雷电灾害对气象观测设备危害与雷电防御关键技术

引言

随着现代气象技术的迅速发展，国内气象部门已经开始使用各种先进仪器。改善了观测仪器的性能，使其品质得到了改善。随着科技的发展和装备的不断发展，气象监测仪器能否经受雷击已成为其能否正常运转的重要先决条件。但是，在常规的气象观测工作中，必须加强对仪器的抗震性。在雷击灾害中，观测仪器易受破坏；但同时也会对连续的气象观测和设备的有效运转产生不利影响。为防止雷击破坏气象站的设施，必须加强气象设备的防雷管理，以改善其防雷能力。

1.雷电给气象观测设备带来的主要危害

目前，全国各地气象台已经实现了自动观测，并在各个观测点上安装了新的气象仪器。为了确保观测资料的准确性，很多气象观测设备都设置在比较空旷或地势较高的地方，而气象监测仪器的抗雷性比较差。一旦出现雷击，将会严重损害气象台的观测仪器，从而使气象台遭受重大的经济损失。^[1]

1.1直接雷击造成的危害

也就是闪电会直接袭击气象站的某些设施，而直击雷是最普遍的一种。这是一种由带电云与建筑物、其它物体、接地或防雷电设备的一种迅速的放电现象，同时还会引起一系列的破坏效应，如电效应、热效应、或机械力等。所以，直接的雷电会直接冲击到气象观测仪器的中央，加速设备的短路，从而导致气象观测不能正常进行；它不但会对人类造成伤害，还会造成巨大的经济损失。

1.2雷电感应造成的危害

所谓雷电感应，主要是指直击雷辐射脉冲和通过导体传导的雷电电流的电磁场效应。如以雷电波侵入、雷电反击等形式侵入建筑物，形成巨大电流，导致建筑物发生触电现象，设备损坏或人身伤亡。如果电流超过气象站所用设备的承载能力，设备将被烧毁。因此，气象观测设备无法承受如此大的电流，导致设备直接瘫痪。

1.3线路连接危害

气象站的观测设备大多位于室外,气象观测设备通过线路与外部金属管或架空杆塔相连。气象监测仪器是一种比较精密的仪器，为防止外部的干扰，必须加强设备的布线，降低雷击事故的发生；为保障气象监测仪器设备的安全提供了保障。同时，由于线路的联接问题，也会造成观测站受到雷电的袭击，从而影响到观测仪器的正常工作。

2.气象观测设备雷击原因的分析

2.1设备厂家没有清楚的安装指导教程

气象部门所安装的大部分观测仪都是由气象部门的工作人员负责，但是他们并不完全理解防雷设施的组织构造，厂家也不能及时地为其提供安装指南，造成了防雷设施的正常、有序的安装。避雷器的设备分布在各种不同的地线上，所以安装时一定要小心。如果一个地方没有正确地连接，将会引起气象监测仪器的不正常工作。^[2]

2.2防雷的措施不够规范

在某些地方，对于建立气象观测站处于一种不以为然的态度，从而忽略了防雷工作。所以，在装置的装配过程中，不能进行深度的研究，也不能得到有效的避雷器。地方政府对此并未给予足够的关注，部分人员在安装气象仪器时，未及时排除其存在的安全风险，从而引发事故。

有些气象站未进行专门的防雷培训，致使其设置不合理，引起问题。还有一些电线是从公司内部直接接入办公室的，但是室内的电线很凌乱。当雷电袭击时，强烈的电力会进入房子，对室内的气象监测仪器造成很大的损害。

另外，有些气象观测站没有采用铁制防护装置，所以电线与信号灯的线路是直接相连的，会引起雷击并产生电流，进而对仪器造成损害。而某些地区设置的避雷线长度太大，造成选择的防雷保护线的直径偏细，从而增加了接地的电阻。所以，如果出现雷击，气象监测仪器就会受损^[3]

3.气象观测设备防雷关键技术分析

3.1 提升直击雷的防护措施

在气象观测仪器中，直接雷电是引起雷电灾害的主要因素。在设计、施工时，应严格遵守建筑物防雷设计中的二级防雷设施要求。在雷雨频繁、条件恶劣的条件下，在设计、施工时要注意加强雷电防护。另外，为了进一步降低雷电对气象观测仪器的损害，还应区别开来。在敷设室外观察装置时，应将接地电阻控制在4欧姆以下，并敷设电网接地线，避免工作人员受到阶跃电压的伤害。

3.2对供电系统的防雷措施进行合理安装

由于观测站供电系统有很高的雷击风险，因此，对电力系统进行接地保护是非常必要的。首先，在与周围的天气设施和设备保持一定的安全距离的情况下，可以对电力供应系统进行保护。此外,各类电源及信号线均需进行保护，并应在导线的两端接地，以防止冲击。其次要加强对电力设施的检查，保证电力供应的稳定，保证观测仪器的正常运行。当电源发生电压波动时，必须在配电箱内设置稳压保护装置，并对其进行多次接地，以保证其有一个稳定的观测场所。

3.3 供电系统直击雷防护措施应用

由于气象观测站所处的环境与市区不同，周边区域较为开阔，因此，防雷工作的重点应该放在直接雷电方面。在气象站四周安装了防雷接地装置，可以构成一个单独的接地网。该方法能有效地减少直接雷电对气象站的设备造成的影响，从而增强整个气象站的防雷能力。观测站的防雷接地设备可以按照站点的具体条件构成电网。为了有效的避免雷击而造成设备的损伤，接地电阻应低于4欧姆。防止因接地装置自身对人体的电压产生损害，从而增强了整体的防雷能力。

4.气象观测站防雷工作措施

在避雷器的设计与施工中，每个气象站都要配备专门的技术人员，对其进行技术培训与检验，以保证其规范化、高效地使用。各级气象站点要定期对其进行定期的检测与保养，以便能够及时地查找故障并进行改正。通过整改、维护、维修，确保了防雷设施和设施的正常使用，从而降低了雷击事故的危险性。

在建立观测场标准化过程中，应充分考虑各种因素的影响，制定合理的防雷设计、安装要求，以防止雷击对观测台的建筑物和设施造成严重破坏。为了进一步保障防雷安全管理体系的落实，在建设或扩建的气象观测站及设置气象观测仪器设备的地方，必须在实际应用之前，专项论证气象观测点的防雷设计方案，以从根本上降低气象观测站的雷电安全风险。新建或扩建气象观测点以及配备气象仪器的气象观测站，要合理安排避雷经费。同时，要按照防雷工程的建设和安装气象观测设施，做好新安装的观测设施的验收；并在防雷设备验收合格后，保证其符合有关规范的质量要求。^[4]

5.总结

综上所述,随着气象监测自动化程度的提高，各类气象监测仪器的使用范围不断扩大，发生雷电的可能性也随之增加。因此，为达到持续监测气候变化、防止或降低雷电灾害，气象部门要积极开展防雷工作；采用合理、经济的防雷措施，定期维修和维修气象观测仪器等设备，使其免遭雷击，并能及时收集、传输、汇总各类气象要素，从而达到最优的防雷效果，保证气象部门的预报精度。

参考文献