摘要：新型自动气象站广泛应用，现已成为气象观测工作中不可或缺的重要组成之一。但是由于雷电现象的普遍破坏性，新型自动气象站也不可避免遭受损失，现针对新型自动气象站遭受雷电侵害的原因进行了简单的分析，并提出相应的安全防护措施，来协助保障自动站稳定、持续的运行，减少雷电灾害造成的损失，提高自动气象站的可靠性。
关键词：新型自动气象站；雷电灾害；防护措施
新型自动气象观测站具有自动观测气象情况并对数据资料进行处理保存、传输等功能，大大减轻了观测人员的劳动力，现已成为地面气象观测工作的重要组成部分之一。新型自动气象站由数据采集器、传感器、传输线、计算机等设备构成，共同协助完成工作。自动站的电子系统具有集成度高、耐压程度低等特点，同时自动站一般处于地域辽阔的地方，遇到雷电天气容易直接遭受雷击，严重影响正常的工作进度，因此，需要积极完善自动气象站的防雷系统，尽量避免自动站遭受雷击，尽可能确保地面气象观测工作的正常进行。
1自动气象站的雷电灾害原因分析
1.1自动站构造及地理位置影响
由于自动站的设备较为敏感脆弱，因此容易遭受雷电侵害，同时，自动站内部的线缆错综复杂，造成雷电感应后电压与雷电电磁波脉冲传播的关键因素之一。其次气象站为了更好地收集气象资料，一般会将自动气象站建在比较空旷的地方，风速传感器一般安装在高于地面10cm-12cm，的位置，但是这种高度切突出的独立状态容易成为雷电的传导的导体，在雷电来临时，容易损害采集装置。
1.2观测场地避雷针设置的不合格
目前自动气象站遭受雷击的原因之一可能是避雷针的保护范围不足，不能安全防护所有设备。因此自动气象观测站的避雷针在进行设计时，应该进行专业的计算，同时让测量人员开展观测场地的避雷防护范围进行分析研究，确保避雷针的防雷范围充分覆盖所有观测场，保障整个观测场内的气象观测设备在避雷针的防护范围内。避免在遭受雷电袭击时，自动站内的仪器设备被雷电破坏。
观测站内的风塔位于观测站的最高点，承载风传感器功能之外还发挥着避雷接闪器的作用，可以作为一个独立的避雷装置使用。根据《建筑物防雷设计规范》，独立的避雷针支柱与它的接地装与到被保护建筑以及与其有联系的管道电缆等其他金属物之间的距离应不低于3m。因此风塔和避雷针之间的距离应该保持在合理范围之内，避免在遭受雷电袭击时产生的瞬时电位差和雷电利用避雷针与横臂间的时间差，对风传感器造成进一步的损害[1]
1.3避雷带与避雷网格之间设置缺乏合理性
科学安装避雷带、避雷网格是气象自动站有效外部防雷方式之一，但是只有合理安装接闪器，才能发挥引导雷电流的重要作用，将强大的雷电流引入地面，降低雷电对自动站内仪器的损害。但是由于有些新型自动站内没有合理安装避雷带与避雷网格，以及接闪器，因此引导雷电流的重要作用不能充分发挥出来，在雷电袭击时使自动气象站发生严重损失。
1.4 线缆屏蔽措施不完善
在新型自动气象站突出位置安装风向风速传感器和接闪杆，但是传输信号用的电缆直接裸露在在风塔顶端，风塔在理论上有防雷效果，能保护一点范围内的设备仪器，但是对于裸露的电缆线可能不能有保护作用，会在雷电电磁波脉冲作用下产生过电压从而引发事故。另外风塔的金属结构也容易产生过电压引发雷电事故。目前许多自动气象站采用风传感器和避雷针混合安装，这种安装方式存在极大的雷电灾害风险，但是很多气象工作人员没有意识到这种问题的存在，没有注重风传感器的正确安装方式，这种潜在的安装方式成为引发雷电灾害的原因之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在雷电灾害来临时，安装在新型气象站最高的风塔处的风向传感器，容易遭受雷电的直接袭击，遭受雷击之后风传感器会受到严重损伤，致使台站的正常工作不能运行，影响后续信息的传送。
1.5 地电位不均等
新型气象自动站的办公楼与观测场地的地网是断开的，在遭受雷电袭击时，办公楼的接闪器会在雷电作用下产生高电位，这种高电流通过接闪器传入地面之后使地面产生高电位，此时新型自动气象站中的办公楼和观测去距离较近时，地网会相互收到影响，出现地电位杂不均等，引发电位反击出现设备的故障，引起工作不能进行。
2 新型自动站雷电灾害的安全防护措施
2.1 全面设计自动站的防雷系统
新型自动气象站已经后才能为目前气象观测的必备设备之一，因此做好防雷工作至关重要。相关的工作人员结合自动站多通道入侵的特点，设计建立完善的一体化防雷系统，以便于将自动站的雷电危害降到最低。必须对易发生雷电袭击的区域进行设防，尤其是电源系统，采取多层防护，甚至采用隔离措施，避免出现问题。
2.2 接地网的合理设置
接地网是否合理设置也关系防雷的效果，因此合理设置接地网址防雷建设中关键的一步。根据新型自动气象站的布局和管道走向，在地网接入时，应该遵循防雷工程的相关安排，沿着自动站的管道走向围绕整个观测场展开地网安装，从而实现自动站的系统设备与金属管道都接地[3]。同时使信息采集器上的静电线连接至接地网，信息采集箱上的金属固定件和采集箱金属管三者有效的连接在一起，形成等电位连接，同时也可以让接地网和金属管座构成一个完整的防雷系统，在雷电来袭时确保自动站的稳定性。
2.3避雷针的合理安装
因为避雷针和风塔混合安装容易引发事故，甚至引雷作用会进一步增加灾害发生的可能性，因此在安装时必须杜绝这种安装方法，单独设置避雷针。但是在设置避雷针的过程中要充分考虑保护范围，确保新型自动气象站内设备在应对雷电灾害时能减少损失。
2.4 完善线缆屏蔽
线缆错综复杂不能有效屏蔽导致雷电事故的重要原因，因此完善线缆屏蔽措施是必须的。风向风速传感器建议采用金属铠装电缆，同时等电位连接风塔的下线管也应该等电位保护。这种线缆屏蔽方式能有效的防止雷击风塔时的反击，同时还能有效解决雷电电磁脉冲引起的电磁效应问题[4]。对于观测场内的线缆可以两采用和接地体等电位连接的方式，也可以将全部线缆进行金属线槽敷设和全线穿金属管改造实现防雷。
2.5等电位连接和安装电涌保护器
在办公楼天台中与防雷装置之间进行等电位连接，一般情况下是与储水箱进行连接。注意为储水箱的马达电源线配备电涌保护器，一般建议建议安装Ⅰ级电涌保护器，这样能更好应对雷电冲击。
参考文献：
[1] 吴孙发，郑国强，叶囯富.新型自动气象站雷电灾害的原因分析及雷电防护[J].农村实用技术，2019(03)：34-35.
[2] 何文革，张骥，戴栋凌．“一般雷电灾害”调查鉴定方法探讨[J]．现代信息科技，2019，3（02）：25-29．
[3] 尹清华．现代气象防雷设备与技术及其应用研究[J]．科技经济导刊，2019，27（02）：115．
[4] 陈泓熙，董彦祺．防雷工作中的常见问题及解决措施[J]．四川水泥，2018（12）：243．
作者简介：徐巧云（1975-），女，汉族，浙江长兴人，大专学历，助工，
从事研究防雷方面工作。
论文作者:徐巧云, 郑城杰
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/28
标签：雷电论文; 防雷论文; 避雷针论文; 灾害论文; 气象论文; 自动气象站论文; 电位论文; 《科学与技术》2019年19期论文;