做好新型自动气象站雷电防御工作的若干思考

张新兴 朱海燕

【摘要】科学技术水平的不断提高推动了气象事业的发展和进步，新型自动气象站在投入使用以来在各个地区得到了广泛应用，不仅使自动化水平得到了提升，还在一定程度上提高了气象探测水平的精确度。由于自动气象站自身的特殊性在运行的过程中很容易遭受道雷电的侵袭，对自动气象站的正常工作造成很大的影响。基于此，本文结合江西省玉山县自动气象站雷电防御工作的实际情况，首先阐述了雷电入侵自动气象站的主要途径，接着分析了自动气象站雷电防御工作中存在的问题，并提出了科学合理的解决对策，从而确保气象站可以正常、稳定的运行。

【关键词】新型自动气象站 雷电防御 问题 解决对策

近些年来，随着气象现代化建设进程的加快，新型自动气象站开始大规模投入到业务使用中来，这是地面气象观测手段的重大进步。对于新型自动气象站的仪器设备来说，大部分都是采用半导体器件和集成电路构成的，这些仪器设备有很多缺点存在，例如过电压和过电流的耐受能力差、绝缘强度低、对电磁干扰比较敏感等，同时还分布在不同的地理环境和气候环境中，尤其是雷雨天气中，这些仪器设备在运行的过程中很容易受到雷电的入侵，雷电中的过电流、过电压以及电磁脉冲等的侵入将会对自动气象站仪器设备的正常运行产生影响。所以，做好新型自动气象站的雷电防御工作是保证其正常运行的关键所在。

1.雷电侵入自动气象站的主要途径

1.1直接雷击

所谓的直接雷击就是指雷电直接击中了相关设备或者是建筑物上。虽说新型自动气象站中发生直接雷击的概率很小，但是雷电还是可以通过这种方式直接对自动气象站中的突出物体产生不同程度的危害。尤其对风杆产生的危害更大，一旦雷电直接击中风杆，就会导致气象站的相关设备受到损坏，从而造成数据丢失。

1.2雷电波侵入

当导体被雷电击中时，将会产生强烈的电流波或者是电压波，同时雷击中心点会沿着导体两侧进行传播，这些强大的电流波或者电压波在传播的过程中一旦遇到自动气象站中的网络信号线或者是电源线等线路时，电流波或者是电压波将会直接借助于这些线路入侵到气象站中的相关仪器设备中，造成自动气象站中的仪器设备受到破坏，严重影响观测工作的正常进行。

1.3雷電电磁干扰

雷电在自动气象站周围放电的过程中，将会有非常强大的电磁场产生，如果自动气象站正好位于这个电动势中，很容易感应出自动气象站中导体位置所在，这些电动势会在极短的时间内进入到自动气象站的各个设备上，这种情况也会破坏自动气象站中的设备。

1.4地电位反击

当新型自动气象站接地网中的电阻超过标准要求时，一旦出现雷击现象，很多雷电流在传输过程中将会受到阻扰，但是在雷击事件发生时，由于电荷的影响会导致电位出现浮动现象，此时就会形成高电压，对自动气象站中的接地线从反向进行传输攻击，发生地电位反击现象从而造成气象站设备出现损坏。

2.新型自动气象站雷电防御工作存在的问题

2.1缺少避雷带与避雷网格

在对新型自动气象站进行外部防雷的过程中，利用科学、合理的方法对避雷带进行安装是至关重要的，只有正确的安装好接闪器，才能对雷电流起到真正的引导作用，从而顺利将雷电流泄放进入大地，避免直接雷击对新型自动气象站中相关仪器设备造成的危害。如果没有科学、合理的设置避雷网格的安全范围，将会对接闪器的正确安装产生影响，使其不能发挥出正确引导雷电流泄放进入大地的作用，所以其规避作用也不能充分发挥出来。

2.2避雷针的保护范围不合格

在自动气象站的观测场内，一旦避雷针的保护范围达不到规定的标准要求时将会对自动气象站的安全产生直接影响。新型自动气象站在建设之前，相关专家需要对气象站周围的情况进行严格观察和研究，要始终确保避雷针在合理有效的保护范围内。但是在建设的过程中，大部分的自动气象站通常不按照要求进行，一些人认为避雷针的安全保护范围过大是浪费的现象。所以，在设置避雷针的安全保护范围时都将其缩小，从而引发出了一系列严重后果。避雷针的保护范围可以有效的防止雷击，可以确保自动气象站相关仪器设备的安全，防止雷电对其的破坏，保证自动气象站中的仪器设备可以正常稳定的运行。

2.3避雷针与风传感器的铁塔混合安装

在建设新型自动气象站的过程中，部分人由于意识不强，很容易将避雷针和风传感器的铁塔进行混合安装，严重威胁着气象站人员和仪器设备的安全。一般情况下，在自动气象站最高的风塔位置处安装风向传感器，此时的风塔就如同一根避雷针，当雷击击中风塔时，往往会造成风向传感器毁坏，使自动气象站不能正常运行。

2.4通讯系统未安装避雷针

人们在对自动气象站进行建设的过程中很容易忽略在电源或者部分通讯系统上安装避雷器，当电源或者通讯系统受到雷击后，在断路器出现任何动作之前，为了确保终端设备的安全，避雷器会将之前的电流快速释放掉。一旦自动气象站的相关电路被雷电直接击中会在很大程度上增加自动气象站遭受雷击的概率，所以为了确保气象站的安全，需要在通讯系统或者是总电源处安装避雷器。

3.提升新型自动气象站雷电防御工作的对策

3.1全面的防雷设计

新型气象站在实际的气象观测中发挥至关重要的作用，因此要将新型自动气象站的全面防御雷电工作做好，为了将雷电对自动气象站的破坏降到最低，相关人员要结合新型自动气象站自身特性，利用科学的方法建立起一套综合性的防雷系统。尤其是容易遭受雷电入侵的区域要加大防备，通过计算雷电的强度以及引入概率等自动气象站的电源系统进行多方面的防护，必要的情况下需要将隔离措施引入到自动气象站的防雷工作中。

3.2浪涌电压防护

因雷击产生的过电压将会损坏自动站内部电子元器件，为了有效抑制瞬态过电压，可以在自动气象站中加装浪涌保护器，引入到自动气象站室内的低压配电系统电源线在穿过金属管时可以使用绝缘套或者是金属外壳，同时对其两端分别进行接地操作。如果新型自动气象站架空线路在防雷改造埋进大地时比较困难，可以对架空线路的终端处前2根的绝缘子铁脚做接地处理，另外可以在终端杆上加装一组通流量大于100kA的电源浪涌保护器。

3.3单独安装避雷针

将避雷针单独安装在自动气象站的安全范围内，可以有效的避免因风传感器与避雷针的混合安装而影响传输线和风传感器的正常运行。在安装避雷器的过程中要以避雷针的保护范围为依据，确保在避雷针的安全保护范围内包括有自动气象站以及观测场内所有的建筑物仪器设备。如果在避雷针的保护范围内不包括自动气象站的边缘位置，为了保护自动气象站边缘位置的安全需要在其它区域内安装避雷针，对避雷针单独进行安装在新型自动气象站雷电防御工作中具有重要作用。

4.结论

综上所述，新型自动气象站雷电防御工作是一项专业性强、复杂而又危险性高的工程，需要工作人员长期坚持下去，同时要与自动气象站的实际情况进行结合，不断完善屏蔽、分流、等电位连接等技术，利用科学合理的方法做好自动气象站的雷电防御工作，在实践中不断建立健全防雷工作体系，使自动气象站可以稳定、高效的运行。

参考文献：

[1]吴景坛.自动气象站防雷工作中存在的问题及处理对策[J].北京农业，2015（7）.

[2]杜俊雁，王文娟，张宗智，等.自动气象站防雷工作中的问题及应对措施.农业与技术，2012（9）.

第一作者简介：张新兴（1982.4.29）男，汉族，江西德兴市人，本科学历，气象助理工程师，从事行政管理工作。