【摘? ?要】2020年4月1日,我國(guó)地面氣象觀測(cè)全面自動(dòng)化,標(biāo)志氣象現(xiàn)代化時(shí)代的到來(lái),毫不夸張的說(shuō)是我國(guó)氣象史上“里程碑”,在地面觀測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行中,確保整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行是重中之重,而雷電危害是觀測(cè)設(shè)備(儀器)的一大殺手,本文通過(guò)在安裝多要素區(qū)域站時(shí)的工作實(shí)踐,總結(jié)一些雷電防護(hù)施工要點(diǎn),拋磚引玉,僅供同行參考。
【關(guān)鍵詞】多要素;氣象觀測(cè);自動(dòng)化;設(shè)備;雷電防護(hù)
1.多要素區(qū)域氣象站雷電防護(hù)基本情況
區(qū)域氣象站是指在某一地區(qū)根據(jù)需要,建設(shè)的能夠自動(dòng)探測(cè)多個(gè)要素,無(wú)需人工干預(yù),即可自動(dòng)生成報(bào)文,定時(shí)向中心站傳輸探測(cè)數(shù)據(jù)的氣象站,是彌補(bǔ)空間區(qū)域上氣象探測(cè)數(shù)據(jù)空白的重要手段。自動(dòng)氣象站由氣象傳感器、微電腦氣象數(shù)據(jù)采集儀、電源系統(tǒng)、防輻射通風(fēng)罩、全天候防護(hù)箱和氣象觀測(cè)支架、通訊模塊等部分構(gòu)成。溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向等傳感器為室外氣象專用傳感器,具有高精度高可靠性的特點(diǎn)。
自動(dòng)氣象站用于對(duì)風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、土壤溫度、土壤濕度、蒸發(fā)量、大氣壓力等十幾個(gè)氣象要素進(jìn)行全天候現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。可以通過(guò)專業(yè)配套的數(shù)據(jù)采集通訊線與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綒庀笥?jì)算機(jī)氣象數(shù)據(jù)庫(kù)中,用于統(tǒng)計(jì)分析和處理,整個(gè)系統(tǒng)是一套弱電信息系統(tǒng),每臺(tái)設(shè)備都是一個(gè)精密的電子產(chǎn)品,由此可知,雷電對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行安全構(gòu)成一大威脅!
2.區(qū)域氣象站雷電防護(hù)要點(diǎn)
直擊雷防護(hù)、防雷接地、等電位聯(lián)結(jié)是自動(dòng)站防雷的三大要點(diǎn),結(jié)合實(shí)際施工的6要素自動(dòng)站(6mX10m場(chǎng)地)予以分析。
2.1直擊雷防護(hù)措施
多要素站無(wú)拉線風(fēng)桿是整個(gè)自動(dòng)站最高設(shè)備,也是直擊雷防護(hù)裝置,首先要對(duì)接閃針保護(hù)范圍進(jìn)行計(jì)算:
由圖4可知:C點(diǎn)為接閃針保護(hù)的最遠(yuǎn)點(diǎn),高度為圍欄高度1.5m
由圖1可知:AB=7.5m? ?BC=4.2m? 由勾股定理計(jì)算AC=8.6m,即接閃針保護(hù)半徑。
圖3按滾球法,避雷針在hx高度的保護(hù)半徑按下列計(jì)算式確定:
式中 rx:避雷針在hx高度的保護(hù)半徑;
hr :滾球半徑;
hx:被保護(hù)物的高度
已知:
接閃針h=11Mm;
滾球半徑hr=60m;
被保護(hù)物的高度hx=1.5m
結(jié)論:觀測(cè)場(chǎng)在接閃針保護(hù)范圍之內(nèi)
2.2共用接地系統(tǒng)(圖2所示)
(1)沿場(chǎng)地規(guī)劃線開(kāi)挖深度60cm基溝;
(2)將人工垂直接地體(50mmX50mmX5mm鍍鋅角鋼)按示意圖位置垂直打入溝底,用水平接地體(40mmX4m鍍鋅扁鋼)將垂直接地體連接,構(gòu)成閉合環(huán)形網(wǎng)格,并且在6個(gè)垂直接地體使扁鋼露出地面100mm,預(yù)留圍欄接地端子;
(3)無(wú)拉線風(fēng)桿底座內(nèi)角鋼預(yù)埋件在底座底部就近與接地系統(tǒng)用20X4的扁鋼進(jìn)行連接,接地鋼釬用20X4扁鋼與接地系統(tǒng)進(jìn)行連接;
(4)主采集箱、翻斗雨量傳感器等設(shè)備澆筑底座時(shí),底座內(nèi)的三個(gè)固定螺栓用20X4扁鋼與接地系統(tǒng)進(jìn)行連接;
(5)檢查各個(gè)焊點(diǎn)是否可靠并進(jìn)行防腐、防銹處理,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土壤情況,工頻接地電阻盡量不大于4歐姆,達(dá)不到采取相應(yīng)降阻措施,如果山區(qū)等特殊場(chǎng)地,工頻電阻值不用太過(guò)于糾結(jié),只要做好接地系統(tǒng)和等電位連接,就可以了,回填土方,接地系統(tǒng)完成。
2.3局部等電位聯(lián)結(jié)
等電位聯(lián)結(jié)與接地是兩種保證電氣安全的理論和措施,用直徑10平方毫米多股銅線將站內(nèi)的風(fēng)桿、主采集箱、雨量傳感器等設(shè)備(儀器)金屬部件連接,形成局部等電位連接網(wǎng)格,可以有效地降低回路電阻,使系統(tǒng)更安全。
3.結(jié)論
多要素區(qū)域氣象站大多安裝在空曠的地方,站內(nèi)電子設(shè)備居多,施工時(shí)要嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行,特別要做好防雷等電位的連接,做的安全可靠,保障氣象站全天候運(yùn)行正常。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介:鄭同勝(1966.4-),男,漢族,河南焦作人,氣象工程師,研究方向?yàn)槔纂姺雷o(hù)和人工影響天氣。
溫縣氣象局? ? 河南焦作? ? 454850