廣東省陸豐市氣象局 廣東 陸豐 516500

新型自動(dòng)氣象站組成比較復(fù)雜，一般設(shè)立在空曠開闊的山頂?shù)鹊?，這些地方雷電活動(dòng)頻繁。新型自動(dòng)氣象站中，具有高集成的儀器設(shè)備電子系統(tǒng)，其耐壓水平較低，容易受到雷電電磁脈沖的影響而被損壞，嚴(yán)重影響到氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)。因此，在新型自動(dòng)氣象站日常運(yùn)行中，如何加強(qiáng)雷電感應(yīng)防護(hù)，確保自動(dòng)氣象站儀器設(shè)備正常運(yùn)行，是維護(hù)管理工作重點(diǎn)，有著重要意義。

1 新型自動(dòng)氣象站雷電災(zāi)害原因分析

1.1 避雷措施不到位

首先是新型自動(dòng)氣象站缺乏避雷帶與避雷網(wǎng)格，利用避雷帶與避雷網(wǎng)格可以將雷電流引導(dǎo)到大佬遞，避免氣象站系統(tǒng)和設(shè)備直接受到雷擊影響，起到良好的防護(hù)作用。雖然一些新型自動(dòng)氣象站設(shè)置了避雷措施，但避雷網(wǎng)格不合理、接閃器安裝不科學(xué)等問題存在，無法發(fā)揮有效的雷電流引導(dǎo)作用，從而導(dǎo)致新型自動(dòng)氣象站受到雷電傷害。

其次是混合安裝縫傳感器鐵塔與避雷針方面問題，新型自動(dòng)氣象站中風(fēng)傳感器安裝至為關(guān)鍵，一些氣象站采取風(fēng)傳感器鐵塔混合避雷針安裝的措施，從而加大了雷電災(zāi)害威脅。且很多情況下在安裝風(fēng)傳感器時(shí)，會(huì)將其安裝在最高的風(fēng)塔位置，此時(shí)風(fēng)塔相當(dāng)于避雷針，在雷擊下風(fēng)傳感器受損會(huì)影響臺(tái)站運(yùn)行。

最后是避雷針的保護(hù)范圍不合理問題，建設(shè)新型自動(dòng)氣象站過程中，工作人員需勘察好實(shí)際環(huán)境和臺(tái)站周邊布局，設(shè)計(jì)好避雷針保護(hù)范圍。一些人員認(rèn)為過多的避雷針保護(hù)范圍會(huì)加大浪費(fèi)，為節(jié)省資金選擇縮小保護(hù)區(qū)域，反而容易引發(fā)雷電災(zāi)害[1]。

1.2 線纜屏蔽措施不合理

線纜屏蔽措施方面常見問題，一是垂直信號(hào)線路屏蔽不完善，在新型自動(dòng)氣象站中頂端安裝風(fēng)傳感器、接閃桿，為保證信號(hào)的傳輸，需要配備完善的信號(hào)線纜。從理論上將，接閃桿有著2m的有效保護(hù)范圍，風(fēng)塔可以起到防雷效果保護(hù)風(fēng)傳感器等儀器。但實(shí)際上，有線纜是暴露在風(fēng)塔頂端的，受涉及的裸露線纜影響，縫傳感器會(huì)在雷電電磁波脈動(dòng)作用下發(fā)生過電壓事故，如果風(fēng)塔頂端采用的是金屬結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，進(jìn)而引發(fā)雷電災(zāi)害。二是水平線纜屏蔽措施問題，通常在敷設(shè)新型自動(dòng)氣象站電源線的過程中，會(huì)選擇使用金屬管和鋁合金線槽進(jìn)行，連接處理則采用連接件。當(dāng)前一些氣象站其水平敷設(shè)線纜中接地措施不完善，無法實(shí)現(xiàn)電流分流，導(dǎo)致水平敷設(shè)電纜和電線在氣象站閃擊問題情況下產(chǎn)生較強(qiáng)耦合，從而引發(fā)雷電事故。三是地電位不均的，如果新型自動(dòng)氣象站中儀器設(shè)備有雜散電流進(jìn)入，會(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾問題。通常業(yè)務(wù)樓地網(wǎng)與觀測(cè)場(chǎng)地網(wǎng)是斷開的，如果雷電作用下業(yè)務(wù)樓接閃桿產(chǎn)生局部高電位，接地體中有電流引入，其地電位會(huì)進(jìn)一步提高。由于業(yè)務(wù)樓與觀測(cè)樓相距較近，因此觀測(cè)場(chǎng)耦合高電壓也會(huì)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致地電位反擊、設(shè)備故障。

2 新型自動(dòng)氣象站雷電災(zāi)害防護(hù)策略

2.1 合理設(shè)置避雷針和電涌保護(hù)器

新型自動(dòng)氣象站風(fēng)塔雖然可以發(fā)揮避雷針作用，但也存在引雷作用，會(huì)加大氣象站雷電災(zāi)害概率，因此應(yīng)停止使用該方法。可以設(shè)置獨(dú)立的避雷針，并設(shè)計(jì)好其與周邊建筑的距離，以降低避雷界山、加強(qiáng)對(duì)雷電流的防御，避免危害到周邊設(shè)備。

在臺(tái)站的工作室需安裝好電涌保護(hù)器件，避免雷電流沿電線、信號(hào)線入侵識(shí)別設(shè)備，而損害到新型自動(dòng)氣象站。因此在電源線、信號(hào)線上設(shè)置好電涌保護(hù)器，及時(shí)泄放雷電電力，確保氣象站相關(guān)儀器設(shè)備安全性[2]。

2.2 加大直擊雷電接閃范圍

在觀測(cè)場(chǎng)周圍可以使用鋼管等設(shè)置好圍欄，均勻?qū)ΨQ安裝好引下線，并設(shè)計(jì)好引下線間距離，確保接地電阻在10Ω以內(nèi)，使用獨(dú)立接閃桿和接閃帶組成有效的接閃裝置，避免新型自動(dòng)氣象站受到直擊雷的危害。這種接閃裝置不會(huì)對(duì)觀測(cè)場(chǎng)地布局產(chǎn)生破壞，且會(huì)加大直擊雷保護(hù)范圍，避免自動(dòng)氣象站儀器設(shè)備受到危害。

2.3 做好等電位連接

等電位連接主要是連接大地與室內(nèi)電氣設(shè)備、其他裝置外露金屬設(shè)備等，使得電位差得以減少。建筑在雷電影響下，產(chǎn)生電位差快速連接大地，會(huì)使電壓得以消除。應(yīng)用金屬管、避雷針的等電位連接，確保均與大地連接，構(gòu)成有效穩(wěn)定的等電位連接，可以避免設(shè)備儀器進(jìn)入避雷器引入電路而引發(fā)災(zāi)害事故。需注意使用銅質(zhì)材料作為連接線材，且要保證面積、厚度合理，從而能夠順利引導(dǎo)電壓[3]。

2.4 合理布局、敷設(shè)電纜

新型自動(dòng)氣象站的電纜布局比較復(fù)雜，要避免雷擊事故需要實(shí)現(xiàn)合理的線纜布局和敷設(shè)，線纜需設(shè)置在接地良好的金屬管、金屬屏蔽層套管中，分管穿行數(shù)據(jù)信號(hào)線與電源線，最好采用埋地敷設(shè)方式，線纜如果兩端連接設(shè)備或者會(huì)出入建筑，則需設(shè)置好保護(hù)器。

最后，要做好維護(hù)人員管理工作，日常地面觀測(cè)資料也要安全、完善備份，定期巡查新型自動(dòng)氣象站，做好硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)維護(hù)。

3 結(jié)束語

新型自動(dòng)氣象站的建設(shè)和投用，有效保證了氣象工作效率和準(zhǔn)確性，但在日常運(yùn)行中需注意其雷電災(zāi)害影響，能夠綜合考慮各方面因素，做好防雷保護(hù)工作，減少雷電災(zāi)害的發(fā)生。