气象观测设备雷电灾害防御关键技术的应用价值探析

殷国华

摘 要

随着气象现代化技术的飞速发展，我国气象观测站中很多先进的设备被广泛的使用，观测设备的功能增强使观测天气的质量得到了提升，但是在抗雷电磁脉冲以及雷电感应上的能力相对较弱，最近几年我国很多气象观测站都出现了相对频繁的雷击事故。不仅直接影响到了气象观测站在业务开展过程中的正常运行，同时也导致我国环境状态受到了一定影响。为了避免雷电对于气象观测站设备的损坏，需要对气象观测设备进行防雷管理，并提高气象观测站防雷质量。

关键词

气象观测设备;雷电灾害;防御

中图分类号： P429                     文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 11

Abstract

With the rapid development of meteorological modernization technology， many equipments have been widely used in China's meteorological observation stations. The application functions of observing equipment have promoted the quality of observed weather. Lightning induction capability is relatively weak. In recent years， many weather observation stations in China have experienced relatively frequent lightning strikes. It not only directly affects the normal operation of the meteorological observatory during the course of business development， but also causes damage to China's environmental status. In order to avoid the negative impact of lightning on meteorological observing station equipment， it is necessary to carry out lightning protection management on meteorological observing equipment and improve the quality of meteorological observing station lightning protection.

Key words

Meteorological observation equipment; Lightning disaster; Defense

0 引言

近几年，我国气象观测技术发展很快，很多设备都越来越精密，这些精密的设备面对着一个重要问题就是雷击。如果无法做好一系列的雷击防雷措施，就会造成气象观测站的设备受损，其直接影响到了气象预测和预报工作。近几年有关气象观测站的防雷设备，已成为气象观测发展中的一个重点问题，做好气象观测站的防雷设施是气象观测站在日常工作的主要工作内容之一，如何确保气象观测站的防雷质量得到提升，是本文阐述的目的。

1 雷电灾害的类型

在气象观测的过程中，通过气象观测设备可以针对该地区的环境以及天气获取相对准确的数据。为此，很多气象观测站的设备都建立在相对于空旷并且较高的场地，这种环境措施也导致气象观测站受到雷击的伤害及可能性在逐步增加。雷击的损害会带给气象观测站十分巨大的经济损失，会导致我国的环境质量逐步下降。现阶段，作为气象观测站的管理人员，应了解到不同的雷击其危害有哪些，并且降低雷击的危害，减少对气象观测站造成的负面影响。第一，在雷击危害中最严重且最常见的危害就是直击雷。直击雷的危害方式十分明显，即雷电直接击中了气象观测站的某一个设备，这种问题的出现导致气象观测站内的设备出现了强电流损坏。设备被击毁，气象观测站无法正常的进行运营，其直接给气象观测站带来了非常严重的经济损失。第二，雷电感应危害。雷电感应危害是指雷电的第二次作用，雷电产生的电磁脉冲耦合到气象观测设备及线路上，会在设备正常运行状态下，产生非常强的感应雷电流。现阶段，气象观测站所使用的设备，其精密度较高，并无法承受过大的电流，一旦电流过大设备会直接被烧毁，设备的运行寿命下降。第三，线路连接危害。在气象观测站中，并不是所有的设备都在室内，有很多设备在室外，设备通过线路同外界的金属管道或高架铁塔相连。为此，线路连接问题同样会引起气象观测站中其被雷击，设备的工作质量逐步下降。

2 如何在气象观测站进行设备的雷电灾害防御

在我國很多气象观测站会出现设备损坏的原因之一，是防雷安全工作没有做到位，在气象观测站中做好一系列的防雷安全尤为重要。如果防雷工作不到位，对气象观测站而言不仅仅设备受到损害，在严重情况下还会出现员工的安全难以得到保证。为此，需要对不同种类的雷击事故加以防范。根据近几年我国气象观测站出现雷击事故的问题以及资料进行深度分析，应该对所有的防雷技术以及防雷设备进行升级，按照不同地区的雷雨季节时期以及雷电天气发生的频率进行设计和防雷设施的安装，针对气象观测站的实际情况，改善工程的整体质量。需要保证所有的气象设备在实际工作过程中不受到雷电的影响，确保气象观测站内的所有设备可以做到安全且正常的运行。

2.1 做好气象观测设备的接地保护工作

接地保护工作是防雷设备在开展的第一项工作，应按照科学的方式做好气象观测设备的接地保护，以往在接地保护工作开展过程中，由于工作不到位经常出现损坏的设备，其中包括了防雷板、数据采集器等。需要开展最规范的操作方式，确保接地的效果能满足我国接地的实际要求。比如在防雷接地汇流排的中间部位的孔洞部分，可以利用铜芯线进行接地，这种接地效果更佳。而测风塔在受到雷击时，雷电流会直接通过大地来泄放，这种方式可以对气象观测设备进行保护。研究表明，测风塔在受到雷击后会对气象观测设备造成一定的影响。当前在建设测风塔之前，考虑建设的效果，应加大测风塔与气象观测站设备之间的距离，按相关规范要求不小于十五米，提高气象观测站防雷设备接地措施的保护效果，同时也可以防止气象观测站中的设备由于测风塔出现雷击而被损坏的现象。

2.2 对供电系统的防雷措施進行合理安装

在气象观测站雷电灾害防御工程建设过程中，应对供电系统进行防雷措施的保护。气象观测站中，由于供电系统本身所需要的能量较大，在雷雨天气很容易引发雷电直接对供电系统造成损伤，对供电系统做好接地保护，最佳的方式是选择安装高压避雷器。这种方式能够防止雷电与供电系统产生反应，进而出现损坏的情况。在安装高压避雷器的接地保护时，应明确该地区的接地电阻阻值为多少，要求所有的配电系统都需要安装电涌保护器，做好室内、室外配电线的屏蔽设置。与此同时，为了更大限度地提高供电系统防雷措施安装的合理性，也可以直接采取电缆埋地敷设的方式。将金属地皮连接到接地装置上，这种方式既可以确保观测站的各类电源线、信号线都通过了金属管进行屏蔽，防止雷电的侵入，也可以做好接电的措施，保证气象观测设备在实际使用中的稳定性。供电性气象观测设备在使用时，由于其自身的特性，消耗大量的电能，要求工作人员实时去检查气象观测站供电的质量以及供电的稳定性。如果发现了气象观测站固定电压出现浮动，需要安装稳定电压的装置，如果供电系统的电压出现不稳定，气象观测站的一系列设备使用质量不佳，其使用寿命逐步下降。特别是在气象观测站中，其电压偏高，气象观测站必须采取一系列的合理布线措施，要求配电箱重复接地，目的是为了给气象观测站在监测环境以及天气时一个更好的监测状态。

2.3 供电系统直击雷防护措施应用

由于气象观测站所处的环境与市区不同，周围空旷无遮挡，容易出现雷击损坏气象观测站设备的情况。雷电防护的重点应放在直击雷方面。将防直击雷接地装置设置在气象观测站的周围，进而能够让其形成一个独立的接地网。有效地降低直击雷对气象观测站内设备造成的影响，也可以提高气象观测站整体的防雷效果。在观测场地内，防雷接地设施可以根据其实际状况，进而形成网格型的接地。要求其接地的阻值要在4Ω以下，才能有效防止雷击对于设备所造成的损坏。避免接地设备本身对人体电压产生的损害，提高防雷的整体效果。

3 结语

综上所述，对于气象观测站而言，每天对各地区的天气进行采集观测以及整理。气象观测站对于我国环境发展而言其重要性不言而喻，但是部分气象观测站地区在进行防雷保护时，由于其防雷措施不够规范，甚至有一些地区根本没有做好防雷，导致气象监测站在遭受到雷击时，设备出现损坏，无论是设备损坏或者是供电系统故障，这些都将影响我国气象观测站在日常工作时的效益，使工作质量下降。为此，必须做好气象观测站的防雷保护措施，定期对设备进行维护，确保气象观测站运行安全有效。

参考文献

[1]苗菊萍，周爽.气象观测设备雷电灾害防御关键技术的应用价值研究[J].科技创新导报，2018，15（18）：151-152.

[2]李衣长，张泉锋，龚伟，杨希，李顺新.气象观测设备雷电灾害防御关键技术应用研究[J].海峡科学，2017（06）：76-79.