引言
在科技高速发展的时代，地面气象观测业务已经走向了自动化操作模式，各类现代化气象观测设备应用广泛，在给地面气象测报业务带来极大便利的同时，也对气象台站设备系统的安全要求更高。因为气象台站观测设备防抗雷电电磁脉冲以及雷电感应过电流的能力较为薄弱，一旦气象台站防雷措施不到位，势必会使得气象观测设备因为雷击而受到不同程度的损坏，从而对气象观测数据的正常采集以及传输造成不利影响。因此，加强气象台站的防雷工作就显得尤为重要。本文首先阐述了雷电给气象观测设备带来的主要危害，接着重点探究了气象观测设备雷电灾害防御关键技术，为今后更好地开展气象台站防雷工作提供指导。
1雷电给气象观测设备带来的主要危害
如今，我国各个地区气象台站均逐渐了实现了自动观测模式，观测场均布设了新型气象观测设备。为了确保这些设备的气象观测数据更为准确，许多气象观测设备布设相对空旷或者较高的位置，再加上气象观测仪器设备抗雷击能力比较薄弱。所以，一旦发生雷电灾害，势必会导致气象台站观测设备受到损害，从而给气象台站带来巨大的经济损失，并使我国的环境质量不断下降。通过分析发现雷电给气象观测设备造成的危害主要包括以下几点：第一，直接雷击造成的危害。直接雷击的破坏方法非常显著，即雷电直接击中气象台的某些设备。若发生此问题往往会使得气象台中的观测设备出损坏，气象站没有办法正常运行，直接给气象站造成特别大的经济损失。第二，雷电感应造成的危害。雷形成的电磁脉冲耦合到气象台站观测仪器设备和线路，在气象观测设备运行过程中会形成较强的感应雷电流。在此过程中，气象台所用设备的精度高，不能承受太大的电流。假如电流太大，则往往会因为雷击而烧毁设备。第三，线路连接危害。在气象台站观测设备大都处于在户外，气象观测设备凭借线路连接到外部金属管或高架铁塔。所以，线路连接问题也将使得其在气象观测站被雷击，使得气象观测设备的运行质量不断下降[1]。
2气象观测设备雷电灾害防御关键技术应用
2.1合理布设直击雷防护装置
为了防止气象观测设备被直接雷击，采取有效技术措施防御气象观测设备的直接雷击非常必要。严格遵守《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）中规定的第二类防雷建筑物的要求，做好气象台站观测场和观测设备的直接防雷工作。如果气象站出现雷击事故频率特别高，时常导致气象观测设备的损坏，可依据第一类防雷的要求实施直击雷防御，应将直接雷电保护接地和雷电感应接地作为防雷接地，尽可能降低设备的雷击危险。观测场的防雷接地装置应结合探测设备的布局进行布置，以确保接地电阻不大于4Ω。为了避免跨步电压导致的危害，应铺设网格型接地体。针对观测场的直击雷防御工作，通常可直接将接闪杆安装在风塔上。接闪杆可以选择绝缘材料，保证观测场内的全部气象设备均处于接闪杆的保护区域。接闪杆引下线可采取多股铜芯线的屏蔽电缆，横截面积不超过50mm2，沿风塔外沿敷设进入地面，假如选择独立接地网作为接闪杆，需要确保接地网和观测设备保护接地网之间的距离大于3m，并且要求单独布设；假如采取共用接地网，则需要在接闪杆引下线进入的区域设置垂直接地体，并且还应和观测场地网之间保持有效连接。
2.2供电系统的防雷技术措施
在发生雷雨天气时，气象台站观测设备供电系统极有可能被雷击，所以需要采取合理的防雷技术措施。针对户外观测场，变压器的工作接地和保护接地非常必要。需要规范电源、配电设备的工作接地以及保护接地，要求电阻值不超过4Ω[2]。供配电系统中还需要结合实际情况安装浪涌保护器（SPD）。为了增强雷电防御效果，可以选择多级SPD保护。对针对室外布线，应将其直接埋在地下。进入室内之前，电缆的金属护套与钢管应与等电位连接带或防雷接地装置保持连接；如果将电源线架空布设，则需要在进入房间的地方安装电源线。通过钢管将住户转换为金属铠装电缆亦或者护套电缆，然后将其埋在地下。为了保证地面气象观测业务工作的正常开展，气象观测设备对供电质量也有了更高的要求。如果气象台站由市电直接供电，则工作人员需要时常检查供电系统的运行质量。如果电源电压运行不稳，则极易损坏气象观测设备，可布设稳压器；若气象台站的零接地电压过高，则需在主配电箱上重复接地处理并规范布线。
2.3气象观测设备保护接地技术
应采取有效措施进行气象观测设备的保护接地，尤其是高度集成的数据采集处理设备，如防雷板、数据采集器以及智能温湿度模块等，科学布设保护性接地措施的安装非常重要。在中间位置的孔处，使用截面积不超过2.5mm2的铜芯线做接地操作，在采集器接地端子的接口位置使用截面积不超过2.5mm2的铜芯线进行接地。为了避免风塔放电后的雷电流泄放之后对接地保护设备造成不利影响，风塔避雷引下线的接地点和观测站点网络的别的接地保护设备之间的距离应大于10m[3]。
2.4线缆屏蔽和接地措施
针对进入气象台站业务值班室或者气象观测设备的电源线和信号线应通过金属管进行屏蔽之后接地引入，屏蔽管的连接位置需要跨接并接地，以防止气象观测设备被雷电浪涌损坏。
2.5观测设备的等电位连接
严格遵守《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）和《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343-2012）等相关防雷技术规范，做好气象台站观测设备的等电位连接。根据就近原则，全部气象观测设备都应连接到最近的等电位连接网络或接地体[4]。大多数气象观测设备可以选用的等电位连接模式为S型。如果气象观测设备的频率属于MHz级，则等电位连接可以选用M型。在连接的时候需选择2个接地点，并应确保等电位连接线的长度不超过0.5m，等电位连接线可以选择横截面积不超过6mm2的铜芯线。
3结论
综上所述，气象观测自动化操作的开展，各类气象观测设备布设越来越广泛，受到雷击的概率也不断增强。所以，为了有效降低雷电对气象观测设备的危害，最大限度地全部气象观测设备的安全性，就需要加强气象观测设备的防雷减灾工作，要掌握雷电对气象观测设备的主要危害，并采取科学有效的雷电灾害防御技术措施，确保气象台站气象观测设备可以稳定运行。
参考文献:
[1]殷国华.气象观测设备雷电灾害防御关键技术的应用价值探析[J].科技视界，2020(17):31-32.
[2]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 .
[3]李衣长, 张泉锋, 龚伟, 等.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 .
[4]张鹏，林卓宏，陈巧淑，等．自动气象站观测场防雷接地制式的技术分析[J].气象研究与应用，2012，33(4)：67—69．
