关键词：自动气象站；雷电；危害性；防雷技术
引言
近年来，随着气象事业的快速发展和气象业务的现代化建设，各种新型自动气象站开始在全国各地广泛使用。自动气象站涉及到主控计算机、采集器、各类气象要素传感器，通信系统、电源系统等部分。通过这些电子设备与相关系统的协作，可以自动获取气压、雨量、风向、风速、温度等气象要素。但是，自动气象站的数据采集器、传感器等电子设备的绝缘强度通常比较低，并且存在电磁干扰敏感性差、过电耐受性差等问题，而且大多数自动气象站均处于空旷地带，因此雷击的风险特别大。假如自动气象站防雷保护措施不到位，则可能会因为雷电袭击而导致自动气象站观测仪器以及各类系统遭受不同程度的破坏，从而影响地面气象观测业务的安全、稳定开展。因此，本文主要结合自动气象站防雷保护实际情况，分析和讨论自动气象站的雷电防护工作要点以及防雷技术措施，尽量减少自动气象站的雷击事故的发生，以确保自动气象站的平稳运行。
1.雷电的危害性
1.1直击雷入侵
直接雷击主要指的是由带电云层用地面上某个点引起的较为强烈的放电现象。假如直接雷击到自动气象站并击中自动站内的观测仪器设备，势必会造成自动气象站的部分或全部电子信息系统遭受不同程度的损坏，这将会阻碍到自动气象站对气象要素数据的正常采集以及传输，严重情况下还会损坏仪器亦或者引发雷电安全事故。
1.2感应雷击
如果雷电活动出现于自动气象站上空区域，亦或者雷电击中周围的高层建筑或者突出物体，那么这个时候自动气象站的电源和通信线路经常会引起感应过电压，以及引入室内或观察场设备，这往往会造成自动气象站的传感器、采集器亦或别的观测仪器设备被雷击损坏。
1.3地电位反击
通常而言，若在自动气象站的接地点附近发生直接雷击，那么接地点所在位置的电势往往会在短时间内增加，且瞬时高电势会在自动气象站接地线的影响下引入电路中，所以电路中会产生强电流，进而使得电路组件被烧??毁。
2.自动气象站雷电防护工作要点
自动气象站的雷电防护是一个复杂的系统项目，在具体落实中需要相关专业知识。在自动气象站防雷设计时，不仅要充分考虑对直击雷的防御，而且还要考虑对雷电感应和雷电侵入的雷电防护。总的来说，自动气象站的防雷设计的时候应该做好下述工作：提前调查和研究自动气象站周围环境、地形、地貌、雷电灾害特征、观测仪器的安装及其他相关信息，要严格依据防雷相关标准和要求对自动气象站进行整体防雷工作，要遵循层层设防，逐级防护的原则，切实有效提升自动气象站的雷电防御水平。
3.自动气象站雷电保护技术措施
自动气象站防雷保护措施主要涵盖2部分：即外部雷电防护措施和内部雷电防护措施，其中外部雷电防护措施主要为了对直击雷进行防御，内部雷电防护措施重点是为了对感应雷电以及雷电入侵进行防御。
3.1外部雷电防护措施
对于自动气象站外部雷电防护措施，应该根据建筑物的功能性质、地方雷电灾害历年资料、地理区域环境等信息进行设计，并且严格遵守相关防雷标准的要求，例如《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）。结合自动气象站的实际情况以及防雷设计规范可知，自动气象站应按照二级防雷要求进行设计和施工。自动气象站的外部雷电防护措施主要包括三部分：接闪器、引下线与接地装置。
3.1.1接闪器
对于自动气象站的配电室、业务办公楼、值班室、计算机房以及门卫室等建筑物的接闪器，应采用避雷带（网）来完成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般可以选用Φ12mm镀锌圆钢制成的防雷（网）带，还需选用支撑夹去支撑它们。 它们之间的距离要求保持为1.0m左右。 避雷带（网）要求沿着屋角、屋脊、屋檐等极易被雷击的区域加以布设。 其中，屋面上的避雷带（网）形成的格栅通常要求≤10m×10m或≤12m×8m。 对于自动气象站观测场的接闪器，通常可以将风塔用作避雷针装置，其长度要求为11m。 另外，应该在自动气象站再设置1支接闪杆，以更好地保证自动气象站人员以及设备的安全，。
3.1.2引下线
自动气象站内各建筑物的钢筋都可以用于引下线。引下线的数量要求≥2根，并且必须沿建筑物外围进行均匀排列，它们相互之间的间距要求≤25m。风塔能够通过使用金属风杆来当引下线，可以将风塔直接连接到接地装置。
3.1.3接地装置
对于自动气象站建筑物的防雷接地体必须在地基中选用闭合条形钢筋来作为接地体，还应采取规格为40mm×4mm的镀锌扁钢。通常在自动气象站建筑物的对角区域至少为预留两处，便于和别的建筑物、观测场相互连接共同形成闭环，进而构建一个统一的地网。沿自动气象站观测场铺设成的闭合环形，工频接地电阻要求≤4Ω，并采取相应的降阻措施以及防腐措施，确保自动气象站接地系统的有效性以及可靠性。
3.2内部雷电防护措施
自动气象站内部雷电防护措施主要包含等电位连接系统、屏蔽措施、浪涌保护器（SPD）的布设等各个阶段的防护措施。
3.2.1等电位连接
①要选用规格为25mm×4mm的防腐镀锌扁钢把自动站观测仪器同接地装置等进行就近焊接；②自动气象站观测场区域的金属护栏也需要要选用25mm×4mm防腐镀锌扁钢加以焊接，并且应该和接地装置保持连接；③与自动气象站观测场连接的框架锚索，要规格为25mm×4mm 的防腐镀锌扁钢焊接进行等电位连接，要求其同接地装置进行连接。④要选用规格为5m×5m呈网状的接地装置对自动气象站观测场的地面进行电位均压处理，从而对跨步电压进行防御；此外，为了能够保障风塔充当的接闪杆获得理想的泄流效果，通常可在2个风塔之间布设规格为1m×1m呈网状的接地装置，同时将其与跨步电压的地网保持连接。
3.2.2屏蔽措施
从自动气象站配电室引出的电缆要求通过敷设钢管进行埋设，并且需要采取屏蔽措施，然后引至地面配电箱的位置。金属管需要从一端到另一端通电。最好在防雷区的交界处采取等电位连接措施，并且还需要将其与防雷接地装置加以连接。
3.2.3安装电涌保护器（SPD）
电涌保护器（SPD）需要安装在自动气象站的配电室和机房中。以RJ11为接口的SPD必须安装在调制解调器的前面，以RJ45为接口的SPD必须安装在业务计算机网络的前面。在参数选择过程中，SPD必须严格保证设备的正常运行。数据采集器通常涉及RS232和RS458通信接口，并且有必要添加相应的信号SPD。另外，自动气象站的监控设备区域需要配备天馈信号SPD，并且常常需要根据设备的端口类型来选用SPD。
4.结语
总之，自动气象站因为其内部布设的仪器、线路较多，一旦遭受雷击，势必会造成十分严重的损失，所以各级气象部门对于自动气象站的防雷保护工作必须要高度重视，要严格依据自动气象站周边环境以及相关防雷标准规范要求采取防雷措施，无论是内部还是外部均应面面俱到，确保自动气象站防雷系统的有效性。
参考文献：
[1]邓丰年, 瞿优超, 阙堂响. 自动气象站防雷工作中的常见问题及防护对策[J]. 大科技, 2015(15).
[2]覃彬全 ,杨磊 ,付钟等 .自动气象站防雷技术探析 [J].气象水文海洋仪器 ,2011(3).
作者简介：杨甲呷（1979-），男，藏族，大专学历，四川甘孜州九龙县呷尔镇人，助理工程师，从事工作科技服务工作。
论文作者:杨甲呷
论文发表刊物:《科学与技术》2019年20期
论文发表时间:2020/4/17
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