自动气象站遭受雷击的途径及防护措施.docx

自动气象站遭受雷击的途径及防护措施摘要自动气象站在气象资料的获取过程中发挥着重要作用其安全防护至关重要。该文介绍自动气象站遭受雷击的主要途径并据此提出相应的防护措施以为自动气象站的防雷工作提供参考。关键词自动气象站；雷击；途径；防护措施中图分类号P414文献标识码A文章编号1007-5739（2014）08-0218-01自动气象站是一种能自动收集、处理、存储及传输气象信息的装备其已经成为地面大气探测的重要的组成部分。随着气象事业的快速发展自动气象站得到了越来越广泛的应用逐渐成为获取气象资料的主体设备。目前抚顺市已建成自动气象站85个覆盖所有乡镇提高了天气的监测、预测能力为天气预报、气候预测、城市环境气象、气象灾害决策服务及人工影响天气方面提供了更及时、准确、有效的地面气象观测资料。因此自动气象站的安全防护至关重要。雷电是一种常见的自然现象具有一定的破坏性。自动气象站多建立在空旷地带主要由传感器、数据采集器、系统电源、通讯接口等组成其所处的地理环境和自身的设备特点使其容易遭受雷击而一旦遭受雷击气象数据的采集与传输必然会受到严重的影响甚至造成数据的缺失进而严重影响气象服务工作因此做好自动气象站雷电防护意义重大。1自动气象站遭受雷击的主要途径一是直接击中自动气象站的仪器设备击中瞬间即可产生高电压形成火花放电并转化为机械能和热能使自动气象站的仪器设备遭到破坏；二是由于接地技术或等电位处理不当使电荷无法导入大地电位得以抬升形成的高电压反击到设备上造成损坏；三是雷击放电时其周围瞬间产生强大的变化电磁场处在该电磁场中的设备和传输线路会感应出较大的电动势进而造成电子设备的损坏；四是雷电击中与自动气象站相连接的电源线、数据线等导体导致电压波和电流波向导体两端传播从而造成自动气象站设备的损坏[1]。2防护措施针对上述几种雷击途径自动气象站的防雷措施应该包括外部防雷和内部防雷即不仅要考虑防直击雷还要考虑防雷电感应和雷电波侵入[2-4]。2.1外部防雷措施自动气象站的外部防雷设计应根据当地年平均雷暴日数及本身年预计雷击次数等资料按照《建筑物防雷设计规范（GB50057-2010）》《气象台（站）防雷技术规范（QX4-2000）》《自动气象站场室防雷技术规范（QX30-2004）》的要求进行。观测场的仪器设备可将接闪器安装在风杆上引下线沿风杆拉线入地并与观测场地网做可靠电气连接[5]雨量计、低温变送器等其他仪器设备的金属外壳应就近与观测场地网电气连接[3]；值班室可在建筑物上安装接闪杆、接闪带、接闪网等防直击雷。2.2内部防雷措施2.2.1信号、数据线路的防护。进户前应将电话线、网络线等信号线穿金属管道埋地铺设金属管道两端要注意接地。在各级防雷区的过渡地带要安装信号SPDSPD的接地线长度应需要强调的是供电线、信号线、数据线、接地线等应分开敷设于不同的线槽中并进行屏蔽、接地、均压、等电位连接等处理且它们的间距应符合《建筑物与建筑群综合布线系统工程设计规范（GB/T50311-2000）》以避免相互干扰[1]。2.2.2电源系统保护。为防止雷电波侵入造成电源系统及相关设备损坏自动气象站设备最好能单独专线供电采用TN-S或TN-C-S系统供电方式进行多级防雷保护[1]。SPD之间安装距离要>20m以补偿电源SPD之间的响应时间。传感器、采集器电源要穿管埋地敷设金属管两端可靠接地埋地长度≥15m如果采用太阳能供电则可以忽略这些。2.3接地系统防雷的基础是接地可将其分为保护性接地和功能性接地。自动气象站的接地必须做到连线坚固、地网可靠、泄流通畅。接地网的设计要兼顾其所用材料规格、地网面积及当地的土壤电阻率。自动气象站的接地系统应采用共同地网单点接地方式接地电阻应不大于1Ω。如果冲击电阻达不到1Ω以下可采用降阻剂或改变土壤结构以及增加地桩等方法使其达到规定要求[2-5]。新建地网可用不小于50mm×50mm×5mm的镀锌角钢作垂直接地体长度为1.5～2.5m地桩间距3～5m用不小于40mm×4mm的镀锌扁钢做水平环形地网埋设深度应大于1m。2.4注意事项一是接闪器与风传感器要尽可能分开设置塔标管内置引下线向外引出与接地网连接。如果观测场地限制无法分开可以考虑加大接闪杆与风传感器的距离[4]；二是应将不同性质的线缆、接地线通过金属线槽分开铺设合理考虑电容性和电感性的影响；三是等电位接地板最好用铜质材料厚度至少大于3mm接地线尽量平直粗短[4]；四是观测场所有设备、仪器均应接入地网。3结语