雷电防御技术在气象保障工作中的应用

2020-01-08福建省宁德市防雷中心胡伦善黄雄王明辉

河北农机 2020年6期

福建省宁德市防雷中心胡伦善黄雄王明辉

本文将从气象设施和设备雷电防御的必要性、主要防御方法、防御中的重点难点展开探索。特别是设备现代化和业务数据化后，雷电的危害不仅是户外设施、设备的雷击破坏，还包括感应电流对电子原件的破坏，乱流、电磁等对设备正常运行的干扰和对无线通信的影响，以及对数据传输的稳定性、数据存储的安全性的影响。

1 气象设施和设备雷电防御的必要性

确保气象数据的准确性、连续性、稳定性是气象工作的重中之重，也是开展气象服务的根基。气象现代化发展到今天，观测和预报的基础数据都依赖于各类电子电气设备，气象业务系统和办公系统也更加依赖于网络与计算机，雷电防御技术在气象保障工作中将广泛应用，通过减少电与磁对气象设备、网络设备、计算机的破坏，保障气象业务正常、稳定运行日益重要。

1.1 户外气象设施和设备的防御需求

观测场、自动气象站大都建在户外，四周开阔、无遮蔽物，又不乏风塔等高耸孤立的金属构筑物，容易直接受到雷击。场内的各种传感器和数据采集模块多为精密电子设备，容易在发生雷电时受到电磁破坏。然而，这些设备和仪器是气象观测基础数据的主要来源，因此采取雷电防御措施十分必要。

1.2 通信设备和数据传输线路的防御需求

气象数据的传输是气象工作的一个重要环节，一般包括无线传输和有线传输。无线传输的风险主要在于通信设备直接被雷击破坏或电磁损坏，以及传输信号受到电磁干扰；有线传输的风险在于线路直接被雷击破坏或电磁损坏，或电涌通过线路入侵破坏内部设备，或传输信号受到电磁干扰。

1.3 计算机及网络系统的防御需求

气象业务的开展和办公早已离不开计算机及网络系统，计算机和网络设备被电磁破坏的后果不堪设想。各类PC、服务器、机房、数据中心，承担着气象数据的传输、存储、处理任务，这些电子电气设备受到电磁干扰或破坏可能会造成传输不畅、数据失真、数据丢失的现象，后果十分严重。

2 气象设施和设备雷电防御的主要方法

本文主要结合气象工作中遇到的实际情况和雷电防御技术的基本原理，尽可能把雷电防御技术的应用表述得简要、易懂，旨在提高人们雷电防御意识，知道哪里要防御、防御什么、怎么防御。根据气象设施、设备的特征，我们通常所说的直击雷、感应雷、电涌入侵、电磁干扰、静电等，可以归纳为对电子电气设备电破坏和磁破坏的防御。

2.1 气象设施和设备电破坏的防御

气象设施和设备电破坏防御的基本思路包括导走电流、消除电位差、防止电磁场危害。例如，在观测场、自动气象站设置接闪装置、采取接地措施就是为了把直击雷、感应雷产生的电流导走。同样通过共用接地装置、做等电位连接消除电位差，防止电流破坏设备或干扰设备正常运行。

2.2 气象设施和设备磁破坏的防御

气象设施和设备磁破坏防御的基本思路是防止磁场对电子元件的直接破坏、对通信信号和数据传输的干扰、磁电转化带来的电破坏。因此，许多重要的设备、线路、机房和数据中心都要采取屏蔽措施，防止磁场对电子元件的破坏、对通信信号和数据传输的干扰，同时还要防御感应电流造成的电破坏。

2.3 气象设施和设备雷电防御中人的主观能动性

如果管理者雷电防御意识薄弱，对防雷设施不管理、不维护，也会造成防雷设施不能发挥其防御作用。因此，在气象设施和设备雷电防御中发挥人的主观能动性十分重要，应当制定管理制度并加强执行，提高气象保障人员雷电防御意识。

3 气象设施和设备雷电防御的重点难点

在气象设备现代化和气象业务数据化后，气象设施和设备雷电防御的重点从单一的户外设备防直击雷，转向了仪器设备、通信设备、传输线路、计算机、网络、机房、数据中心等气象业务数据化基础设施设备对电破坏与磁破坏的全面防御。其防御的难点在于这些设施和设备已互联成网且离不开电，电和磁又不分家，电能转化成磁，磁也能转化成电，还有一些金属磁化后磁性不会消失。