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        自動氣象站場室防雷技術(shù)的設(shè)計要求

        2014-11-11 13:28:34張益瑞
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2014年23期
        關(guān)鍵詞:防雷技術(shù)

        張益瑞

        摘 要:隨著我國計算機技術(shù)和其他科學(xué)技術(shù)的普及,現(xiàn)代氣象的檢測手段也在不斷進步,很多基層的氣象站都已經(jīng)實現(xiàn)了自動化。為了加強氣象自動站的防雷技術(shù),筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗,對雷電襲擊的方式進行了概括,然后對自動氣象站場室的防雷問題進行了總結(jié),并在此基礎(chǔ)上對如何進行防雷設(shè)計提出了相應(yīng)的要求。

        關(guān)鍵詞:自動氣象站場室 防雷技術(shù) 設(shè)計要求

        中圖分類號:P44 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)08(b)-0038-01

        隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國自動氣象站的建設(shè)已經(jīng)普及,實現(xiàn)了氣象數(shù)據(jù)的自動采集和計算機處理,然后利用其中的各種氣象因素在傳感器中輸出電量的不同,將這些不同的數(shù)據(jù)進行采集和處理,對未來的天氣狀況進行預(yù)測。所以天氣預(yù)報的數(shù)據(jù)來源于自動氣象站,并對預(yù)報數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性起著決定性的影響,具有非常重要的作用。再加上自動氣象站屬于微電子系統(tǒng)的范疇,大多位于比較偏遠的郊區(qū),很多傳感器都位于雷區(qū),所以防雷工作對于維護自動氣象站的正常運行具有非常重要的作用。故筆者認為對自動氣象站場室的防雷技術(shù)提出設(shè)計要求是必要的,并在下文中進行具體探討。

        1 概述

        一般情況下,高位雷電侵入自動氣象站是通過兩種途徑完成的。第一種就是直擊雷將架空的線纜直接擊中,利用導(dǎo)線,它就會采用電波的方式進入到室內(nèi);另外一種就是電磁或者靜電感應(yīng)利用過電壓的方式,通過線纜被引入室內(nèi)。

        當(dāng)雷電進入自動氣象站之后會造成非常嚴(yán)重的后果,最典型的就是導(dǎo)致各種儀器和設(shè)備遭到雷電的破壞。而且損害的程度會由于原因不同而有所差異。大多數(shù)情況下,雷電導(dǎo)致設(shè)備損壞的具體原因如下:(1)強加熱效應(yīng)和電動力作用;(2)靜電或者電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生的火花;(3)閃電或者靜電釋放中的電位瞬間變化;(4)接地技術(shù)和等電位操作不當(dāng);(5)電位的瞬時升高。

        2 自動氣象站場室防雷技術(shù)設(shè)計的原則

        第一,從實際情況出發(fā)的原則。在進行風(fēng)雷設(shè)計時,一定要對當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境、地質(zhì)條件、氣候環(huán)境和雷電情況進行充分調(diào)研,將當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況和自動氣象站的特點進行有機結(jié)合,全面做好雷電防護工作。第二,同步原則。防雷技術(shù)的設(shè)計和施工應(yīng)該和場室的建設(shè)或改造進度保持一致。第三,遵守法律法規(guī)的原則。直擊雷和雷擊電磁防護的設(shè)計都應(yīng)該遵守相應(yīng)的設(shè)計規(guī)則進行。第四,綜合防護原則。在進行自動化氣象站場室的防雷設(shè)計時,可以采用多種方法,例如接閃、分流、等電位連接等做好綜合防護工作。第五,防雷裝置應(yīng)該符合國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)定。

        3 自動氣象站場室的防雷設(shè)計要求

        3.1 做好直擊雷的防護工作

        由于風(fēng)傳感器必須設(shè)置在10 m高的風(fēng)桿上,所以要在傳感器的頂部安裝避雷針。安裝避雷針時要和風(fēng)向傳感器保持足夠遠的距離,并且它的高度需要將風(fēng)傳感器囊括在安全范圍之內(nèi),具體的奇偶算可以按照滾球法進行計算。

        3.2 做好跨步電壓和接觸電壓的防護工作

        跨步電壓在地面上的距離應(yīng)該相隔80 cm,這是保護觀測場內(nèi)觀測人員安全的重要措施。這是因為場內(nèi)風(fēng)桿裝置上的避雷針和場外獨立避雷針具有引雷作用,若觀測人員和相距80 cm處的金屬物件發(fā)生接觸時,手和腳之間的電壓(接觸電壓)就有可能存在一定的危險性。

        當(dāng)閃電的電流泄入地表,并發(fā)生流動時,地內(nèi)的電阻也會產(chǎn)生一定的電位差。當(dāng)雷的電流為正時,一般閃電接入地面的電位最高,遠處電位最低的地方電流幾乎為零,也就是零電位。在這種情況下,如果人的雙腳分開站立,那么兩腳之間的電位差(跨步電壓)也會導(dǎo)致危險的發(fā)生。為了降低跨步電壓的危險性,在預(yù)防直擊雷的接地部位應(yīng)該和出入口的位置相隔3 m以上。

        3.3 制作接地網(wǎng)

        接地是分流和瀉放直擊雷和雷電電磁干擾能量的最有效的手段之一,也是電位均衡補償系統(tǒng)基礎(chǔ)。目的是使雷電流通過低阻抗接地系統(tǒng)向大地泄放,從而保護建筑物、人員和設(shè)備的安全。這是防雷措施中必不可少的一項措施,而且接地的效果會直接影響整個防雷體系的防護效果。通常情況下,會采用垂直接地和水平接地的方式進行接地處理。在自動氣象站的防雷設(shè)計中,接地地網(wǎng)的電阻范圍可以適當(dāng)拓寬,但是必須采用多種環(huán)形的接地體進行接地處理,并使用多根支線進行延伸性的接地處理。這里需要注意的就是延伸接地的長度要大于接地網(wǎng)的有效長度。除了這種方法之外,還可以利用土壤交換的方法進行接地處理。具體的操作就是在接地體周圍的土壤中加入煤渣、木炭等物質(zhì)來降低土壤的電阻率。

        4 結(jié)語

        綜上所述,自動氣象站場室的防雷設(shè)計具體重要意義,在設(shè)計時應(yīng)該采用綜合防雷的方法。筆者從四個方面具體介紹了場室的防雷設(shè)計要求,希望能為大家提供參考意見。

        參考文獻

        [1] 聶武夫,陳姣榮,曹向林.自動氣象站的防雷系統(tǒng)設(shè)計[J].科技資訊,2013(34):244-246.

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        [3] 呂校華,朱和香,楊科,等.自動氣象站綜合防雷技術(shù)研究[J].農(nóng)家之友(理論版),2009(9):37-39,55.

        [4] 吉振習(xí),韓錚錚,劉禮峰,等.自動氣象站雷擊事例分析及防雷對策[J].科技風(fēng),2010(4):233.endprint

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