浅谈自动气象站的雷电防护工程技术

第３３卷增刊１　２０１２年６月　气象研究与应用　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡＬ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｖ０１．３３　Ｓ１　Ｊｕｎ．２０１２　

文章编号：１６７３—８４１１（２０１２）Ｓ１＂０３５１—０２　

浅谈自动气象观测站的雷电防护　

－ｘ－＋０利，罗天福　

（广宁县气象局，广东肇庆５２６３００）　

摘要：由介绍气象观测场的雷电防护措施。　关键词：自动气象站；雷电；防护　

自动气象站作为一种全新的地面气象自动观测　

处理系统，实现了气象数据自动采集、计算、处理、显　

示、存贮、通讯和打印等功能。其主要由传感器、数据　采集器、微机、打印机、ＵＰＳ电源和遥测信号传输线　缆等组成，传感器主要有温度、湿度、雨量、风向、风　

速、地温等传感器。根据自动气象站的工作原理及　系统结构，自动气象观测站的防雷措施主要包括直　

击雷的防护措施、感应雷防护措施和地电位反击防护　

措施，下面就自动气象站的各项防雷措施进行讨论。　

１雷电的入侵方式　

１．１直击雷　直击雷是指雷电直接击在建筑物或设备上。在　自动气象观测站，经常被直击雷击中的主要是突出　物（如风杆、风铁塔等）。　

１．２雷电波侵入　雷电击中导体时，会产生强大的电压波和电流　

波，并向导体两端传播。因此，有时雷电虽然没有直　

接击中自动气象站的设备．但若击中与自动气象站　

相连接的电源线、信号线等导体时，会通过传导耦合　的方式将雷电波引入自动气象站设备。从而造成损　害。　

１．３雷电电磁感应　雷击放电时。瞬间在其周围产生强大的变化电　磁场，处在这个变化电磁场中的导体会感应出强大　

的电动势。如果这个导体与自动气象站设备相连。强　大的电动势会沿着导体传到设备上，从而损坏自动　

气象站设备。　１．４地电位反击　

当自动气象站地网做的不符合要求时。接地电　阻过大。造成雷电流无法迅速的泄人大地，电荷在地　

极周围堆集，电位向上浮动，形成很高的电压，这个　高电压会沿着设备的接地线反击加到设备上。造成　自动气象站设备的损坏。　

探讨自动气象站的雷电防护技术

随着气象技术的不断发展和气象监测的需求日益增长，自动气象站已经成为气象监测领域的重要设备。自动气象站能够实时监测气象要素，并将监测到的数据及时上传到气象中心，为气象预报和气象监测提供重要信息。在自动气象站的建设和运行过程中，雷电对其稳定运行和数据准确性产生了严重的影响，因此对自动气象站的雷电防护技术进行探讨和研究显得至关重要。

雷电是一种强大且危险的自然现象，它会对各类设备和设施造成严重的破坏。自动气象站作为室外设备，经常处于暴露在雷电外部环境下，因此需要采取一系列的雷电防护措施，保障自动气象站的安全运行。雷电防护技术是一门交叉学科，涉及到电气工程、气象学、材料科学等多个领域，下面我们将对自动气象站的雷电防护技术进行探讨，从而提高自动气象站的抗雷能力和数据传输的稳定性。

对于自动气象站而言，选择合适的安装位置是非常重要的。在确定自动气象站的安装位置时，需要避开高耸的建筑物、高压输电线路等容易成为雷电击中点的目标。自动气象站的安装位置应尽量选择在地势较低，且周围没有高物体遮挡的地方，以减少雷击的可能性。地面的导电性也是影响自动气象站雷电防护的关键因素之一。地表导电性较好的地方比地表导电性差的地方更容易吸收或释放电荷，因此对于自动气象站的地面接地也需要做好规划和设计。

自动气象站的外壳和支架也是需要考虑的防雷问题。自动气象站的外壳和支架通常是由金属材料构成，金属材料对于雷击具有很好的导电性，可以将雷电的能量迅速释放到地面上。但是在实际应用中，由于气象站的外壳和支架往往是多边形或曲线形状，存在尖端和锐角，这些地方容易成为雷电击中的点，因此需要在外壳和支架上设置避雷针或者安装金属避雷带，将雷电的能量导入地下，以减小雷击的危害。

自动气象站的电子设备也需要采取相应的防雷措施。在自动气象站的内部，存在各种传感器、数据采集系统、通讯设备等电子设备，这些设备对于雷电都非常敏感，一旦遭受雷击就可能会损坏。需要在自动气象站的内部设置避雷器、避雷保护器等装置，以将雷电的能量引入地下，保护设备不受雷击的侵害。还需要加强对自动气象站的接地设计，确保所有的电子设备都有良好的接地，将雷电的能量迅速释放到地下，防止设备损坏。

气象自动观测站防雷方案

一、概况

南宁机场气象自动观测站为机场扩建工程项目，该工程项目目前已经竣工并准备投入使用。由于气象自动观测设备的耐压耐流水平低下，大气中的电磁感应足以使设备受过电压而损坏。因此，气象自动观测站电源线路和信号线路地过电压保护是不可或缺的。

气象自动观测站的设备主要有云高仪、激光自动测光装置、风力风向传感器和主控机等设备组成。从防雷角度考虑，该观测站的室外机器设备均应考虑到直击雷和感应雷的防护。此外，设备接地的地网部分在直击雷和感应雷防护中起着关键作用。

气象自动观测站土建工程项目目前已经竣工，防雷工程原本应在土建时加以考虑，为此，它将会给后续的防雷工程带来种种原来就可以避免的麻烦。如全程将信号电缆用铁管保护起来，使信号电缆得到有效屏蔽而免去在信号线上安装过压保护器的麻烦。

二、 设计的原则和依据

1、 设计原则 综合治理、整体防御、分级泄流、层层设防的原则。

2、 设计依据

（1）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）

（2）《电子计算机房设计规范》（GB50174-93）

（3）《通信局（站）接地设计暂行技术规定》（YDJ26-89）

（4）《电子设备雷击导则》（GB7450-87）

（5）《雷电电磁脉冲的防护》（IEC1312-1，2，3）

（6）《建筑物防雷》（IEC1024-1：1900）

三、 直击雷防护

空旷的原野上突出的风向杆和小于10欧姆的接地电阻是下行雷泄放的良好通道。风向杆受雷的结果是室外观测设备将全部损坏，那是由于现在室外设备接地的地网状况比较糟糕所致。

以飞机跑道的中分线为限，风向杆可分为南北两个点，拟在南北两支风向杆的南面、距风向杆约10米的位置上立两支高度为12米的避雷针杆塔，杆塔由三条攀线支持，避雷杆塔上安装由我公司生产的“卫星”牌提前放电避雷针。提前放电避雷针安装的理由是：1、飞机场地上的任何高度的新装置都要经过审核认定，民航总局同意后方可安装。新装的避雷针只比风向杆高出2米，为此，审批通过的可能性最大；2、只有安装“卫星”牌提前放电避雷针才能达到防止直击雷的目的，如果使用传统的避雷针装置，要使避雷针保护到风向杆，则避雷针杆的高度应为20米，而这个高度的避雷针保护角度又不是非常准确。由法国杜尔-梅森防雷专业厂家生产的ESE“卫星”牌提前放电避雷针是有安装高度低、保护范围大、引雷准确率高的特点，使用它可以有效地保护风向杆附近的设备免遭直击雷击（详细资料请参阅ESE提前放电避雷针说明书）。

自动气象站雷电防御工作措施分析

随着科技的不断发展，自动气象站作为现代化天气监测与预警的重要设备，已经得到了广泛的应用。然而，在雷电防御方面，自动气象站还存在一些不足和问题。因此，为了保证自动气象站的正常运行和使用，必须采取针对性的防雷措施，保障设备和人员安全。

自动气象站在雷电防御方面需要采取的措施如下：

一、接地保护

接地保护是自动气象站防雷的基础措施，其作用是将雷电能够产生的余电流依靠接地电阻消散，从而避免损坏设备。在自动气象站的安装和维护过程中，应该严格按照接地规范进行操作，确保接地电阻符合标准值。

二、避雷针

在高耸建筑物附近，设置避雷针是防雷的重要手段之一。自动气象站虽然不是高耸建筑物，但其仍然存在一定的高度，因此在仪器的顶部安装避雷针是非常必要的。避雷针的作用是将雷电导向地面，从而保护仪器的安全。

三、电源输入线防雷保护

自动气象站需要接入电力供应系统，因此电源输入线的防雷保护也是必要的。为了避免雷击导致电力系统故障，电源输入线应该采用防雷器或者过电压保护措施，确保供电的安全。

四、保护操作人员

雷电天气下，操作人员的安全也是至关重要的。因此在安装自动气象站时，应该选择安全距离较远的位置，对于不必要的操作，也应该及时停止。另外，操作人员在遇到雷电天气时，必须采取防雷措施，比如不在室外站立，不靠近金属器具等。

五、设备检查

自动气象站的防雷措施不是一成不变的，随着时间的推移和设备的使用，存在一定的老化和磨损。因此，在不断使用中，必须要对自动气象站的各项设备进行定期的检查和维护，确保设备的完好和防雷措施的有效性。

综合来看，自动气象站的雷电防御工作需要采取多种措施。只有在不断优化防雷措施的同时，确保操作人员的安全，才能使自动气象站发挥其应有的作用，确保气象监测和预警的精度和准确性。