天气雷达站一次雷击事故分析

电涌侵入等。
度接近 １ ７ ０ ０ ｍ。雷 达 站 八 层 塔 楼 高 ３ ５ ｍ，天 线 罩 高１ ０ ． ６ ｍ，总 高度 达 ４ ５ ． ６ ｍ。２ ０ １ ４年 ７月 的一 天早 晨 ，该雷 达 站所 在 山头 乌 云 密 布 ，下 起 瓢 泼 大 雨 。
在毫 无征 兆 的情 况 下 ，一 声 刺 耳 的惊 雷 响过 ，随 即 雷达 站停 止 了运 行 。经 查 ：雷达 站 天 线 罩 内的温 度 传感 器 、天线 座 内的上 光 端 机 主 板损 坏 ，造 成 雷达
温度传感器位 于雷达站塔楼屋顶 Ｌ Ｐ Ｚ Ｏ区，为非直 击雷 防护 区 。该 区 内 电气 、电子 设 备 可 能遭 到直 接
雷击 ，且 雷击 电磁 场 强 度 没 有 衰减 ，所 以 温度 传 感
器容 易 因直接 雷击 或 雷 击 电磁 脉 冲而 损 坏 。雷 达 站 塔楼 屋 顶 天 线 座 内 的上 光 端 机 主 板 位 于 Ｌ Ｐ Ｚ １区 ，
如下 ：
近微 波站铁 塔发 生 闪击 ，先导 放 电 、回击 过程 开始 ，
先导 通道 中携带 的负 电荷 将 被 微 波 站铁 塔 或 地 面 上 的正 电荷 自下 而上 迅 速 中和 。伴 随 着 雷 云上 负 电荷 的消失 ，雷达 塔楼 屋 顶 上 的正 电 荷将 失 去 束 缚 ，变 为 自由电荷 ，金 属体 、电气 电子 设 备 上感 应 的 正 电 荷 将通 过 建 筑 结 构 中 的路 径 向地 流 散 。 由于 电气 、 电子设 备与 地之 间 的 电荷 流 散路 径 上 存 在 着 较 大 的 电阻 ，电气 电子 设 备 上 会 有强 大 雷 电流 通 过 ，从 而
前 言
天气 雷达 站 多 建 于 高 山 、高海 拔 地 段 ，周 围视 野 开 阔无 遮挡 ，塔 楼 一 般 较 高 ，处 于 局 部 地方 制 高 点 ，易引 发雷 击 。一 旦 遭 雷 击 ，造 成 设 备 损 毁 ，雷 达 站 将 不 能 正 常 运 行 ，严 重 的 ，甚 至 长 时 间 停 机 ， 影 响 气象 部 门在重 大 气象 灾 害过 程 的 防 灾 减灾 决 策 参 谋 作用 ，严 重 的甚 至影 响 到 当地 政 府 部 门抗 灾 救
收 稿 日期 ：２ ０ １ ５— ０ ６—１ ７
图 １ 雷 击 距 示 意 图
１ ７
２ ０ １ ５年 第 ２期
３２ ６ ０ ｍ，首 次负极 性 雷击 ≥１ ６ ５ ｍ，后 续 负极 性 雷 击 ≥１ ０ ５ ｍ；最 大 雷 电 流 ：首 次 正 极 性 雷 击 ≥ １ ５ ０ ｋ Ａ，首 次 负极 性 雷 击 ≥７ ５ ｋ Ａ，后续 负极 性 雷 击 ≥ ３ ７ ． ５ ｋ Ａ。以上 这些类 型雷 击可 以被雷 达 站顶部 外 侧 接 闪杆截 收 ，小 于 以上 参 数 的 闪击 ，可能 绕 过 雷 达 站 外侧 接 闪杆 直 接击 在 天 线 罩 内的温 度 传 感 器 、天 线 座 内 的上 光端 机上 ，引发 此次 雷击事 件 。 这类 小 于 雷 击 距 的 闪 击 防 不 胜 防。 防 护 措 施
２ ０ １ ５年第 ２期
天 气 雷 达站 一 次 雷 击 事 故 分 析
李 衣 长 ，余 春 华 ，龚成 龙 ，单 超 ，邱 志鸿 ，吴 珍
（ 三 明市 防雷减 灾管理局 ，福 建 三明 ３ ６ ５ ０ ０ ０ ）
摘要 ：该文通 过 天 气雷达站 一 次雷 击过程 的原 因、特 点分析 和整 改 工作 实例 ， 多角度剖 析 天 气 雷达站 这种精 密电子设 备 密集 、耐 受冲 击 电压 低 的特 殊 电子设 备 场 所 可 能遭 受 雷 击入 侵途 径 、
灾 工作 ，因此 ，天气 雷 达 站 防雷 工作 至 关 重 要 。雷
超过 微波 站铁 塔 ，成 为 山顶 最 高建 筑 物 ，其 外 侧 接
闪杆 顶部 为 山顶至 高点 ，成 为雷 电 闪击 新 目标 。 雷达 站塔 楼所 在 山顶 雷 击 发 生频 繁 ，雷 电强 度
大 ，防雷 安全 要 求 高 、难 度 大 。雷 达 站 天线 罩 内 的
达站如果简单套用 ｛ Ｑ Ｘ ２ — ２ ０ ０ ０ 新一代天气雷达站 防雷技术规范》要求进行防雷设计 、施工 ，仍然无
法 较好 解决 防 雷安 全 问题 。该 文 通 过 天 气 雷达 站 一
次雷 击过 程 的原 因 、特 点 分 析 和 整改 工 作 实 例 ，为
当塔 楼屋顶 天 线座 遭 直 击 雷 时 ，容 易 造 成上 光 端 机
损坏 。
３ 雷击过程分析及 防护措施
通过 现场 勘察 分 析 ，初 步 断 定 此 次 雷击 入 侵 主 要原 因有 ：雷 电绕 击 、雷 电反 供借鉴 。
１ 雷击过程 简介
某地新 一 代 天气 雷 达 站 位 于 高 山 山顶 ，海 拔 高
３ ． １ 雷 电绕击
雷达 站按 第 二类 防雷 建 筑 物设 计 防雷 装 置 ，对
于雷 击距 （ 滚 球半 径 ，见 图 １ ） ：首 次 正 极 性 雷 击
站长 达数 天不 能 运行 ，影 响 到 当地 气 象 部 门的 防灾 减灾 气象 服务 工作 。
２ 雷击现 场堪 察
雷达 站塔 楼 东 南方 向有 一 微 波 站铁 塔 ，高度 较 雷达 站接 闪杆 低 。原先 微波 站铁 塔处 于 山顶最 高点 ， 成为 雷 电闪击 主 要 目标 。雷 达 站 建成 后 ，塔 楼 高度
方 式和 危 害性 ，并提 出有针 对性 的 防护措施 ，供 解决 高敏 感 电子 设备 场所 防 雷工作 参考 。
关键 词 ：天 气 雷达站 ；雷 击 灾害 ；防护措施
中图分 类号 ： Ｐ ４ ２ ９
文献 标识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ２—３ ０ １ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２— ０ ０ １ ７— ０ ３