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自动气象站遭受雷击的途径及防护措施


□ 刘飞;侯波

辽宁省抚顺市气象局 辽宁抚顺113006

摘 要:

自动气象站在气象资料的获取过程中发挥着重要作用,其安全防护至关重要。该文介绍自动气象站遭受雷击的主要途径,并据此提出相应的防护措施,以为自动气象站的防雷工作提供参考。

  刘 飞 侯 波

  (辽宁省抚顺市气象局,辽宁抚顺 113006)

  摘要 自动气象站在气象资料的获取过程中发挥着重要作用,其安全防护至关重要。该文介绍自动气象站遭受雷击的主要途径,并据此提出相应的防护措施,以为自动气象站的防雷工作提供参考。

  关键词 自动气象站;雷击;途径;防护措施

  中图分类号 P414 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)08-0218-01

  自动气象站是一种能自动收集、处理、存储及传输气象信息的装备,其已经成为地面大气探测的重要的组成部分。随着气象事业的快速发展,自动气象站得到了越来越广泛的应用,逐渐成为获取气象资料的主体设备。目前,抚顺市已建成自动气象站85个,覆盖所有乡镇,提高了天气的监测、预测能力,为天气预报、气候预测、城市环境气象、气象灾害决策服务及人工影响天气方面,提供了更及时、准确、有效的地面气象观测资料。因此,自动气象站的安全防护至关重要。

  雷电是一种常见的自然现象,具有一定的破坏性。自动气象站多建立在空旷地带,主要由传感器、数据采集器、系统电源、通讯接口等组成,其所处的地理环境和自身的设备特点,使其容易遭受雷击,而一旦遭受雷击,气象数据的采集与传输必然会受到严重的影响,甚至造成数据的缺失,进而严重影响气象服务工作,因此做好自动气象站雷电防护意义重大。

  1 自动气象站遭受雷击的主要途径

  一是直接击中自动气象站的仪器设备,击中瞬间即可产生高电压形成火花放电,并转化为机械能和热能,使自动气象站的仪器设备遭到破坏;二是由于接地技术或等电位处理不当,使电荷无法导入大地,电位得以抬升,形成的高电压反击到设备上造成损坏;三是雷击放电时,其周围瞬间产生强大的变化电磁场,处在该电磁场中的设备和传输线路会感应出较大的电动势,进而造成电子设备的损坏;四是雷电击中与自动气象站相连接的电源线、数据线等导体,导致电压波和电流波向导体两端传播,从而造成自动气象站设备的损坏[1]。

  2 防护措施

  针对上述几种雷击途径,自动气象站的防雷措施应该包括外部防雷和内部防雷,即不仅要考虑防直击雷,还要考虑防雷电感应和雷电波侵入[2-4]。

  2.1 外部防雷措施

  自动气象站的外部防雷设计应根据当地年平均雷暴日数及本身年预计雷击次数等资料,按照《建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)》《气象台(站)防雷技术规范(QX4-2000)》《自动气象站场室防雷技术规范(QX30-2004)》的要求进行。观测场的仪器设备,可将接闪器安装在风杆上,引下线沿风杆拉线入地,并与观测场地网做可靠电气连接[5],雨量计、低温变送器等其他仪器设备的金属外壳应就近与观测场地网电气连接[3];值班室可在建筑物上安装接闪杆、接闪带、接闪网等防直击雷。

  2.2 内部防雷措施

  2.2.1 信号、数据线路的防护。进户前,应将电话线、网络线等信号线穿金属管道埋地铺设,金属管道两端要注意接地。在各级防雷区的过渡地带要安装信号SPD,SPD的接地线长度应<1 m,SPD通常选择参数为标称放电电流为5KA(8/20 μs),漏电流≤20 μA,插入损耗≤0.3 db。数据线路应避免架空敷设,宜穿PVC管埋地引入[3]。

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