气象观测设备雷电灾害防御关键技术的应用研究

引言

气象观测设备为地面气象观测提供了更为便捷的途径，但是与此同时，也对于台站系统和数据安全有了更高的要求。自动化设备的更新离不开科技的进步，观测需要多种技术方式相互配合相辅相成，想要提高技术水平，就离不开科研与技术探究。但保证这一切顺利进行的，是气象观测设备的安全问题，也就是如何确保气象观测设备避免雷击伤害。本文将围绕这个问题，对气象观测设备的雷电灾害防御关键技术进行分析与探究。

1. 雷电灾害的类型分析

1.1直击雷

直击雷是最常见的一种雷电灾害，顾名思义，基本都是指雷电直接击中气象观测设备，从而导致观测设备受雷击损坏，不能正常运行。在比较容易受雷击的区域按照国家防雷技术规范安装直击雷防雷装置，同时也不要忽略传感器的安装，这可以及时的将雷击信息传送到相应的技术部门，从而及时得到解决；在主体立柱上增加引下线，安装接地装置，再将这两部分用焊接的方式形成统一的整体；需要注意的是接闪器的安装要按照防雷技术规范要求去进行，根据相关的计算公式，确定接闪器的最大保护范围。

1.2感应雷

感应雷是指在直接雷击中气象观测设备后产生的第二次电流作用。产生这种现象的原因是因为气象观测设备在运行的时候产生大量静电，气象观测设备与雷电之间由此发生了静电感应，由于雷电流和电磁场过大，设备就有会被烧毁。

1.3线路连接

气象观测设备基本都是设立在室外，这样是为了更好的观测天气、记录天气各个要素、传输气象要素，但是气象观测设备运行时候往往与其他设备连接在一起，这些互相连接的线路又大多是电源线或信号线，所以当雷电击中了其中某一个设备，或者击中高架时，雷电流就通过有线线路传输直接击坏气象观测设备。

2. 气象观测设备易受雷击的原因分析

2.1防雷装置设计不合理

在进行气象观测工作时，为了避免雷电损坏设备和相关建筑物，往往会使用一系列的防雷装置。而防雷装置在安装过程中存在一些短板，如防雷板没有状态显示标，那么这个不起眼的细节就会引起防雷装置受损等问题。除此之外，防雷装置接地端子的设计不够科学，会造成台站把接地线连接到防雷板固定的螺栓孔上，大量的采集器防雷板接地端子的保护措施不够完善，采集器就会容易受到雷电的攻击。

2.2配电系统防雷措施不完善

众所周知，当配电系统受到雷电的攻击，设备就会出现故障，从而导致供电中断，那么为什么配电系统易受到雷击呢，原因是有很大一部分自动气象站忽略了配电系统的雷电防护措施，只是简单化地进行了一些并不规范的措施，当雷电天气发生时，一旦击中配电系统，那么就会引起跳闸等故障，该设备的正常工作就会被中断。除此之外，部分自动气象站的电涌保护器的安装也不够合理，所以雷电电涌一旦侵入配电系统，电涌保护器就可能会被破坏，从而引起气象监测设备的损坏。

2.3防雷设备安装不规范

防雷设备安装不规范的主要原因有以下几点：气象观测设备安装使用过程中，对设备的防雷原理认识不够，防雷设备安装有误，线缆屏蔽处理方式有误，因此造成不能很好的抵御雷击。自动气象观测站在连接传输设备和信号时，没有严格按照要求对电源线和信号线进行屏蔽接地处理，线缆一旦被雷电击中，雷电波就会沿着线路入侵到气象观测设备中，造成气象观测设备损坏，终止运行甚至被损毁。所以一定要做好电源线和信号线的屏蔽接地，做好防雷过电压保护工作。

2.4直击雷防护装置安装不规范

有的自动气象观测站场都安装有防直击雷的装置，但是往往因为设计不够规范而引起气象观测设备受到直击雷的破坏，当安装的独立接闪杆和气象观测设备距离过近，没有达到防雷技术规范要求的安全距离时候，就容易发生雷电闪击现象。

3. 关于气象观测设备防雷关键技术的运用

3.1合理安装供电系统的防雷装置

在自动气象观测站中，供电系统是容易遭受感应雷入侵破坏设备的最为常见图径之一，这就要积极做好供电系统的接地保护工作，并正确安装适配的避雷器。在安装避雷器接地极的时候，要保证其接地阻值符合国家防雷技术规范要求。除此之外，防直击雷装置和气象设备也要保持足够的安全距离，电源线和信号线两端要作屏蔽接地，杜绝雷电涌的入侵威胁。气象设备稳定的电源也是非常重要的，所以一般要安装稳压装置，同时要重视供电设备部分的检测与维护，使供电设备的稳定性得到保障，气象设备才会正常运行。同时在配电箱安装浪涌保护器来保障气象观测设备平稳运行。

3.2规范安装直击雷防护装置

在这里重点分析一下，气象观测站一般建设在地势比较高的地方，容易遭受雷电袭击，防直击雷装置一般都要安装独立接闪装置，作为拦截直击雷的第一道防线，把直击雷接地网和感应雷接地网分开设置，不要共用一个接地网，并且两个接地网保持足够的安全距离，这样设置可以有效降低雷击损坏气象设备的概率。在观测场内把气象设备的防雷接地装置地网设计为环型接地网和避雷器接地装置连接在一起，但是不能与直击雷（独立接闪杆）接地网连接在一起共用。

4.气象观测站科学的防雷工作措施

在进行自动气象站设计安装防雷装置工作之前，聘请防雷专业技术员进行设计、并指导安装，以保证防雷装置各项技术参数符合国家防雷技术规范要求，能起到最大的避雷效果。同时要按照有关规定对防雷装置进行检测和日常维护，防范于未然，发现存在问题及时整改，避免在使用过程中出现雷击事故，影响气象设备数据的传送。另外，在自动观测站的标准化建设中，气象观测仪器设备安装之前，必须考虑到气象设备防雷安全的各个环节，按照防雷设计图纸，对防雷装置进行安装。由于地面自动气象观测站防雷措施的环节比较繁杂，每个环节都有各自不可替代的作用，甚至会影响到气象设备的观测结果，所以为了避免任何一个环节可能会出现的失误，需要建立健全气象观测防雷业务制度，规范业务流程，对防雷装置进行定期检测，各个环节都有专人负责，及时对观测仪器、设备进行维护与保养。

4. 提升工作人员的防雷减灾意识

全面提升工作人员防雷减灾意识，防雷减灾宣传是一项长期的工作任务，防雷法律、法规、雷电灾害防御常识等都需要进行系统的宣传教育。大力宣传气象防雷安全知识，使广大人民群众进一步了解雷电知识，做好自身防护，将雷电灾害降到最低限度。

总结

雷电灾害是最严重的自然灾害之一，近年雷电灾害所造成的损失也呈现出愈来愈严重的趋势，要求我们时刻保持警惕之心，建立完善的防雷工作体系，加强监督监察执法力度，维护防雷减灾工作的有序进行。防震减灾的监督不仅仅是政府和各部门的责任，也是全社会的责任，如何尽力将防雷保护措施做到最佳，是一个长期的课题。防雷设施是气象台站的重要组成部分，做好气象台站防雷设施的维护工作，及时对防雷装置进行检测与维护。本文在分析气象观测设备防雷关键技术的同时，提出了一些建议，但仍然有很多需要完善的地方。所以一定要及时更新防雷技术，重视防雷问题。