自动气象站雷电防御工作措施分析

自动气象站雷电防御工作措施分析

荣庆华

（辽宁华云检测有限公司辽宁省本溪市117000）

摘要：做好自动气象站雷电防御工作，可以有效保证气象数据采集、处理、上传等各项工作的顺利进行，确保自动站运行的安全和正常。下面文章就自动气象站雷电防御工作中存在的雷击隐患和相关问题进行详细分析，探讨自动气象站雷电防御工作加强的措施，内容如下。

关键词：自动气象站；雷电防御；问题；措施

自动气象站各系统设备的正常运行，可以有效保证自动站数据采集、计算机处理等综合设施的正常和安全运行。而在雨季来临时，如果没有做好雷电防御措施，自动站的传感器、相关设备及计算机等均会受到雷击破坏，导致自动站不能正常工作。

1自动气象站介绍及存在的雷击隐患分析

1.1自动气象站介绍

自动气象站的正常运行需要一个综合电子设备系统，正常的运行下需要计算机处理系统、数据采集器以及风向风速、温度、湿度、地湿、雨量等气象传感器的相互配合，每个构建都是重要组成部分，数据的处理采用计算机，数据的接收采用自动采集器，通过通讯系统进行数据传输、保存。在整个运行系统中在室内安装的有数据采集器和计算机系统，在室外安装的系统设备包括各个气象要素的传感器。每个设备的安全都会影响自动气象站的正常运行，因此需要加强对自动气象站雷电防御工作的重视，以确保自动站设备的安全和系统的正常运行。

1.2自动气象站存在的雷击隐患分析

1.2.1室内设备的雷击隐患分析

计算机处理系统、数据采集器和气压感应器等都是自动气象站的主要室内设备，对比室外自动站设备来说，室内设备的安装更容易遭受雷电破坏。雷电对室内设备的破坏是通过电磁脉冲对采集器传感线路的作用而产生的，也可能对电源线路造成电击破坏，从而导致计算机系统或采集器产生故障，或造成整个自动站运行瘫痪的情况发生。雷电还可以通过接地设置的不规范导致电子设备出现电位差异，而对室内设备造成雷击破坏，影响自动站系统正常运行。

1.2.2室外设备的雷击隐患分析

风向风速、地温和温湿度等气象要素传感器是自动气象站的室外主要设备，传感器的敏感性很强，又处于室外环境，所以加大了雷电电击的概率。主要存在的雷击隐患包括三点，首先室外环境空矿，无树木、建筑遮挡，加之传感器探头为金属，容易受到雷电电击；其次，风向风速传感器在各气象要素传感器中易受雷击迫害中的几率最大，若其受到雷击，雷电产生的电磁波会通过电缆线传输至室内，导致室内设备受雷击迫害；再者就是当遭受雷电时，自动站观测场地设置的避雷针在接收雷电的一瞬会出现高电位和强大电磁场，这种情况下高强度电磁场有瞬间恰巧雷击感应器的可能，导致设备遭受迫害，或者高电位对击感应器探头造成设备受损。

2自动气象站雷电防御工作中存在的问题分析

2.1观测场地避雷针的保护范围不合格

自动气象站在设置避雷针时，应该将避雷针的防雷作用覆盖整个观测场，也就是要保证所有的设备均在避雷针防护范围。但是，很多情况下，存在自动站观测场地内的设备未全部在避雷针防护范围内的问题，这使得自动站有些设备易受到雷电电击的情况，造成设备受雷电迫害率高，影响自动气象站正常运行的情况。出现了不合格的避雷针设置，必须要加强整改，要想保证自动站设备整体在避雷针防护范围内，需要请具备专业能力的避雷针范围测量、计算人员进行观测场地是否在避雷针防护范围的研究。

2.2避雷网、避雷带的不合理安装

在自动站防雷设置的安装中，避雷带的作用是有效预防直击雷的破坏，而实际在避雷带的铺设中，存在避雷带铺设不合理的问题，严重影响了它的防雷效果。因为在选择防雷网格中，没有根据防雷等级正确、有效的选择具备一定规格的防雷网，从而出现了防雷带铺设后防雷效果不佳的情况，导致自动气象站雷电防御工作出现问题，影响设备的安全运行。

2.3通讯系统没有安装避雷装置

避雷装置的设置和安装，可以有效接收雷电击后产生的雷电流并将其扩大，同时待断路器准备工作前将雷电流迅速泄放，保护了电路和用电设备。但自动站在电路通讯系统中存在不按照规定安装避雷装置的问题，这样当雷击时没有避雷装置的保护将雷电流泄放，会导致通讯系统设备遭受电击而发生故障或发生电路通电危险，不仅造成自动站不能正常运行的情况，对工作人员的安全也会造成威胁，增加了危险事故发生的几率。所以，要加强对通讯系统避雷装置安装的重视。

2.4风杆上避雷针、引下线与风向风速信号线的布设不够规范

自动气象站在引下线与风向风速信号线等设置时有相关规范要求，但很多自动站为了体现信号线的布设规整和美观，在设置避雷针、引线下及风向风速信号线时未安照规范要求设置，而是进行了并行设置，这样存在危险性。风向风速信号线电缆外皮都有一层屏蔽层，与引下线并行引下后，当雷电击设，避雷针接收雷电后由于屏蔽层的干扰会造成电磁脉冲产生，这种高压作用下会影响采集器的功能，导致其遭受破坏或不能正常运行。

3自动气象站雷电防御工作的措施

3.1单独安装避雷针

避雷针在自动气象站防雷保护中可起到显著防雷防闪作用，为了更有效的对传输线、风传感器等进行保护，需要加强对单独避雷针的设置和安装。一般在整改后的防雷器上方进行避雷针的安装，安装的距离在16米为最合适。在自动站观测场中为了能够既起到有效的避雷作用，又不影响一些金属管的存在，确保二者同时等电位并存，所以在避雷针的设置和连接中，需要采用滚球法对避雷针防护范围进行有效性的测算，这样可以有效保证整个观测场的各个自动站系统和设施都能够在避雷针的防雷电保护下进行正常运行，避免不在避雷针防护范围内而出现的雷电击破坏。

3.2合理设置信号线和引下线

在选择传感器的信号线时必须要注意，信号线缆要带有金属管的接地装置，在自动站系统中，传感器是一项重要组成部分，所以信号线的选取很重要，信号线外皮需要具有金属屏蔽功能，以具备金属屏蔽层的PVC套管为最好。引下线的选择利用避雷针引下线，在信号线、电源线以及引下线穿管中，需要将电源线、信号线和引下线分管引入，不可并管操作，这样可以有效防止引下线出现雷电流时对信号线等造成的反击情况，同时引下线引入时需要进行接闪器的安装。

3.3做好接地防护

接地防护工作做好，可以有效将直击雷或感应雷等的雷电流通过接地装置传入整个大地。接地工作实施中按照自动气象站各电子设备中较弱电子为根据，防雷电阻的设置需要在4Ω以下。若按照管线的布线分布为根据，接地工作时需要将地网以观测场地为环绕依据绕其一圈，然后经管道接地并将接地端子预留好，进行电阻降低处理，需要降低在4Ω以下，如果未能将电阻降至4Ω以下，可利用降阻对策进行降阻，操作完毕后将所有的自动站内部防雷设施全部进行接地操作，通过接地处理来加强雷电预防效果。

4结束语

做好雷电防御工作，可以避免自动气象站遭受雷击、雷击电磁脉冲等的危害，预防雷电对自动站系统、设施等正常运行造成的影响，同时避免其危机工作人员的生命安全，保证人与自动站系统的安全和正常运行。

参考文献

[1]郭彬.做好自动气象站雷电防御工作的思考[J].南方农业，2015（30）.

[2]朱旭虹.自动气象站雷电防御工作的探讨[J].科技风，2013（12）.

[3]张娜娜，张洁新，张红军.自动气象站观测场防雷常见问题及安全防护[J].农业与技术，2015（18）.

[4]李荣迪，潘田凤.新型自动气象站防雷设计探讨[J].农业与技术，2015（20）.

[5]吴明江，牛萍.自动气象站雷电防护分析与探讨[J].气象水文海洋仪器，2010（2）.