新型自动气象站综合防雷技术探讨

王芳+席云亮

摘 要：本文探讨了雷电入侵新型自动气象站主要途径，概况新型自动气象站综合防雷工程设计原则，探讨自动气象站综合防雷技术。

关键词：新型自动气象站；综合防雷技术；探讨

中图分类号：P415.12 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170932216

1 雷电入侵自动气象站途径

1.1 直击雷入侵

直击雷侵入新型自动气象站，并击中观测设备，会使得自动站部分设备或所有电子信息设备受到不同程度的损害，导致观测资料丢失，还会影响自动气象站对气象要素的正常采集以及上传。

1.2 高电压脉冲入侵

若自动气象站周边的高层建筑物或突出物受到雷击，电磁感应或静电感应将会感应过电压，并凭借线缆引入室内，导致新型自动气象站采集器及传感器等设备受到损坏，严重时会使通信电缆绝缘层破裂，形成瞬时高压将通讯电缆作为介质直接引入值班室，使传感器受到严重损坏，自动站气象观测系统也会出现故障，致使观测资料丢失，产生重大损失。

1.3 接地线入侵

若地面附近的自动气象台受到雷击，地面附近的电位在很短时间内会快速增加，导致瞬间高电位将沿自动气象站内接地线进入，使电路呈强电流，易燃烧电路元件，损毁观测仪器。

2 自动气象站综合防雷工程设计原则

新型自动气象站防雷应充分考虑直击雷防御，加强雷电感应及雷电波入侵防护。新型自动气象站综合防雷主要涵盖2部分：即外部雷電与内部防雷，应做好调研，要充分掌握新型自动气象站气候条件、周边环境、观测场区域及观测仪器安装及布局等，严格依据防雷相关标准规范要求开展雷电整体防御工作，层层设防，多级防护。

3 新型自动气象站综合防雷技术

3.1 外部防雷

结合《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 等防雷规范标准，对新型自动气象站进行防雷分类，依据二类建筑物防雷要求对新型自动气象站的建筑物以及标准观测场开展防雷设计与施工。使用避雷针、避雷网（带）等作为接闪器，借助引下线同地网保持相连，要求其与相关防雷技术标准要求相符，凭借滚球法计算接闪器保护范围，确保自动气象站建筑物均在接闪器的保护范围中，避免被雷电袭击。

3.1.1 接闪器

新型自动气象站办公楼、值班室、机房等建筑物的接闪器均要截闪器采用避雷网（带）混合的方式构成。可以使用Φ12mm的镀锌圆钢材质，要用0.15 m支撑卡子支撑，间距是1.0m；对于避雷网（带）需要沿屋檐、屋角及屋脊等易遭受雷电袭击位置敷设，其中接闪网组成的网格要求≤10m×10m，接闪带组成的网格要求12m×8m。针对观测场接闪器，借助风塔作为避雷针装置，要求长度达11m。

3.1.2 引下线

可以采用新型自动气象站各个建筑物内的钢筋当作引下线，要求引下线的根数≥2，且需沿建筑物均匀布设，其间距要求≤25m。风塔直接可借助金属风杆当作引下线，并同接地装置保持相连接。

3.1.3 接地装置

新型自动气象站采取的防雷接地技术为单点接地及共用地网接地方式，接地电阻要求≤4Ω。并且要确保接地引线长度和截面面积与相关规范标准相符。

3.2 内部防雷

3.2.1 等电位连接

要使用25mm×4mm镀锌扁钢把百叶箱、传感器以及自动气象站与接地装置等进行就近焊接；自动站观测场的金属护栏要同25mm×4mm 焊接并同接地装置保持连接；要使用5m×5m网状接地装置对观测场地面采取电位均压处理。在2风塔之间布设1m×1m呈网状的接地装置并且同跨步电压地网保持相连接，构成统一闭合环路；要求共同接地网分别同太阳能板、卫星天线底座等所有金属物做等电位连接。

3.2.2 屏蔽

从供电室引出的电力电缆通过铺设钢管埋入，并屏蔽处理，然后通向楼层配电箱。 金属管由一端至另一端应通电，应在防雷保护区交界区域内进行等电位连接并且同防雷接地装置相连。

3.2.3 安装浪涌保护器

新型自动气象站配电处、通信机房及计算机房均应该安装浪涌保护器。调制解调器前边安装以RJ11为接口形式的浪涌保护器，业务计算机网络前边加装以RJ45为接口形式的浪涌保护器。其中浪涌保护器的箝位电压要求>1.5Uc，标准放电流In≥3kA（8/20us），响应时间≥10ns，数据采集器上通常涵盖RS232以及RS458的通讯接口，需要加装相应规格信号浪涌保护器。

参考文献

[1]胡斌.对GB 50057——2010《建筑物防雷设计规范》中几个问题的理解[J].现代建筑电气，2013（1）：464-469.endprint