摘要：随着科学技术水平的提高，气象领域逐渐引进先进的科技，而气象雷达自动台站的建设，便是较为突出的科技成果之一。气象雷达自动台站运行中，工作人员应注意加强雷击防范工作，以规避雷击对建筑物等的危害性影响，进而阻碍气象工作有序进行。就气象雷达自动台站本身而言，其系统相对较为复杂，要加强防雷，应从全方位视角而考虑。本文主要阐述气象雷达自动台站防雷的重要性，并针对气象雷达自动台站而提出具体的防雷措施。
关键词：气象雷达；自动台站；防雷；措施
前言：气象雷达自动台站是固定的地面自动观测站，对其采取有效的防雷措施是尤为重要的。目前，就国内气象雷达自动台站的建设看，要开展防雷工作，主要应从三个方面着手：一是从雷达塔楼处加强防雷；二是从中、短波天线塔、发射机房、自动站处着手；三是从台站供电系统处着手。通过对气象雷达自动台站防雷工作的开展，能够为气象自动台站提供更多安全保障，促进该站气象观测工作有条不紊的深入开展。
一、气象雷达自动台站防雷的重要性
气象雷达自动台站在气象部门占据较高的地位，加强其运营维护是尤为重要的工作，尤其是防雷击工作格外重要。首先，气象雷达自动台站由大量电子元器件组成，极易受电磁干扰等外界因素的影响，加之台站大多建立在空旷的场所，使之与其它建筑物之间有明显差异，加大被雷击的几率。其次，气象雷达自动台站一旦遭受雷击，不仅会阻碍地面气象观测工作的深入开展，而且可能造成数据采集失败、信息失真、系统瘫痪等重大问题，给气象站带来不可挽回的巨大损失。因此，气象部门工作者必须对雷达自动台站防雷工作予以高度重视[1]。
二、气象雷达自动台站的防雷措施.png)
图 1
（一）基于雷达塔楼的防雷策略
从气象雷达自动台站塔楼的结构看，大多为框架结构，所以在防雷中，可充分利用建筑物结构钢筋做防雷装置。首先，借助塔楼基础钢筋，当成自然接地体，与人工辅助地网形成联合接地的状态。其次，用结构柱主钢筋通常焊接为引下线，使之与各层板筋、梁筋相连接，构成“法拉第笼”式电气通路。避雷带和屋面金属物体保持可靠的电气连通。为增强雷达塔楼的防雷系数，可将塔楼圈梁和构造柱内钢筋相焊接。
关于雷达天线电缆、波导管、传输信号线路的防雷防护，建议工作人员将天线电缆、波导管、传输信号线穿钢管引入雷达机房，与接地母排相连接。同时，机房内部的接地母排应放置在弱电金属屏蔽槽内，该屏蔽槽经过每层楼，且与该层楼的等电位连接带相接通，形成有效的电气连接。
关于雷达机房的防雷防护，工作人员有必要从几个方面着手：首先，在雷达机房内部，选用防静电类型的地板，且地板下方铺设电气连接，即将扁铜带设置环形闭合等电位连接带与机房四角接地预埋连接板相连接。其次，雷达机房内仪器设备的外壳、机柜等裸露的金属构件、直流地线、屏蔽地线、SPD接地线等，应就近和机房等电位连接，确保电气连接的可靠性。最后，静电地板的金属支架下面，可铺设0.5×50mm的网格，能够起到较好的防雷效果[2]。
（二）基于中、短波天线塔、发射机房、自动站的防雷策略
中、短波天线塔、发射机房、自动站，这三个系统是相对独立的，其距离不能满足分网距离的标准，所以，在气象雷达自动台站的防雷工作中，将三个系统共用一套防雷接地网。设置防雷接地网时，相关人员应首先考虑气象雷达自动台站所处区域的地表情况，进而确定土壤电阻率以及设定有效的接地电阻值。以粤西地区天气雷达观测站为例，该区域地表以海沙为主，土壤电阻率为1000Ω·m，接地网上的设备以弱电类型为主，所以，接地电阻值需设定在4Ω以下。
防雷实践中，建议采取多管齐下的方式进行：首先，换土。设计地网范围内，将垂直接地体接触的地表50cm厚的海沙，全部换成红色黏土，因其电阻率低，本身能够起到较好的防雷作用。其次，合理选择接地网的材料。水平接地网可选择-40×4镀锌扁钢的材料进行铺设，如若是垂直接地网，建议选择L50×50×5×2000的镀锌角钢材料。再次，选用长度不一致的垂直接地体。因为粤西地区雷达站的地表以海沙为主，不能作为接地体的接触面，所以将之换成黏土。所以，在接地网施工过程中，可选择规格为5m×5m的网络作为地网，将非等长接地体相互协调。第四，对发射机房进行综合布线，采取屏蔽措施。在接地网施工之前，将机房设置成法拉第笼式的部分体，有助于屏蔽机房外部雷电产生的高强磁场，从而达到有效防雷的目的。最后，对自动站直击雷的防护，主要集中在通信线路防护和遥测信号线防护两方面[3]。
（三）基于台站供电系统的防雷措施
就气象雷达自动台站的供电系统看，主要有两路，一是380V市电外网全线埋地引入，二是由柴油发电机组提供，如果市电断电时，则自动转换为柴油发电机供电。通常，发电机房、低压配电室置于一楼的位置，机房设备电源独立供电，从总配电室引出一条电缆，与机房配电箱相连接，再对机房各设备加以分供。对于气象雷达自动台站供电系统的雷电防护，建议采取SPD三级防护模式。首先，第一级防护，即在低压配电室主配电和备用电源线路上，分别安装开关型三相电源避雷器，可以有效防止雷电对供电系统主配电室的雷击影响。其次，第二级防护，即在低压配电室UPS输出端、各个楼层配电箱中，分别安装限压型三相电源避雷器。工作人员应注意，一级防护和二级防护设施的线距应限制在10米以内，并在线路之间安装退耦装置。最后，第三级防护，在机房配电箱中安装限压型三相电源避雷器，同时为提升防雷效果，可在SPD线路上安装过电流保护器件。基于此，气象雷达自动站供电系统的防雷系数得以显著提高[4]。
结论：对于气象雷达自动台站而言，一旦遭受雷击，则会给气象部门带来不可挽回的巨大损失。所以，气象部门工作者应加强对自动站防雷问题的研究，以规避或减少气象雷达自动台站的雷击几率，确保雷达系统有效运行，同时为推进国内气象事业的健康持续发展创造良好的条件。
参考文献：
[1]姜子明.自动气象站防雷工作中的问题及应对措施[J].农业与技术,2018,38(14):232.
[2]宋伯钊.试论自动气象站雷电防御存在的问题及措施[J].城市建设理论研究(电子版),2018(15):199.
[3]袁婧,孙卓,王楠.自动气象站防雷工作中存在的问题及应对措施[J].农业科技与信息,2018(03):56-57.
[4]多杰才旦.自动气象站防雷工作中的问题及应对措施[J].农家参谋,2018(03):112.
论文作者:乔伟
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/22
标签：防雷论文; 气象论文; 台站论文; 机房论文; 防护论文; 工作论文; 供电系统论文; 《工程管理前沿》2020年第2期论文;