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雷电防御技术在气象保障工作中的运用探索

​热汗·尼亚孜

新疆阿克苏地区气象局,843000

摘要: 随着气象设备的升级、天气控制的快速进展和智能化程度的提高,气象站里的气象观测设备和其他终端处理数据设备的数量也在不停的升级增多,整个气象站的应用设施较比以往,当今的设备大多部件更加精密,因此损坏造成的经济损失也比较大,气象站里的设备在屋内以及室外都设置繁多,其中包括气象站的监控设备,观测数据采集设备,终端信息处理设备,中路数据发射器设备,数据汇总统计的服务器设备等等。在数据处理中心的计算机屋内还存在多个其他相关电子设备和电气类型的设备。因此这些繁多的设备一旦受到雷电或电压的直接危害,对设备电路输送造成攻击、引发电磁干扰,都会导致电气类设施和电力观测数据类设备的故障发生,这些故障因素都将给气象局部门设备安全和资金损耗带来巨大的影响。
关键词: 雷电防御技术;气象保障工作;运用探索
DOI:10.12721/ccn.2022.157099
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引言

我国发展近十几年以来,气象站也依托国家相关科技成果,气象观测设备逐步获得精密化、自动化的迭代更新,就是在整体的科技技术进步而带动气象站的气象保障工作也不断发展进步的过程里,各地区气象观测装置和相关的设备如何更好的抵御雷电这样的自然灾害影响也越来越受到气象部门和其他相关部门的重视,为气象观测设备做好防雷的措施已经成为其正常运行的基本条件。同时,根据以往气象观测数据可以得出结论,我国气象部门还有大部分防御雷电危害的保障技术手段还需要进一步提升,倘若不解决这个技术缺口,气象局的观测设备就很容易受到雷暴灾害的破坏,给该地区的气象部门带来各方面的压力,其中包括维修的经济压力、数据异常处理压力、为当地人民提供气象数据的压力等等。从另一个角度说也真实妨碍到气象部门有效和可持续发展当地的气象观测技术。有鉴于此,基于雷击的主要危害条件和原理,优化气象观测与雷电灾害防护里的关键技术,根据当前各地区的气象观测发展的需要,值得每个地区的气象部门优化自己气象站的观测设备,完善对当地人民的气象保障服务工作。

1.雷击的危害分类

一般来说,为了确保气象资料的真实性和准确性,气象站通常会放置户外探测设备,这意味着他们必须准备好承担在闪电击中观测设备之后造成的经济费用的损失。基于此,为了真正解决雷击造成设备损坏的问题,就需要气象工作人员清醒认识雷击的种类和危害,有针对性地寻找解决办法。[1]

1.1直击雷危害

在雷击天气灾害中,最常见的是直接雷击威胁,发生雷电天气时,当闪电直接危害气象观测设备,就会产生一定的电流损伤问题,这甚至可能导致设备的总体数据损失,从而影响气象观测过程的正常进行。

1.2间接雷危害

因为雷电击中设备往往还伴随二次伤害,是因为雷电引起的电压影响电压的效应,这种现象对气象设备构成了间接的雷击危险,当产生间接雷击威胁时,往往设备会承受较高的电流,导致其内部电压线路崩溃。[2]

1.3线路连接危害

对于气象站的设备来说,并非所有设备都放置在户外,而一些较精密的仪器通常存放在工作房屋内。由于内部设备需要与外部设备有相连的传输线路,这些线路被闪电击中之时,会从外部设备接收大量的雷电电压,导致线路内的电压碰撞紊乱,最后导致线路所连接的设备直接被损坏。[3]

2.气象设备保障工作的不足分析

在各地区气象站的历史数据调查里,我们发现在每次发生雷击事故时,当前的气象防雷保障技术和设施虽然不能完全避免雷击对设备造成的大小影响,但能后通过优化相关技术实现对雷击影响的有效降低。所以我们就通过气象观测仪器分析了雷击事件的主要原因,基于实际气象观测设备的运行过程做出指导策略。[4]

2.1设备防雷的设计不完善

目前,大多数气象站通常主要通过集电极为观测设备设计防雷,只是,虽然采用三段式储层保护结构可有效防止大部分雷电活动影响仪器的事件发生,但由于在集电极通道中使用气体放电管,总响应时间很短,而且由于需要为排雷行动的安全提供额外的压力阻力,因此排雷行动的费用往往很高,排雷行动进程受到很大限制。另一方面,关于防雷的板子的其地雷要素一般不表示其状况,因此,在雷击事件而造成危害的情况下,它们的元件发生损坏,人员往往不能第一时间维修,致使了防雷装置有部分情况下约等于没有安装,最终变成了单次防雷保障设施部件。

2.2防雷安全不足

根据安装天气监测设备的防雷保护设备的安装过程里,我们看到,为了建立一个安全的保障计划,试验了大量的科学观测和防雷设备,事实上,如果将防护雷击的装置制作的复杂和各种保护电缆的方法太过繁琐,这就可能会增加雷击的可能性。在天气监测设备防雷保障技术的早期发展阶段,由于没有高度重视已经安装的防雷部件,因此在完成传输时,它们通常不稳定,不仅增加了导致雷电击中的可能性,而且使雷电的防护技术发展道路增加了障碍。

3.雷电防御技术在气象保障工作中的运用

考虑到上述与雷电防护有关的一系列问题,将防雷行动中的关键技术结合起来,得出目前气象设备中可用的防雷行动和设备的总结,更好地满足防雷行动计划的具体需要,并最终确保气象观测系统的稳定运行。具体的做法如下:

3.1做好接地保护措施

基于基础的防护在防雷保护设计中非常重要,对数据采集器和防雷板子之类的基础设备要尽力安排到实处,并尽可能保持安全设备之间的距离宽敞,确保防雷装置的防雷效果可用性。

3.2合理安排防雷的设施

由于雷击造成的最大损害来自供电系统受到雷击产生的强力电压而被迫断开,所以防雷设计的重点应放在防雷监视的精确度和供电系统的保障上。除了需要在所有设备连接的线路上尽可能使用屏蔽电压的金属管以外,还应使用两侧接地的技术,以此来避免雷电的产生的电涌问题。

结束语

最后,我想指出,雷电防御工作是一项系统工程,气象部门应尽快制定并出台气象灾害防御条例、重大气象灾害应急响应专项预案,规范全国防雷减灾管理。在完成科学的防雷设计和.施工后还应该认真地工作,对在工作中发现的每一个问题应该认真地思考并进行改进。才能将我国的雷电灾害降低到最小,避免政府和居民不.必要的损失。本文此次已详细讨论主要问题,根据与雷电有关的一般风险,确定目前用于气象观测设备的排雷技术是否可行,并提出具体解决办法。考虑到雷击事故对气象观测的影响较大,只有更系统地改进排雷项目计划,各地区观察我国当前最先进的相关防雷技术及时的投入资金引进到气象站内运用,根据自己地区雷电气候的发生规律制作最合适的防雷计划,持有对地区人民的生活和经济发展负责保障的态度,以确保有秩序地进行气象观测保障工作。

参考文献

[1]胡伦善, 黄雄, & 王明辉. (2020). 雷电防御技术在气象保障工作中的应用. 河北农机(6), 1.

[2]严肃, 陈亮, 陆明明, & 周长明. (2020). 2019年大兴安岭地区雷电气候特征分析及灾害防御. 工程与管理科学, 2(3), 58-59.

[3]严肃, 张修典, 陈亮, 齐海超, 陆明明, & 周长明. (2020). 一种气象监测设备用雷电防护装置.  CN211981143U.

[4]路云涯, & 车宏. (2020). 气象保障工作中雷电防御应用研究. 区域治理.