(huán)境的觀測(cè)過(guò)程中，觀測(cè)設(shè)備一般會(huì)使用防雷裝置對(duì)雷電進(jìn)行預(yù)防并引導(dǎo)，防止雷電對(duì)觀測(cè)建筑或者相關(guān)觀測(cè)設(shè)備造成損壞。然而，由于在安裝防雷裝置的過(guò)程中，防雷裝置沒(méi)有明顯的狀態(tài)顯示信號(hào)，很容易忽略防雷裝置的狀態(tài)，導(dǎo)致防雷裝置出現(xiàn)損壞或發(fā)生故障而工作人員長(zhǎng)時(shí)間未能發(fā)現(xiàn)。同時(shí)，由于防雷設(shè)備接地設(shè)計(jì)不合理，造成大部分氣象臺(tái)站會(huì)將接地線連接到防雷板的固定螺栓孔上，導(dǎo)致集電極保護(hù)避雷板接地端沒(méi)有采取安全保護(hù)措施，采集器受到雷擊而損害或報(bào)廢。

2.2 防雷設(shè)備安裝錯(cuò)誤

工作人員在氣象觀測(cè)設(shè)備的安裝和使用過(guò)程中，因?yàn)閷?duì)氣象設(shè)備防雷的原理沒(méi)有正確的認(rèn)知，故而造成防雷設(shè)備安裝錯(cuò)誤，電纜屏蔽方法不正確，這些都是造成雷擊事故發(fā)生的主要原因。如果在安裝防雷設(shè)備時(shí)沒(méi)有按照技術(shù)要求根據(jù)電源線和信號(hào)線進(jìn)行分配，那么氣象臺(tái)站在接收各種傳輸數(shù)據(jù)和信號(hào)時(shí)就會(huì)受到雷擊，導(dǎo)致電流直接進(jìn)入設(shè)備并將其損壞。所以，應(yīng)該嚴(yán)格按照防雷技術(shù)要求，做好電源線和信號(hào)線的雷電防護(hù)及屏蔽工作。通常電源線和信號(hào)線是采用絕緣材料進(jìn)行屏蔽和等電位鏈接。

2.3 防雷措施不到位、不規(guī)范

部分氣象觀測(cè)站對(duì)于防雷工作的重視程度不足，在設(shè)備安裝前對(duì)防雷安全設(shè)計(jì)的可靠性沒(méi)有進(jìn)行深入的查驗(yàn)，防雷措施不到位、不規(guī)范的情況很多。同時(shí)，一部分工作人員在新增氣象觀測(cè)設(shè)備和設(shè)備改造時(shí)不重視設(shè)備的防雷安全工作，造成設(shè)備存在防雷安全隱患。

3 氣象觀測(cè)設(shè)備防雷關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 提升直擊雷的防護(hù)措施

直接雷擊是導(dǎo)致氣象觀測(cè)設(shè)備雷擊損壞的重要原因，設(shè)計(jì)和建設(shè)氣象觀測(cè)站時(shí)，必須嚴(yán)格按照建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范要求的二類防雷建筑要求進(jìn)行，對(duì)于所在環(huán)境雷暴天氣頻繁、條件惡劣的，建設(shè)氣象觀測(cè)站時(shí)應(yīng)該按照更高防雷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)。同時(shí)，應(yīng)該注意將直擊雷防護(hù)感應(yīng)裝置和閃電防護(hù)感應(yīng)接地裝置區(qū)別開(kāi)來(lái)，進(jìn)一步降低氣象觀測(cè)設(shè)備受到雷擊的損害。在布設(shè)觀測(cè)設(shè)備外部線時(shí)，接地電阻值應(yīng)該在4Ω 內(nèi)，并且要鋪設(shè)網(wǎng)格型接地線路，防止工作人員遭受跨步電壓的傷害。

3.2 對(duì)供電系統(tǒng)的防雷措施進(jìn)行合理安裝

因?yàn)闅庀笈_(tái)站供電系統(tǒng)發(fā)生雷擊災(zāi)害概率較大，所以做好供電系統(tǒng)的接地保護(hù)工作至關(guān)重要。首先，可以通過(guò)安裝適配的避雷器來(lái)保護(hù)供電系統(tǒng)，并且其接地電阻的阻值必須保證在4 Ω 以內(nèi)，同時(shí)要跟周圍的氣象設(shè)施設(shè)備保持安全距離。另外，需要屏蔽各種電源線和信號(hào)線，且線的兩端必須接地，以有效保障電涌不會(huì)入侵。其次，應(yīng)該對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保供電設(shè)備的穩(wěn)定性，以保障氣象觀測(cè)設(shè)備有穩(wěn)定的供電，一旦發(fā)現(xiàn)供電設(shè)備電壓出現(xiàn)波動(dòng)，應(yīng)該立即在配電箱處加裝穩(wěn)壓裝置，并進(jìn)行重復(fù)接地措施，以確保氣象觀測(cè)設(shè)備擁有良好且穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)場(chǎng)所。

3.3 供電系統(tǒng)直擊雷防護(hù)措施應(yīng)用

由于氣象臺(tái)的環(huán)境與市區(qū)不同，周圍地區(qū)較為空曠，因此，防雷的重點(diǎn)應(yīng)放在直接雷擊上。防雷接地裝置布置在氣象觀測(cè)站周圍，進(jìn)而可以形成一個(gè)獨(dú)立的接地網(wǎng)。有效減少直接雷擊對(duì)氣象臺(tái)設(shè)備的影響，提高氣象臺(tái)的整體防雷效果。在觀測(cè)臺(tái)站，防雷接地設(shè)施可以根據(jù)臺(tái)站實(shí)際情況形成網(wǎng)格型接地。接地電阻必須低于4 Ω 以下，以有效防止雷擊損壞設(shè)備。避免由接地設(shè)備本身對(duì)人體電壓造成損害，并提高整體防雷效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,氣象觀測(cè)自動(dòng)化操作的開(kāi)展，各類氣象觀測(cè)設(shè)備布設(shè)越來(lái)越廣泛，受到雷擊的概率也不斷增加。所以，為了有效降低雷電對(duì)氣象觀測(cè)設(shè)備的危害,最大限度地保障全部氣象觀測(cè)設(shè)備的安全，就需要加強(qiáng)氣象觀測(cè)設(shè)備的防雷減災(zāi)工作，要掌握雷電對(duì)氣象觀測(cè)設(shè)備的主要危害，并采取科學(xué)有效的雷電災(zāi)害防御技術(shù)措施，確保氣象臺(tái)站氣象觀測(cè)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。