導(dǎo)語：自動氣象站雷擊原因及防雷措施一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】本文著重針對自動氣象站遭受雷擊的原因進行分析，并提出有效的防雷保護措施，旨在減少雷電對自動氣象站的危害，并確保自動氣象站位于安全、正常工作狀態(tài)。

【關(guān)鍵詞】自動氣象站；雷電災(zāi)害；原因；防雷保護

1雷電入侵自動氣象站的途徑

近些年來，吉林省長白山池西區(qū)雷電災(zāi)害發(fā)生頻率居高不下，由此對自動氣象站的影響及危害越來越不容忽視。雷電主要通過以下途徑入侵自動氣象站：1）感應(yīng)雷入侵。當(dāng)測站附近供電線路處于雷擊區(qū)域內(nèi)并形成感應(yīng)雷，在供電線路中產(chǎn)生瞬間高壓并通過自動站交流供電系統(tǒng)入侵自動氣象站，造成自動氣象站設(shè)備損壞。2）直擊雷入侵。雷電直接擊中自動氣象站當(dāng)中的氣象觀測儀器設(shè)備，并在瞬間產(chǎn)生高電壓而形成火花放電，還會產(chǎn)生大量的熱能與機械能，導(dǎo)致自動氣象站的氣象觀測設(shè)備遭受嚴重損壞，不僅導(dǎo)致氣象觀測數(shù)據(jù)丟失，還會對正常采集與上傳氣象觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)生嚴重影響；3）接地線入侵。雷電擊中自動站附近的接地點，其周圍的電位會顯著增加，由此產(chǎn)生的瞬間高電位往往會通過自動站接地線進入到電路，并產(chǎn)生強電流，進而嚴重損壞電路元器件；4）雷電擊中連接自動氣象站的數(shù)據(jù)線、電源線等導(dǎo)體，使電流波與電壓波傳播至導(dǎo)體兩端，進而嚴重損壞自動氣象站相關(guān)設(shè)備。

2自動氣象站遭受雷擊的原因分析

2.1未設(shè)置避雷裝置與避雷網(wǎng)格。科學(xué)設(shè)置避雷裝置對于做好外部防雷工作尤為重要。交流供電系統(tǒng)未安裝浪涌保護器或安裝不規(guī)范，合理安裝浪涌保護器可以有效地防止感應(yīng)雷入侵。對接閃器進行正確安裝能夠有效地引導(dǎo)雷電流并將其泄放入大地，以避免直擊雷直接擊中自動氣象站的氣象觀測儀器設(shè)備，進而最大限度地保護氣象觀測設(shè)備的安全性。然而，在實際的工作過程中，自動氣象站并未合理地設(shè)置避雷網(wǎng)格，也未科學(xué)安裝接閃器，導(dǎo)致接閃器的引流作用無法得到充分發(fā)揮，進而引發(fā)雷電災(zāi)害。2.2信號線纜未采取有效的屏蔽措施。就自動氣象站而言，其觀測場內(nèi)部的大多數(shù)線纜均會穿過PVC管而直接敷設(shè)在觀測場地溝當(dāng)中，或者懸空敷設(shè)在地溝當(dāng)中。雖然使用金屬管對值班室與觀測場之間的連接線纜進行敷設(shè)，然而并未對金屬管兩端采取有效的接地措施，進而導(dǎo)致其分流作用無法得到充分發(fā)揮。接閃桿在接閃時，雷電產(chǎn)生的雷電流將會通過引下線最終流入到接地裝置中。同時風(fēng)向數(shù)據(jù)傳輸線上將會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，并通過數(shù)據(jù)線直接傳輸?shù)接^測場內(nèi)的采集器接口或室外轉(zhuǎn)接盒當(dāng)中，嚴重時甚至還會出現(xiàn)電磁感應(yīng)串?dāng)_鏈現(xiàn)象，導(dǎo)致氣象觀測工作無法得到順利開展。2.3風(fēng)傳感器鐵塔與避雷針混裝。大部分人員在建設(shè)自動氣象站時并未意識到風(fēng)向傳感器鐵塔與避雷針混裝的重要危害。由于風(fēng)向傳感器往往安裝在風(fēng)塔上，且位于觀測場的最高位置處，此時風(fēng)塔類似于一根避雷針，一旦遭受雷擊，將會嚴重損壞風(fēng)向傳感器，使其無法位于正常工作狀態(tài)，進而對自動氣象站的正常運行產(chǎn)生嚴重影響。2.4避雷針的保護范圍不合格。自動氣象站在運行過程中，一旦避雷針保護范圍不合格，也將會導(dǎo)致自動氣象站雷電災(zāi)害頻發(fā)。在自動氣象站建設(shè)初期，相關(guān)工作人員就應(yīng)當(dāng)對氣象臺站周圍的布局進行仔細觀察與研究，以確保自動氣象站始終位于避雷針的保護范圍之內(nèi)。在建設(shè)自動氣象站過程中，部分工作人員普遍認為避雷針保護范圍過大是一種浪費。為節(jié)約資金，工作人員在建設(shè)自動氣象站時縮小了避雷針保護范圍，進而引發(fā)嚴重的雷擊事故。確保自動氣象站位于避雷針的保護范圍之內(nèi)，不僅能夠有效地防止遭受直接雷擊，還能保證各氣象觀測儀器設(shè)備位于正常運行狀態(tài)。

3自動氣象站防雷保護措施

3.1科學(xué)安裝浪涌保護器。根據(jù)多年防雷工作經(jīng)驗，自動站雷擊多為感應(yīng)雷入侵，在觀測場電源箱內(nèi)安裝浪涌保護器并且電源線進行金屬屏蔽接地可有效防止感應(yīng)雷入侵。3.2設(shè)置獨立的避雷針。與自動氣象站的防雷案例與實踐經(jīng)驗相結(jié)合，盡管風(fēng)塔作為避雷針使用會起到一定的支撐作用，但是也有一定的引雷作用，進而導(dǎo)致自動氣象站雷電事故發(fā)生率較高。避雷針具有防雷接閃作用，在自動站直擊雷防護時應(yīng)當(dāng)對其進行獨立安裝，要與風(fēng)塔絕緣，獨立接地網(wǎng)與觀測場地網(wǎng)距離應(yīng)大于5米。若安裝獨立避雷針，避雷針與其周圍建筑物還應(yīng)當(dāng)保持一定的距離，另外，還要為避雷針接閃提供獨立的低阻抗泄放雷電流通道，且不會影響到周邊設(shè)備的安全運行。除此之外，在安裝避雷針時對避雷針進行設(shè)置要選用滾球法對其保護范圍進行測算，以保證自動氣象站各氣象觀測儀器設(shè)備均位于避雷針的有效保護范圍內(nèi)，以保障其安全性。3.3增加線纜屏蔽。由于地溝地面較為潮濕或出現(xiàn)積水等因素的影響，將會加快穿線管道的腐蝕速度。通常情況下，氣象觀測場內(nèi)部的各種線纜均應(yīng)采用鍍鋅鋼管懸空敷設(shè)在觀測場的地溝當(dāng)中，而且每相距5m還使用Φ10的鍍鋅圓鋼管對其進行橫向焊接，并使用鐵皮擰緊鋼管拐角位置處，既能夠保證鋼管一體，還能有效防止電磁干擾對線纜的正常使用產(chǎn)生嚴重影響。3.4做好接地處理。接地是做好雷電防護的一項基礎(chǔ)性工作，主要包括保護性接地與功能性接地兩種類型。為實現(xiàn)自動氣象站接地性能的顯著提升，應(yīng)當(dāng)保證地網(wǎng)的可靠性、接地連接線路的堅固性及泄流的通暢性。在對接地網(wǎng)進行設(shè)計時要確保地網(wǎng)面積、材料規(guī)格與土壤電阻率等與標準要求保持一致。自動氣象站應(yīng)當(dāng)選用共用接地網(wǎng)、單點接地方式進行接地處理，而且應(yīng)當(dāng)將接地電阻值控制在4Ω左右；當(dāng)接地電阻值高于4Ω則應(yīng)當(dāng)采用改變土壤結(jié)構(gòu)、增加地樁及實用降阻劑等方式降低電阻值，以確保接地電阻值始終符合標準要求。就新建的接地網(wǎng)而言，其垂直接地體應(yīng)當(dāng)使用規(guī)格在50mm×50mm×5mm以上的鍍鋅角鋼，水平環(huán)形地網(wǎng)應(yīng)當(dāng)選用規(guī)格在40mm×4mm的鍍鋅扁鋼，而且其埋設(shè)深度應(yīng)當(dāng)在1m以上。

參考文獻

[1]包勿日塔.自動氣象站遭受雷擊的原因分析及防雷保護措施[J].農(nóng)村實用技術(shù),2019(5):129.

[2]陳貽亮,唐冬慧,劉樹平.新型自動氣象站雷電災(zāi)害原因分析及防雷保護措施[C]//防雷減災(zāi)論壇,2014.

作者:李建國 單位:烏魯木齊市氣象局天氣雷達站