鄂州市气象局 湖北 鄂州 436000
摘要：我国经济建设的快速发展带动我国气象行业发展迅速。自新型自动气象站引进以来，现已成为气象观测工作中不可或缺的一部分，但是由于新型自动站的结构特点、安装技术与环境以及当地的地域气候特征，导致自动气象站易遭受雷击侵害。
关键词：新型自动气象站；雷电灾害的原因分析；雷电防护
引言
科学技术的快速发展使我国各行业迎来新的发展机遇和空间。气象观测的一个很重要的组成部分是自动气象站，其可以对一定范围内的地球表面的气象状况和其变化过程进行观测，为气象的预报与研究提供非常重要的依据。自动气象观测站在计算机等的控制下可以对气象观测的资料进行整理并且上传，但是这些电子设备对于雷电的脉冲都十分敏感，所以，做好气象观测站的防雷工作十分重要。
1自动气象站雷电成因分析
1.从自动气象站构造角度分析雷电灾害的形成原因，就自动气象站组成结构而言，导致雷击灾害发生的原因有以下几点：由于设备具有较强的敏感度与脆弱性，致使新型自动气象站极易遭受雷电感应侵害；自导气象站内部的线缆错综复杂，是造成雷电感应过电压与雷电电磁脉冲传播的关键原因。2.从自动站的位置环境方面分析雷电灾害的形成原因，大部分自动气象为了使收集到的气象信息更加准确，通常会把气象站建立在较为空旷或是比较突出的地方。此外风速传感器通常要安装在高于地面10m～12m的位置，类似这种高耸且较为独立的状态非常容易成为雷电放电的导体，进而损坏采集装置。
2.雷电入侵新型自动气象站途径
1.直击雷入侵，若雷雨天气出现的过程中，新型自动气象站内的部分观测设备遭受直接雷击，会导致设备或电路受损，使得观测数据丢失，影响气象观测数据的正常采集和上传。2.接地线入侵，若直接雷击出现在新型自动气象站的接地点附近，接地点附近的电位会瞬间增加，产生的瞬时高电位将会在自动站接地线的作用下引入到电路，使得电路中有强电流出现，进而烧坏电路元器件。3.高电压脉冲入侵，若雷电在台站上空出现，而其四周较高的建筑物或突出物体被雷电击中，受到静电感应和电磁感应的影响，在线缆中将会感应到高电压，使得新型自动气象站中的传感器、采集器等设备遭受不同程度的损伤，甚至是击穿通信电缆的绝缘层，瞬间过电压将会借助于通信线缆侵入到值班室内，导致观测系统出现瘫痪，一些气象要素数据丢失，严重阻碍了地面气象观测工作的顺利开展。
3自动气象站的雷电防护措施
3.1改用光缆作信号传输线
新型自动站很多位于山顶，属于雷电灾害事故多发环境，综合多地区的气象观测站雷电灾害情况，大多数事故都是串口隔离器损坏，造成了数据传输的中断。从信号采集箱到主机之间采用光缆作为信号传输线，光电转换器的金属机壳、光缆的金属抽头要与接地端子作等电位连接，可以抑制雷电电磁脉冲对信号传输的干扰。改用光缆作为信号传输线虽然造价比较高，但是保证了气象信息在雷电电磁环境中正常传输。
3.2合理的安置避雷针
许多气象站把测风杆当做避雷针支撑物品的做法是十分危险的，这种方法提高了测风杆的受损程度。所以，一定要改变策略，采用单独的避雷针来进行防雷，还要保证避雷针与周围的建筑物等有充足的距离，让避雷针在雷电灾害发生时可以尽力阻挡泄放的通道，减轻对周围设备的干扰程度。避雷针与测风杆之间也要有一定的安全距离，还要保证避雷针的保护范围，根据保护范围的大小来安装合适数量的避雷针，还要根据需要保护的范围来确定合适的避雷的高度。还要做好雷电流引下线与风数据传输线之间电磁的屏蔽工作，更好地提高防雷工作的效率。
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3.3接地
接地属于防雷中的基础性工程，接地网的好坏直接影响最终的防雷效果。在对接地网进行设计时，为保证接地电阻值同规范要求相符，需综合考虑地网面积、材料规格、土壤电阻率等方面的因素。新型自动气象站的接地主要包括有值班室和观测场的接地。为防止地网内出现电位差，使得地电位反击损害设备安全，应将联合接地作为首选条件。也就是连接值班值与观测场地网，保证接地电阻值不超过4Ω。
3.4建设独立的风传感器的接闪装置
根据防雷设计规范，尽可能地降低直击雷对风传感器的雷击破坏，在距离风传感器铁塔3m的位置，应安装高于风传感器的独立接闪杆，同时连接可靠的雷电流引下线、做好符合接地电阻的要求接地，使风传感器位于独立接闪杆的直击雷防护区域内，可使直击雷度对风传感器造成的雷击事故有效降低。
3.5安装电涌保护器
台站的工作室内通常安装有电涌保护器件，实行电涌保护的主要目的就是避免雷电流沿着电线或者信号线进入到室内设备上，导致新型自动气象站遭受到严重损坏，提前在新型自动气象站的电源线或者是信号线上安装电涌保护器，可以将雷电中电流及时泄放出去，确保新型自动气象站仪器设备的安全，使其可以正常运行。
3.6提高防雷工作人员的专业素养
对于当前防雷工作人员对于专业知识了解程度不够，责任心不强等问题领导一定要提高重视程度，提高管理的能力与水平。建立一系列的员工考核制度并建立奖惩制度，定期对工作人员的专业知识掌握程度进行考核并进行赏罚，以此来让工作人员的工作积极性得到提高，对于工作的责任心也得到一定的提高。让雷电工作人员更加了解相关专业知识，以此来提高工作人员的工作效率与工作水平，进而使防雷工作可以更好更高效地进行。
3.7完善线缆屏蔽
风向风速传感器的信号线缆进出风塔应穿金属铠装电缆，电缆金属外皮两端与风塔做等电位连接。风塔内的下线管也应与风塔做等电位连接，实现电气联通。当雷击风塔或附近时，这样一方面可以避免线路界面处发生反击和闪络，另一方面可以抑制雷电电磁脉冲对信号线缆的产生的电磁效应。应将观测场内的线缆全线穿金属管或金属线槽敷设，如果改造工程耗费较大，可以将观测场内的埋地敷设的金属管和铝合金线槽均与接地体相连，实现等电位连接；钢管、线槽的拐角处可用铁皮包裹拧紧，以防雷电电磁脉冲干扰。
3.8室内设备做好等电位连接
对于感应过电压与雷电电磁脉冲的干扰，可将放置在自动站室内设备的建筑物采取相应的屏蔽与等电位连接等防护措施。自动站的室内设备要位于第一防护区LPZ1中，且做好室内等电位连接。室内要使用铜质材料、有足够面积与厚度的等电位接地端子板，连接线要尽可能平直短粗，可有效降低等电位连接线产生的感应电压；另外，等电位连接端子板要与公共接地端良好连接。
3.9将现代化设备应用到防雷工作中
在我国社会的不断发展、科技不断进步的背景下，一定要加大资金投入，将现代化的高科技设备应用到防雷的实践当中，提高防雷工作的科技化水平与现代化水平，现代化设备可以大幅度地提高防雷工作的效率，所以将现代化设备与技术应用到防雷工作中非常有必要。
结语
自动气象站的建立为人民的生产生活都带来了便利，在人们的生活中发挥着巨大的作用，人们也知道了自动气象站建立与维护的重要性。为了确保自动气象站的安全就一定要做好防雷工作，保证自动气象站可以正常稳定地运行，要提高气象工作人员的责任意识，为人民群众提供快捷高效的气象信息，推动气象事业的进步与发展。
参考文献
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[3]黄仁立，韦华红.新型自动气象站雷电防护技术探讨[J].气象研究与应用，2016，37(2)：106-109.
论文作者:刘国清 叶木林 胡金虎 傅玮
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第07期
论文发表时间:2019/9/3
标签：雷电论文; 防雷论文; 气象论文; 自动气象站论文; 电位论文; 避雷针论文; 设备论文; 《科学与技术》2019年第07期论文;