倪穗燕 李靜

摘 要：由于氣象海洋探測場內(nèi)部分布著一些電子信息設(shè)備，且地理區(qū)域環(huán)境比較特殊，極易引發(fā)雷電災(zāi)害。因此，做好氣象海洋探測基地雷電防護工作就顯得尤為重要。本文主要根據(jù)氣象海洋探測防雷實際，從氣象海洋觀測場在雷電防設(shè)計規(guī)劃重點、設(shè)計流程以及設(shè)計內(nèi)容等方面來探討科學(xué)合理的雷電防護設(shè)計措施，以供相關(guān)部門參考借鑒。

關(guān)鍵詞：氣象海洋探測；觀測場；雷電防護；設(shè)計

中圖分類號：P429 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）14-0208-02

近些年來，隨著我國氣象事業(yè)的迅猛發(fā)展，各個地區(qū)開始建立氣象探測基地開展氣象觀測。氣象海洋探測基地通常臨近海面，具有觀測海上、海岸線、陸地的動量、水汽通量、熱量、雨量、風(fēng)、溫度、濕度垂直廓線、GPS/MET觀測、臺風(fēng)破壞力、閃電定位及輻射特征等要素的綜合探測能力，能夠較好反映重大天氣過程發(fā)生發(fā)展和突發(fā)性小區(qū)域海面強風(fēng)、強對流和暴雨機理，有利于服務(wù)海島農(nóng)漁養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，加快基本實現(xiàn)氣象現(xiàn)代化建設(shè)步伐。但是，基于氣象海洋探測基地所處的地理區(qū)域環(huán)境，其和普通的建筑進行比較而言更容易受到雷電襲擊。假如探測基地儀器被雷擊，不但會使基地設(shè)備受到損害，還會導(dǎo)致氣象觀測無法正常開展，沒有辦法及時作出有效的氣象預(yù)警。因此，本文重點探討了氣象海洋探測接地雷電防護設(shè)計工作，以期確保氣象海洋探測接地能夠長期安全、穩(wěn)定的運行。

1 雷電防護設(shè)計規(guī)劃重點

1.1 科學(xué)規(guī)范采用材料

氣象海洋探測雷電防護設(shè)計材料的選用對雷電防護設(shè)備的使用效果和應(yīng)用壽命會產(chǎn)生直接影響。假如防雷材料質(zhì)量不達標(biāo)或者是材料應(yīng)用不夠科學(xué)合理將會影響到雷電防護效果。例如在給接閃桿和接閃帶采用防腐材料的時候，需要優(yōu)先采用高質(zhì)量的材料，在涂抹的時候應(yīng)該反復(fù)依據(jù)要求進行操作，防止運用中防腐材料出現(xiàn)脫落而對雷電防護效果產(chǎn)生不利影響。

1.2 嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)技術(shù)進行設(shè)計

在氣象海洋探測接地施工過程中應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和有關(guān)技術(shù)進行施工，保證雷電防護裝置裝設(shè)的全面性和可靠性。以接閃桿的技術(shù)設(shè)計和裝設(shè)為例，在設(shè)計施工中有可能會因為電纜的屏蔽層以及避雷針長度選取、引下線設(shè)計不夠合理等問題，而對接閃桿的雷電防護的有效性產(chǎn)生影響。所以雷電防護設(shè)計人員以及施工人員均要全面思量氣象探測基地的氣候以及地理區(qū)域環(huán)境等因素，從而保證防雷設(shè)計規(guī)劃的有效性和可用性。

1.3 高電阻接地方式

地形地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，土壤電阻率的高低也有所區(qū)別，并且也直接關(guān)系到雷電防護工程接地體材料的選取。接地材料的選取應(yīng)該遵循因地制宜的原則。

1.4 做好現(xiàn)場勘查與制定預(yù)案

因為氣象海洋探測基地觀測場在外且臨近海洋，地理區(qū)域比較廣闊，一旦發(fā)生雷電災(zāi)害，觀測場被雷擊中的概率更大。所以在雷電防護設(shè)計時應(yīng)該提前對現(xiàn)場環(huán)境進行全面認真的勘察分析，在特殊環(huán)境下積極制定雷電應(yīng)急方案，充分借助于現(xiàn)有材料，確保對氣象海洋探測基地進行保護，避免其被雷擊損壞。

2 雷電防護設(shè)計流程

2.1 接閃桿的設(shè)計

在出現(xiàn)雷電天氣時，接閃桿的主要作用是把雷電引到引下線，進而使得電流得到有效釋放。一般來說，氣象海洋探測基地觀測場的接閃桿布設(shè)在比較高的位置，還應(yīng)保證其不會被風(fēng)吹倒。在抗風(fēng)能力方面，應(yīng)該采取角鋼和扁鋼進行設(shè)計構(gòu)建，增強接閃桿的可靠性與穩(wěn)定性。此外，因為接閃桿常常會受大風(fēng)、暴雨等外界惡劣環(huán)境的侵蝕，所以在圓鋼以及接閃桿的外端應(yīng)該采取防腐措施。

2.2 引下線的設(shè)計

氣象海洋探測基地，其接閃桿的設(shè)計通常與第二類建筑物引下線的要求保持相符，所以通常不需要另外對引下線進行設(shè)計?？梢栽陲L(fēng)標(biāo)邊上裝設(shè)引下線，材料可以采取圓鋼，直徑保證在1厘米左右，并且采用前應(yīng)該采取防腐措施。

2.3 接地裝置的設(shè)計

在接地裝置設(shè)定方面，地面設(shè)施為接地體，地下設(shè)施為接地線，二者應(yīng)該保持緊密連接才能夠取得較好的雷電防護效果。氣象海洋探測基地觀測場因為地面相對寬闊，接地體無法直接運用，所以應(yīng)該人工設(shè)置?？梢圆扇∩羁捉拥氐氖侄?，把金屬接地極拓展到深層土壤內(nèi)，同時采取將阻劑填充至地極周邊，進而使得接地極的等效直徑有所增加，取得良好的降阻作用。

2.4 等電位裝置設(shè)計

等位端子板可以把導(dǎo)線、導(dǎo)電設(shè)備和有關(guān)的外來設(shè)備同時進行可靠連接，確保其構(gòu)成等電位差。把設(shè)備裝設(shè)至等位端子板上，能夠在雷電天氣防止設(shè)備被雷電破壞。在對等電位裝置進行設(shè)計時，可以觀測接地的各項設(shè)備進行布局好，特別要將各個設(shè)備間的距離控制好，一般應(yīng)該保持在10-80厘米，把設(shè)備裝設(shè)至等位端子板上構(gòu)成等位電差對有關(guān)設(shè)備進行保護。假如設(shè)備之間距離為不超過10厘米，則需要采取跨接處理，確保端子板正常使用。

3 雷電防護設(shè)計內(nèi)容

3.1 建筑物和設(shè)備的防雷

氣象海洋探測基地通常涵蓋較多的建筑設(shè)施，在對觀測場主體建筑進行設(shè)計時以采取框架結(jié)構(gòu)，屋面是女兒墻聯(lián)合平面或者是混凝土坡面結(jié)構(gòu)。接閃器可以屋面網(wǎng)狀鋼筋或者是女兒墻接閃帶，接地系統(tǒng)通常和構(gòu)造柱鋼筋保持相連接，促使整個建筑主體能夠得到有效的雷電防護。探測基地的觀測儀器、實驗設(shè)備等都應(yīng)該進行雷電防護設(shè)計，在設(shè)計過程中應(yīng)該思量獨立接閃桿的數(shù)量，防止數(shù)量太多而對雷電防護效果產(chǎn)生不利影響。假如觀測儀器外殼是金屬材質(zhì)的，那么應(yīng)該與接地系統(tǒng)進行連接，以此來增強防雷效果。

3.2 信息系統(tǒng)的防雷

氣象海洋探測基地涉及到的信息系統(tǒng)繁多，要想更好的開展氣象預(yù)報預(yù)警工作，便應(yīng)該確保信息系統(tǒng)可以長期處于安全可靠運行狀態(tài)，在氣象海洋探測基地防雷設(shè)計中對信息系統(tǒng)的雷電防護設(shè)計應(yīng)該充分考慮到辦公室、業(yè)務(wù)平臺、控制室、中心機房、多媒體會議室等各個區(qū)域的布設(shè)，應(yīng)始終保證信息的有效、穩(wěn)定傳輸。

基地各個建筑內(nèi)的金屬線路都應(yīng)該借助電井橋架套金屬線管纜加以布設(shè)，降低復(fù)雜天氣對線路產(chǎn)生的不利影響，信息傳輸線路能夠采取明敷或者是暗敷的途徑，都應(yīng)該采取金屬套管，全部的金屬管和橋架都應(yīng)該和接地系統(tǒng)保持連接，防止雷電感應(yīng)下對信息系統(tǒng)的信息處理造成影響。接地觀測場信息網(wǎng)絡(luò)通?？梢詣澐殖蓛?nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)兩類，在設(shè)計時應(yīng)該進入建筑的金屬連接構(gòu)建應(yīng)該采取屏蔽措施、埋地接地等途徑進行接地，避免受雷電侵襲。在戶外的設(shè)備要想保證其相互間進行信息傳輸可以借助于傳感器來實現(xiàn)。設(shè)備串口服務(wù)器、主采集器以及實驗設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸都應(yīng)該采取金屬屏蔽線槽，把金屬信息傳輸線路放入后，保證支架和線槽可靠接地。

3.3 人工接地系統(tǒng)的防雷

因為氣象海洋探測基地地理區(qū)域環(huán)境的復(fù)雜性，所以自然基地沒有辦法很好的滿足原來的電阻需求，所以應(yīng)采取人工接地方式實現(xiàn)降阻。在對接地系統(tǒng)進行設(shè)計時可在垂直接地體的底端添加適量填充劑與高分子降阻劑，同時在水平接地體的表層涂抹一層電膠。

4 結(jié)語

總之，氣象海洋探測接地雷電防護屬于一項綜合性強、技術(shù)難度較高的系統(tǒng)工程，其涉及到防雷技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)，在雷電防護設(shè)計時應(yīng)該充分思量探測基地周邊環(huán)境以及氣候特征等相關(guān)因素，還應(yīng)該從材料選取、技術(shù)掌控以及保護設(shè)計方面進行探索。只有對雷電防護措施進行逐步優(yōu)化，不放過雷電防護的任何細節(jié)，才可以確保防雷措施取得最佳的防雷效果，從而確保氣象海洋探測基地觀測系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]張娟.自動氣象站觀測場防雷接地制式的技術(shù)分析[J].氣象研究與應(yīng)用，2012，（12）.

[2]陳仕華，邱巧勇，蘇子欽.淺談高山氣象探測基地觀測場防雷接地設(shè)計特點[J].氣象研究與應(yīng)用，2016，（06）：171-172.