摘要：自动气象站在实际运行过程中容易遭受雷击而造成损害。本文阐述了雷电特征及其入侵的路径，并对自动气象站易遭雷击的原因及防雷对策进行了分析与探讨，以供参考。
关键词：自动气象站；雷电入侵路径；雷击原因；防雷对策
一、前言
自动气象站一般设置在较空旷场地，大多数还是安装在楼面梯间顶位置，仪器设备孤立，易受雷击，且常因雷击电磁脉冲引起电气和电子系统损失，增加自动气象站维护成本，防雷装置有待完善。因此，本文阐述了雷电特征及其入侵的路径，并对自动气象站易遭雷击的原因及防雷对策进行了分析与探讨，旨在提高自动气象站设备的运行安全和监测数据的准确性。
二、雷电特征及其入侵的路径分析
雷电是发生在因强对流天气而形成的雷雨云间和雷雨云与大地之间强烈放电的现象，从脉冲一直持续到电位差不足以再维持其放电。其呈现的形式不是单一的，有直击雷、感应雷、有雷电入侵波等。雷电侵袭的路径：
（1）雷直接击中自动气象站的设备，造成气象设备的损坏，无法进行正常的工作运行。还有一种原因那就是在雷击点的周围引起地电位的飙升，进一步通过气象站设备的接地线导入到电路上来，造成电路设备的损坏，造成无法进行检测工作。
（2）高电压的冲击。雷电发生的时候，周围会有静电和电磁感应而产生的强烈的电压冲击，出现这种情况，会对气象站的各路传感 器造成影响。其中，风向传感器受到的影响最为严重。因为风向传感 器的位置在自动气象站的最高处，而且我们都知道传感器包含着大量的半导体元器件，在雷击故障中经常受到侵袭破坏。
（3）电源线路。自动气象站的电往往采取低压输电线路，但是在遭受雷击时，低压输电线路经受不起雷击带来的高压，它会沿输电线路进入到设备内，对设备造成极大地破坏。雷电的静电感应与电磁感应在产生的过电压也会对设备造成一定的破坏。
三、自动气象站易遭雷击的原因分析
自动气象站一般都是处于空旷地，四周没有大型建筑物保护，容易受到雷击，而且时常一个雷雨过程会出现几处自动气象站遭受雷击，导致仪器损毁，造成缺测、漏报，严重影响气象数据的连续性、完整性，同时还伴随一定的经济损失。雷电多数是从避雷针的引下线及引下线附近的电缆、架空电缆几方面引入。当电源线和同轴电缆外导体上感应出高电压，若外导体未接地或者接地不当，就会使电缆内外导体间呈现高电压，损坏设备及控制器。
（1）避雷针保护范围不合格。对于观测场来说，气象站在建设之前，其周围都需要经过专家仔细的研究分析，运用一定原理计算之后，所算出的结果和数据将会是避雷针保护的合格范围。这对于防雷是有一定作用的，可以有效的保护气象站不受雷的侵犯。但是建设的过程中大多不按照要求，有些人认为过多的保护范围是浪费，建设的过程中缩小了避雷保护区的范围，往往造成严重的后果。避雷针保护范围对于避免雷击是有很大作用的，可以有效的保护气象站受到雷击。
（2）风传感器的铁塔与避雷针混合安装。很多在建设气象站的过程中意识不到风向感应器是不能与避雷针混合安装的，因为风向感应器安装在风塔上，正好处于气象站的最高的位置。其实这时候风塔就是充当一根避雷针的作用，但是遭受雷击的情况下，往往会使风向感应器被雷击所损坏，造成气象站不能正常的运行。
（3）金属护拦没有接地，部分线路裸露在外。金属护拦无接地，部分线路没有穿钢管而裸露在外，这也是导致雷灾的潜在危险之一。
（4）没有避雷带和避雷网格。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆避雷带科学合理的安装在外部防雷措施上面极其的重要，它起着护盾的作用，只有正确安装好接闪器，才能把雷电流引下来，能够最大化的保护气象站设备免遭直接雷击。没有合理设置避雷网格范围，接闪器就无法很好的安装，就无法把雷电流引下来的作用，就无法起到规避作用。
（5）总电源以及气象站内各种通讯系统没有安装避雷器。一旦遇到雷的袭击，就会有雷的电流通过，而避雷器的主要作用是放大电流，在断路器有任何动作之前就把过去的电流迅速放掉，从而保护电路和其他后端的用电设备。这其实也说明了这样一种情况，当气象站的电路以及设备直接承受雷击时，气象站受雷灾的概率也会增大。
四、自动气象站防雷对策探讨
（1）单独安装避雷针。规划合理的范围区域，单独安装避雷针， 有助于保护风传感器的铁塔与避雷针混合安装时对风传感器和传输 线的直接影响。严格按照计划的避雷针防护范围进行实施，要把整个气象站及其设备建筑都包含在避雷针的保护范围内。如果气象站边缘 地带，无法包含在保护范围之内，就需要另外建设安装避雷针进行保护，严格进行避雷针的安装，这对于气象站防雷有重要的作用。
（2）科学合理运用雷电防护的疏导、拦截策略。对于雷电的侵袭可以采用疏导方式，就是将雷电流通过接地装置导入大地，将雷电过电压控制在设备或器件的承受水平上，从而保护避免受到雷电的影响。拦截的防护策略就是利用设备工作频谱和雷电波谱分量的差异，利用滤波器等对雷电波隔离或拦截，从而大幅度削减其所释放的能量，从而保护避免受到雷电的影响。对于自动气象站没有良好接地条件的地基，采用雷电拦截策略是一种相对较好的方案，但是对于拦截任务的元器件提出了较高的要求，拦截的装置要有比雷电冲击电压还高的绝缘强度，拦截装置的质量及防雷装置的工艺水平要达到很好才行。拦截与疏导进行有机的结合，多层次全方位的进行防护。
（3）合理铺设引导线。传感器的信号传输电缆必须放置在已经接地的金属管，在避雷针上安装好避雷接闪器，传感器的信号线、避雷针引导线、电源线应该分开进行穿金属管。防止引导线上的雷电流 对传感器的信号线或电源线造成影响。接地电网要合理布局。合理使用以及科学布局接地地网，根据接地地网不共线的原则，应该使金属固定元件与金属管之间形成的电路畅通，这样形成等电位的连接，就能合理的把雷电流引入到大地下。
（4）安装电源避雷器。安装总电源避雷器，而且要在自动气象站设备使用的传输线上加装电源避雷器，全方位多层次的保进行护，最大限度减少雷电对自动气象站的损坏。雷电防护措施应当是全方位多层次的，在雷电侵袭的路径上都要安装防护设备。根据电源系统遭 受雷电的侵袭概率相对较大的特点，把电源系统作为重点保护对象，在紧急的情况下采取隔离防护的措施。
（5）安装避雷带和设置避雷网格。避雷带的严格合理的安装在外部防雷措施上面极其的重要，它起着护盾的作用。正确安装接闪器，把雷电流通过避雷针引入大地下，使气象站设备能够避免遭受直接雷击。如果没有安装避雷带，接闪器就无法很好的安装，就无法把雷电流引下来的作用，就无法起到规避作用。
五、结语
总之，自动气象站防雷建设本身就是一项比较复杂的，综合性较强的工作。在做好防雷工作时一定要从实际出发，综合运用DPSGP技术，再结合气象站本身的特点，进一步调查和分析自动气象站发生雷击事故的具体原因，将其归纳总结，找出相应的有效的解决办法，不断完善，以确保自动气象站的防雷措施能够有效进行，进一步提高我国气象站对天气采集信息的质量。
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论文作者:刘小燕
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/12
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