自動站防雷工作中的問題分析及安全防護

賴明 錢啟榮

摘要：自動氣象站的應用極大提高了地面氣象觀測業務的規范性和數據的準確性，為氣象預報的準確性提供更為精準的數據，促進氣象事業的持續快速發展。因此，各級氣象部門對自動站安全、持續工作的重視程度不斷加強。為確保觀測數據的精確性，首先必須確保自動氣象站的正常運行，而對自動站防雷保護是自動站正常運行的重要前提。本文根據自動站易遭遇雷擊的原因，對自動站防雷工作中存在的問題進行分析，并提出幾點安全防護措施，對做好自動氣象站防雷工作有一定指導作用。

關鍵詞：自動站；防雷；安全防護

引言

隨著我國經濟水平高速發展，自動氣象站也如雨后春筍般快速普及。自動氣象站不僅能夠提高氣象觀測的質量，還能提高氣象觀測的準確程度。但是我國目前對自動氣象站的防雷工作認識程度不高、投入資源不多，或因為安裝地理位置和本身結構特點等原因，自動氣象站很容易受到雷電的損壞導致自動氣象站無法正常工作。所以認真分析自動氣象站防雷工作中的問題及探索應對措施勢在必行。

1、自動氣象站易遭受雷擊的原因

自動氣象站作為一種氣象觀測設備，是融合傳感器、數據采集及處理、數據通信等綜合技術為一體的電子設備，為各氣象要素觀測提供技術設備支撐。自動氣象站建設位置一般位于空曠、海拔高的地帶，作為微電子系統，傳感器分別位于不同防雷區，各種因素增加了雷擊風險系數，因此，對自動站進行防雷保護顯得十分重要。根據相關資料表示，自動氣象站的建設場地一般分為兩大類：一類是建設在原來的氣象觀測場地；另一類則是根據氣象站的需要，將觀測場所建立在其他地方，而這類氣象站則大多為單要素自動氣象站，其他少類的稱為多要素氣象站。首先對于建設在原觀測場所的自動氣象站來說，它的防雷系統主要是在原有的基礎上改建而成的，因為以前的人工觀測大多是屬于機械式的設備，抗壓的能力相對而言比較強，所以雷擊的現象不是很常見，也不會造成很嚴重的影響。而現在的這種氣象站就不一樣，它主要是靠電子設備組成，而電子類產品集成度較高，但能量小，抗壓能力也就弱，相對的就比較容易遭受雷擊了。在建設自動氣象站時，由于各方面考慮的不是很周全，導致在遇到暴雷時，很容易遭受到損害，影響到自動氣象站的正常運行。而對于那些不是氣象觀測場的自動氣象站，因為觀測的需要，大多氣象站都是建在屋頂和室外，具體的防雷措施也沒有，只有一根避雷針，這是遠遠不夠的，所以類似這種情況，也是很容易遭受到雷電的攻擊。

2、自動站防雷工作中存在的問題

2.1觀測場地避雷針的保護范圍不合格

自動氣象站在設置避雷針時，應該將避雷針的防雷作用覆蓋整個觀測場，也就是要保證所有的設備均在避雷針防護范圍。但是，很多情況下，存在自動站觀測場地內的設備未全部在避雷針防護范圍內的問題，這使得自動站有些設備易受雷擊，造成設備受雷電迫害率高，影響自動氣象站正常運行的情況。出現了這種不合格的避雷設置，必須要加強整改，要想保證自動站設備整體在避雷針防護范圍內，需要請具備專業能力的工作人員根據觀測場避雷設施的實際情況是否在避雷針防護范圍進行研究。

2.2風傳感器的鐵塔與避雷針存在混合安裝

風塔是觀測站的最高點，不僅能承載傳感器，還能發揮避雷接閃器的作用?；谙嚓P規范了解，發現獨立避雷針與接地裝置、建筑物、電纜都存在較大關系，期間的距離在3m以上。另外，風塔與避雷針之間也應當保持合適的距離，以避免遭受雷擊進而造成一定程度的損壞。

2.3風桿上避雷針引下線與觀測設備在場地網的接地點問題

原設計方案是按照電壓值相同、電位值相同的相關規定，保證電子儀器與全自動檢測體系的電壓電位供應正常，并構建一套觀測場內共用接地系統，其包括避雷針內線接地、金屬化設備體表接地、屏蔽化功能接地、保護化措施接地等一并接入觀測場的共用地網。但因為自動氣象站觀測措施設計不合理與接線人無法正確理解電位值等同概念和共用接地系統，并在實施過程中忽視觀測場地網的接地點與風桿上避雷針引下線的空間距離，易導致胡亂簡易地共用上述接地網絡，這也無法保證自動氣象站觀測系統正常運轉工作，同時也加大了自動氣象站觀測接地問題發生的風險幾率。所以針對相關設備擬定位置設計方案上，應盡量避免風桿上避雷針接閃通過地網泄放電流，減少對附近接地設備干擾現象的發生，同時采取相關文獻說明，即觀測設備在場地網的接地點與風桿上避雷針引下線之間的距離應大于10m。

2.4電源、部分通訊系統沒有安裝避雷器

在自動氣象站中的電源、部分通訊系統沒有安裝避雷器，當收到雷擊的時候，自動氣象站電路會直接承受，增加雷擊的破壞幾率。

3、自動站的安全防護對策

3.1合理設置并使用接地地網

必須要設置合理有效的接地網，合理使用、制作接地網。在地網的接入中，應依照自動氣象站的布局狀況及管道走向按照相關工程要求，將地網繞著整個觀測場一圈，同時沿著管道走向完成接地網的安裝，達到全部觀測系統設備及金屬管都能就近接地目的。信息采集箱上的靜電線也必須連接到接地網上，使氣象信息采集箱上的金屬固定件和采集箱金屬管三者有效地連接在一起，這樣就可以有效地形成等點位連接，并能夠使得金屬管座和地網形成一個完整有效的防雷措施；或者可以安裝避雷器，這主要是為了能夠更好地在處理緊急情況下可以使用電源避雷器，有效防止其他電子設備的損壞，進而可以確保自動氣象站的正常運行。

3.2承載風傳感器和避雷針的安裝

一般的話，可以采用風向感應器裝載到風塔上，這樣就可以在風塔中處于一個觀測最高的位置，風塔不僅可以承擔著風力及風向的作用，還可以起到一個充當現場直擊雷擊閃器，從更為通俗的意義上看，這是相當于一根避雷針。只有通過設置一系列的獨立避雷針支柱，才能夠使承接接地裝置保護自動氣象站。

3.3合理安裝浪涌避雷器

雷擊產生的過電壓將對自動站內部電子元件造成破壞，對自動氣象站加裝浪涌保護器SPD可以有效限制瞬間過電壓。自動氣象站低壓配電系統電源線上使用具有金屬外殼或帶絕緣套穿過金屬管引入氣象站室內，并對其兩端進行接地。若是對自動站架空線路防雷改造埋地引入時有困難，可將架空線路上的終端桿前第一、第二桿上的絕緣子鐵腳做接地處理，在終端桿上增設一組通流量不小于100KA的電源浪涌保護器。

結語：

為了能夠更好地做好自動氣象站的防雷工作，必須要加強對自動站防雷工作中存在的問題進行研究，深入分析其發生的原因，才能更好地提出有效的建議。另外，必須培養出具備良好專業素質的防雷工作人員，同時不斷提高自動氣象站工作人員的安全意識和責任意識。只有這樣，才能確保自動氣象站設施的安全運行，進一步推動天氣預測的準確性和可信度，更好地服務于社會經濟的發展。

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作者簡介：賴明（1967-），男，漢族，陜西省鎮坪人，中專學歷，助工，從事氣象工作。

（作者單位：陜西省安康市氣象局）