王國(guó)斌

摘 要：氣象站的設(shè)備大多為精密的弱電子，它們抵御雷擊、電磁脈沖的能力較差，并且氣象站大多建在空曠處或山頂，遭遇雷擊的概率較大，因此，氣象站的防雷保護(hù)工作是非常重要的。通過(guò)對(duì)柳林縣氣象站現(xiàn)有的防雷設(shè)施進(jìn)行改造和完善，提高了氣象站防御雷電的能力，確保氣象設(shè)備可以安全運(yùn)行，并準(zhǔn)確采集氣象數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：氣象站；弱電子；綜合防雷；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU895 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）15-0143-02

1 雷電概述及危害

雷電是伴隨有閃電和雷鳴的一種恐怖而雄偉、壯觀的自然現(xiàn)象，它是在積雨云強(qiáng)烈發(fā)展的階段，當(dāng)云層之間、云地之間、云與空氣之間的電位差達(dá)到一定程度時(shí)的放電現(xiàn)象。雷電災(zāi)害被聯(lián)合國(guó)有關(guān)部門(mén)列為“最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一”，被中國(guó)國(guó)防電工委員會(huì)稱(chēng)為“電子化時(shí)代的一大公害”。雷電可引發(fā)建筑物火災(zāi)、森林火災(zāi)和航空航天事故，還會(huì)對(duì)電業(yè)、鐵路、通訊等行業(yè)造成一定程度的破壞。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因雷電事故造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)上百億元人民幣，每年因雷擊造成的人員傷亡達(dá)數(shù)千人之多。

2 柳林縣氣象站綜合防雷改造方案

2.1 地理位置

柳林縣位于山西省中部西緣，呂梁山西麓，黃河?xùn)|岸，黃土堆積豐腴，屬黃土丘陵溝壑區(qū)。柳林縣氣象站地處柳林縣西北部的薛家灣鄉(xiāng)賀昌大隊(duì)獅子峪山頂，觀測(cè)場(chǎng)海拔860.1 m，屬?lài)?guó)家一般站。該觀測(cè)站有8間辦公室，建筑面積242 m2。

2.2 雷擊歷史

2013-07-17T17：00，氣象站遭到強(qiáng)感應(yīng)雷擊，雷電流沿電源線路和信號(hào)線路侵入機(jī)房?jī)?nèi)，致使正在工作中的數(shù)據(jù)采集器、交換機(jī)、電腦、電話等多種設(shè)備被擊壞、損毀，并導(dǎo)致通訊系統(tǒng)中斷，無(wú)法正常采集氣象數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)工作癱瘓達(dá)多達(dá)6 h。

2.3 雷暴日數(shù)及原有防雷措施

根據(jù)氣象資料統(tǒng)計(jì)和柳林縣近10年的雷暴日數(shù)（2004—2013年），計(jì)算得出柳林縣的平均雷暴日數(shù)為21.4 d/a。依據(jù)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB 50343—2012）中對(duì)雷暴日等級(jí)劃分的規(guī)定，柳林縣氣象站所處地區(qū)屬多雷區(qū)。另外，由于該氣象站所處海拔位置較高，周?chē)鸁o(wú)較高的建筑物或山體對(duì)其進(jìn)行防雷保護(hù)，且氣象站內(nèi)有大量的精密弱電子設(shè)備，所以，遭受雷擊的概率很大。同時(shí)，雷災(zāi)會(huì)損壞氣象設(shè)備，直接影響氣象數(shù)據(jù)的采集和傳輸，而氣象數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性和準(zhǔn)確性又會(huì)直接影響到后續(xù)服務(wù)產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，氣象站的防雷保護(hù)工作必須要全面、有效。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地勘察，柳林縣氣象站的雷電防護(hù)情況為：觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)無(wú)直擊雷防護(hù)措施；辦公區(qū)長(zhǎng)30 m，寬10 m，高3 m，屋頂雖然有接閃針對(duì)衛(wèi)星接收天線進(jìn)行防直擊雷保護(hù)，但是，因?yàn)槟昃檬薏⑶页Ｄ耆諘裼炅?，腐蝕情況比較嚴(yán)重。另外，屋面缺少直擊雷防護(hù)措施；進(jìn)入辦公區(qū)內(nèi)的電源線路裝有一級(jí)電源避雷器，信號(hào)線路分別為1路電話線路、2路天饋線路、4路普通網(wǎng)線，但未安裝信號(hào)避雷器；機(jī)房設(shè)備無(wú)等電位連接措施，監(jiān)控設(shè)備與輔助人工地網(wǎng)連接時(shí)，導(dǎo)線因?yàn)闀r(shí)間過(guò)長(zhǎng)而接觸不良，致使接地阻值過(guò)大等。這些問(wèn)題的出現(xiàn)使氣象站存在嚴(yán)重的防雷安全隱患，亟需進(jìn)行整改和修復(fù)。

2.4 防雷等級(jí)劃分

《自動(dòng)氣象站場(chǎng)室防雷技術(shù)規(guī)范》（QX 30—2004）中對(duì)自動(dòng)氣象站進(jìn)行了防雷等級(jí)劃分，根據(jù)安裝自動(dòng)氣象站的臺(tái)站性質(zhì)，發(fā)生雷擊事故的可能性、后果和雷暴日數(shù)，將自動(dòng)氣象站場(chǎng)室的雷電防護(hù)等級(jí)分為三級(jí)。其中，地處平均雷暴日大于（含）80 d/a的一般氣象站，將其劃分為一級(jí)；地處平均雷暴日大于（含）40 d/a且小于80 d/a的一般氣象站，將其劃分為二級(jí)；其余的一般氣象站，將其防雷等級(jí)設(shè)為三級(jí)。柳林縣氣象站屬于地處平均雷暴日數(shù)21.4 d/a的國(guó)家一般氣象站，依據(jù)此規(guī)定，將柳林縣氣象站的防雷等級(jí)設(shè)為三級(jí)。

2.5 綜合防雷設(shè)計(jì)

2.5.1 觀測(cè)場(chǎng)的防直擊雷保護(hù)

根據(jù)《自動(dòng)氣象站場(chǎng)室防雷技術(shù)規(guī)范》中的要求，觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)的所有觀測(cè)設(shè)備均應(yīng)處于LPZ0B區(qū)內(nèi)（LPZOB區(qū)又被稱(chēng)為直擊雷防護(hù)區(qū)，該區(qū)內(nèi)的各類(lèi)物體處在外部防雷裝置保護(hù)范圍內(nèi)，一般不會(huì)遭到大于所選滾球半徑對(duì)應(yīng)的雷電流直接雷擊）。當(dāng)采用風(fēng)向桿作為接閃針的支撐體，且尚有部分設(shè)備不在LPZ0B區(qū)內(nèi)時(shí)，宜采用獨(dú)立接閃針進(jìn)行防雷保護(hù)。

2.5.2 辦公區(qū)的防雷保護(hù)措施

經(jīng)測(cè)試，辦公區(qū)的人工接地網(wǎng)阻值小于4 Ω，符合規(guī)范要求。采用φ10 mm鍍鋅圓鋼在辦公樓頂敷設(shè)1圈接閃帶，用以防止直擊雷侵襲辦公區(qū)。由于受地形條件的限制，無(wú)法在樓的對(duì)角處分別引2處引下線，所以，應(yīng)在樓頂東北角和東南角兩處分別鋪設(shè)引下線，并與人工接地網(wǎng)可靠焊接，在焊接處進(jìn)行熱鍍鋅。在距離樓頂?shù)男l(wèi)星接收天線2 m處放置1根3 m高的加強(qiáng)型接閃針，單只接閃針保護(hù)范圍的計(jì)算衛(wèi)星接收天線在接閃針的保護(hù)覆蓋范圍之內(nèi)，接閃針與樓頂?shù)慕娱W帶通過(guò)熱鍍鋅圓鋼進(jìn)行等電位連接。另外，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷情況，從可能引雷的3種途徑，即電源線路、網(wǎng)絡(luò)線路、通訊線路來(lái)進(jìn)行防雷保護(hù)，做到設(shè)備對(duì)直擊雷、感應(yīng)雷和線路操作過(guò)電壓的全面防護(hù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

柳林縣氣象站經(jīng)過(guò)全面的防雷改造工程施工后，每年還應(yīng)定期對(duì)防雷設(shè)施進(jìn)行檢查、檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，必須及時(shí)處理，這樣才能保證氣象設(shè)備的防雷保護(hù)，進(jìn)而提高信息系統(tǒng)的雷電防御能力，確保氣象站的運(yùn)行安全和觀測(cè)資料的完備。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕