地面气象观测场防雷保护措施的探析

李庆国 王安琦

摘 要 气象站等一系列设施，功能主要辅助用于预报天气、各种气象，但其受地理位置和环境等因素影响，一些地面气象站易受雷击，因此，地面气象站的建设和运营应受到良好的保护，注重防雷。

关键词 地面气象观测；防雷；措施

天气观测对人们的日常生活至关重要，通过地面观测可提供实时数据，并为天气预报提供基本数据支持，保护地面气象站尤其重要。导致错误或数据丢失的因素很多，雷电天气就是其中之一。雷击的风险非常大，防雷装置在地面上的安装不当会轻易损坏地面观测设备，这可能对天气观测造成致命的伤害。

地面气象站的雷电防护，主要是为了保护站内的各种设备和设施以及观察室的工作人员生命安全。通常有两种内部雷电防护，例如避雷器的安装和屏蔽，外部雷电保护，包括等电位和接地电极等设施。根据观测点的防雷规范，防雷的设计，施工和验收工作良好，可以通过各种保护措施优化和完善观测点的防雷系统，减少气象站的雷击隐患[1]。

1 地面气象观测场防雷保护常见问题

1.1 线路的问题

有许多天气指标，例如风向和风速观测。一些气象站没有在风向站和风速站处安装单独的金属保护管，因此它们更容易与避雷针电缆缠绕在一起。风向和风速观测信号线连接至避雷针信号进而影响气象信号的接收。尽管电缆表面上的保护层难免会受到电流对信号接收的影响，但是雷电形成的破坏力时大家瞩目共睹的。由于屏蔽层无法完全阻挡雷电的影响，因此会影响风向和风速信号。

1.2 观测距离设置不当

防雷项目的设计者与某些施工人员之间在防雷设施上的安裝之间存在细微差异，并且防雷问题是由未经同意的防雷项目的施工引起的。例如，电位连接和公共接地之间的误会导致了施工过程中的错误。施工人员没有考虑观测站点网络接地点上的地面之间的距离，公共接地是直接连接的。这会对地面测量场产生不利影响，并带来安全隐患。

1.3 屏蔽层单点接地

屏蔽是一种相对常见的保护措施，可以通过在电缆和其他电路表面均覆盖上金属外壳以减少电磁感应的影响，加入屏蔽层以提供双重保护。电缆屏蔽层的两端应至少等电位连接，缺少任何一端的连接都将不利于防雷和观察场所的保护[2]。

2 保护改进措施

2.1 直接性雷电防护

根据气象站建设有关规定，气象站必须充分利用工作区域中的所有金属固定装置和所有金属物体来形成等电位表面，并且在安装独立的照明装置时，请注意避雷针的集中，形成完全的等电位效应。气象站必须将所有监视设备与外部金属可靠地结合在一起，与地下表面结合，可以有效地内部解决雷电流，同时，有必要利用地下电缆的反馈对观察室进行电离和拆卸，为防雷工作打下基础。同时，雷电流将在观察仪器与金属外壳表面之间产生恒定的电位差，光电位差的存在会影响仪器的测量数据的准确性，并且过大的电流会损坏仪器的关键组件。在电路中，有必要在仪器之间保持雷电安全接地，同时在照明设备与风传感器以及其他监视设备和雷电传感器之间保持恒定的距离。

2.2 接地隔离装置

直接连接到设备起落架的防雷装置可以安装在观察区域的中央，并且接地电阻应小于5Ω。接地设备与其他测量设备分开，并且保持6 m的距离。应根据观察场中的金属沟槽设置远程入侵设备和低照度接地设备，这将有助于阻止与相邻设备的潜在连接，并且抗冲击性应小于6.5Ω。如果接地强度不符合规范要求，可采用垂直接地钻孔法来扩展水平接地装置，减小区域的土壤阻力，减少障碍物，增加地面面积，降低抗拉强度。如果将直接连接的接地设备与其他接地设备分开连接，则可以平衡多点连接的电位，这种效果更好，并且接地电阻的电阻不大于3Ω。

2.3 雷电波防护

观察区和工作区的电力和数据信号传输线应通过电缆布置并通过沟槽连接，气象站的机房应通过金属管沟槽安装。将I级保护器安装在电源末端的避雷器上，并将接地电缆连接到最短的路径。数据传输线之间的距离至少应为1.5 m，两端的电涌保护器应直接连接至与避雷器相连的接地开关[3]。

2.4 内部防雷保护措施

地面气象站内部的避雷措施相对简单，例如避雷器的安装和屏蔽。在内部防雷工作中，供电系统的防雷是观察现场管理人员的首要考虑因素。也就是说，不仅应对信号系统进行防雷保护，而且还应通过科学的布线和合理的电缆屏蔽进行保护。另外，操作员必须对信号线和电源线之间的电磁兼容性问题采取科学的处理方法。

3 结语

气象观测在我们的日常生活中具有重要意义，必须在防雷设备中很好地进行。众所周知，雷电的影响很大，有些疏忽会对电力设备产生负面影响。采取防雷措施，增加金属护套，控制设备之间的距离，避免缠结的线。这些方法和测量值可以主观地更改，并且存在一些难以人为更改的客观因素，例如地形，并且我们将尽最大努力减少这些因素对地面测量场的影响并减少雷电事故发生的可能性。

参考文献

[1]田小龙.浅谈地面气象观测场防雷保护措施[J].科技经济导刊，2018，26（06）：29.

[2]李洪伟，高胜利.浅谈地面气象观测场防雷保护措施[J].科技经济导刊，2018，26（36）：92.

[3]白剑虹.浅谈地面气象观测场防雷保护措施[J].科技经济导刊，2018，26（07）：60.