自动站防雷工作中的问题分析及安全防护

赖明 钱启荣

摘要：自动气象站的应用极大提高了地面气象观测业务的规范性和数据的准确性，为气象预报的准确性提供更为精准的数据，促进气象事业的持续快速发展。因此，各级气象部门对自动站安全、持续工作的重视程度不断加强。为确保观测数据的精确性，首先必须确保自动气象站的正常运行，而对自动站防雷保护是自动站正常运行的重要前提。本文根据自动站易遭遇雷击的原因，对自动站防雷工作中存在的问题进行分析，并提出几点安全防护措施，对做好自动气象站防雷工作有一定指导作用。

关键词：自动站；防雷；安全防护

引言

随着我国经济水平高速发展，自动气象站也如雨后春笋般快速普及。自动气象站不仅能够提高气象观测的质量，还能提高气象观测的准确程度。但是我国目前对自动气象站的防雷工作认识程度不高、投入资源不多，或因为安装地理位置和本身结构特点等原因，自动气象站很容易受到雷电的损坏导致自动气象站无法正常工作。所以认真分析自动气象站防雷工作中的问题及探索应对措施势在必行。

1、自动气象站易遭受雷击的原因

自动气象站作为一种气象观测设备，是融合传感器、数据采集及处理、数据通信等综合技术为一体的电子设备，为各气象要素观测提供技术设备支撑。自动气象站建设位置一般位于空旷、海拔高的地带，作为微电子系统，传感器分别位于不同防雷区，各种因素增加了雷击风险系数，因此，对自动站进行防雷保护显得十分重要。根据相关资料表示，自动气象站的建设场地一般分为两大类：一类是建设在原来的气象观测场地；另一类则是根据气象站的需要，将观测场所建立在其他地方，而这类气象站则大多为单要素自动气象站，其他少类的称为多要素气象站。首先对于建设在原观测场所的自动气象站来说，它的防雷系统主要是在原有的基础上改建而成的，因为以前的人工观测大多是属于机械式的设备，抗压的能力相对而言比较强，所以雷击的现象不是很常见，也不会造成很严重的影响。而现在的这种气象站就不一样，它主要是靠电子设备组成，而电子类产品集成度较高，但能量小，抗压能力也就弱，相对的就比较容易遭受雷击了。在建设自动气象站时，由于各方面考虑的不是很周全，导致在遇到暴雷时，很容易遭受到损害，影响到自动气象站的正常运行。而对于那些不是气象观测场的自动气象站，因为观测的需要，大多气象站都是建在屋顶和室外，具体的防雷措施也没有，只有一根避雷针，这是远远不够的，所以类似这种情况，也是很容易遭受到雷电的攻击。

2、自动站防雷工作中存在的问题

2.1观测场地避雷针的保护范围不合格

自动气象站在设置避雷针时，应该将避雷针的防雷作用覆盖整个观测场，也就是要保证所有的设备均在避雷针防护范围。但是，很多情况下，存在自动站观测场地内的设备未全部在避雷针防护范围内的问题，这使得自动站有些设备易受雷击，造成设备受雷电迫害率高，影响自动气象站正常运行的情况。出现了这种不合格的避雷设置，必须要加强整改，要想保证自动站设备整体在避雷针防护范围内，需要请具备专业能力的工作人员根据观测场避雷设施的实际情况是否在避雷针防护范围进行研究。

2.2风传感器的铁塔与避雷针存在混合安装

风塔是观测站的最高点，不仅能承载传感器，还能发挥避雷接闪器的作用。基于相关规范了解，发现独立避雷针与接地装置、建筑物、电缆都存在较大关系，期间的距离在3m以上。另外，风塔与避雷针之间也应当保持合适的距离，以避免遭受雷击进而造成一定程度的损坏。

2.3风杆上避雷针引下线与观测设备在场地网的接地点问题

原设计方案是按照电压值相同、电位值相同的相关规定，保证电子仪器与全自动检测体系的电压电位供应正常，并构建一套观测场内共用接地系统，其包括避雷针内线接地、金属化设备体表接地、屏蔽化功能接地、保护化措施接地等一并接入观测场的共用地网。但因为自动气象站观测措施设计不合理与接线人无法正确理解电位值等同概念和共用接地系统，并在实施过程中忽视观测场地网的接地点与风杆上避雷针引下线的空间距离，易导致胡乱简易地共用上述接地网络，这也无法保证自动气象站观测系统正常运转工作，同时也加大了自动气象站观测接地问题发生的风险几率。所以针对相关设备拟定位置设计方案上，应尽量避免风杆上避雷针接闪通过地网泄放电流，减少对附近接地设备干扰现象的发生，同时采取相关文献说明，即观测设备在场地网的接地点与风杆上避雷针引下线之间的距离应大于10m。

2.4电源、部分通讯系统没有安装避雷器

在自动气象站中的电源、部分通讯系统没有安装避雷器，当收到雷击的时候，自动气象站电路会直接承受，增加雷击的破坏几率。

3、自动站的安全防护对策

3.1合理设置并使用接地地网

必须要设置合理有效的接地网，合理使用、制作接地网。在地网的接入中，应依照自动气象站的布局状况及管道走向按照相关工程要求，将地网绕着整个观测场一圈，同时沿着管道走向完成接地网的安装，达到全部观测系统设备及金属管都能就近接地目的。信息采集箱上的静电线也必须连接到接地网上，使气象信息采集箱上的金属固定件和采集箱金属管三者有效地连接在一起，这样就可以有效地形成等点位连接，并能够使得金属管座和地网形成一个完整有效的防雷措施；或者可以安装避雷器，这主要是为了能够更好地在处理紧急情况下可以使用电源避雷器，有效防止其他电子设备的损坏，进而可以确保自动气象站的正常运行。

3.2承载风传感器和避雷针的安装

一般的话，可以采用风向感应器装载到风塔上，这样就可以在风塔中处于一个观测最高的位置，风塔不仅可以承担着风力及风向的作用，还可以起到一个充当现场直击雷击闪器，从更为通俗的意义上看，这是相当于一根避雷针。只有通过设置一系列的独立避雷针支柱，才能够使承接接地装置保护自动气象站。

3.3合理安装浪涌避雷器

雷击产生的过电压将对自动站内部电子元件造成破坏，对自动气象站加装浪涌保护器SPD可以有效限制瞬间过电压。自动气象站低压配电系统电源线上使用具有金属外壳或带绝缘套穿过金属管引入气象站室内，并对其两端进行接地。若是对自动站架空线路防雷改造埋地引入时有困难，可将架空线路上的终端杆前第一、第二杆上的绝缘子铁脚做接地处理，在终端杆上增设一组通流量不小于100KA的电源浪涌保护器。

结语：

为了能够更好地做好自动气象站的防雷工作，必须要加强对自动站防雷工作中存在的问题进行研究，深入分析其发生的原因，才能更好地提出有效的建议。另外，必须培养出具备良好专业素质的防雷工作人员，同时不断提高自动气象站工作人员的安全意识和责任意识。只有这样，才能确保自动气象站设施的安全运行，进一步推动天气预测的准确性和可信度，更好地服务于社会经济的发展。

参考文献

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作者简介：赖明（1967-），男，汉族，陕西省镇坪人，中专学历，助工，从事气象工作。

（作者单位：陕西省安康市气象局）