探讨自动气象站的雷电防护技术

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　　摘 要：最近几年，随着社会经济的迅猛发展，社会各界对于气象服务也提出了更高的要求，为了从根本上保证气象服务的准确性和及时性，自动气象站的数量也明显增多。本文分析了雷电的危害以及主要的入侵方式，然后分析了自动气象站之所以会遭受雷击的原因，并根据这些原因提出了可行性的意见和建议，希望能够更好的开展气象站的雷电防护工作。
　　关键词：自动气象站;雷电防护;技术
　　所谓的自动气象站主要是对地面进行气象观测系统中，技术较为先进，有着综合利用功能的气象业务系统，气象数据能够自动收集、处理、显示和打印等。从目前来看，我国很多自动气象站使用的都是集成电路为主的微电子设备，抗雷能力差，雷电电磁一旦入侵，就会破坏设备，很多数据都会丢失，严重情况下，甚至有可能会烧毁整个设备，所以加强自动气象站的雷电防护显得尤为重要。
　　一、雷电的危害以及入侵方式
　　雷电属于大气现象的一种，一次雷闪会放出巨大的能量，电流极为强劲，能够让通道中的瞬时温度上升6000℃到10000℃，其连锁产生的热效应、电效应以及机械效应具有极强的破坏性。调查研究表明，世界上很多国家和地区每年都会遭受到多次雷击，而且雷击具有突发性和快速性的特点，在较短时间里很难规避。雷电的出现，也会对自动气象站带来严重的破坏，可以危及电源和通信线路，进而会侵入到整个的自动气象站，这种入侵会造成极大的破坏性。一般情况下，自动气象站会专门设定在空旷的位置，传输线从传感器到采集器还有较长的距离，再加上数据传输线和接地线所处的环境都较为一致，彼此之间都会有影响，传输线很难将所有的电磁都进行屏蔽，这就造成了雷电经过磁场通过辐射的方式对自动气象站造成了严重的破坏。
　　通常情况下，雷电对自动气象站的入侵方式包括了传导和辐射耦合两种类型。前者主要是从线路进行入侵，当暴雨来临时，雷电首先击中的是建筑物，然后经由建筑物传递到地面上，再零线、地线等作用下，通过脉冲的方式入侵到室内，进而损坏整个电器设备。后者主要是借助通信线路实现入侵，建筑物受到雷击之后，处在户外的设备包括传感器和采集器在内的就很容易被破坏。
　　二、自动气象站遭受雷击的主要原因
　　相关的资料再加上实际的调研可以看到，自动气象站的建设场地包括了两种：建设在原本气象观测场的，亦或是因为气象数据监测的需求，建设在非气象观测场的其他场地，这主要是单要素自动气象站，只有极少部分是多要素自动气象站，建在原有气象观测站的自动气象站，防雷接地系统是建立在原本气象观测场防雷系统的基础之上的，之前的人工观测场主要是人工观测，所以使用的是机械设备，具有较强的耐压性，雷击的伤害性不大。但是自动气象站绝大多数是由电子弱电设备组成的，处理和传输设备大多是电子弱电设备，耐压较差。自动气象站在创建过程中，只考虑了风杆的防护，没有重视等电位连接，所以雷暴很容易损坏自动气象站，会影响到自动气象站的正常运转。处在非气象观测场的自动气象站，为了满足观测需求，通常情况下，会将其设置在建筑物的屋顶，防雷主要是一根避雷针，缺少雷击电磁脉冲的防护，气象站只要遇到了雷击，就会受到严重的损坏。
　　三、自动气象站的雷电防护技术
　　1.线路接闪器防雷技术
　　一般情况下，电源开关能够对电源有效的控制，但是在使用开关的过程中，会产生较大的电磁场，过程中如果遇到了雷电，就很容易产生较大的电磁感应，引起跳闸的情况。很多的案例显示，如果雷电击中了导体之后，输电线路跳闸会进一步的引起输电线爆炸和燃烧的情况。因此，减少雷击的跳闸率能够从根本上减少雷电引发输电线路燃烧的情况，进而雷电造成的不良影响，相应的也会降到最低。最新的调查显示，线路接闪器能够减少电磁的不良影響，将电源开关的电磁干扰降到最低，减少跳闸率。
　　2.等电位连接的防雷
　　分开的导体可以考虑采取金属装置的方式加强连接，这样当出现雷击时，导电体和导电体之间的电位差可以减少，进而也能从根本上减少雷击电压。另外，对于建筑物中比较常见的导体，包括金属水管和消防管道在内的，也可以借助导体实现有效的连接，和接地装置一起形成有机整体，进而导体间的等位差也能够降低，当出现雷击时，不会因为彼此之间的电压差过高产生较强的电流。此外，需要注意，设备和管道在有效连接的过程中，导体连接位置需要将等电位端口预留出来，这样也就方便了后期会有其他设备也要进行接地连接。
　　3.屏蔽建筑物内外的电子设备
　　不管是建筑物的内部，亦或是建筑物的外部都有着较多的导电体，这其中，建筑物外部比较常见的导电体有钢筋和铁门等，当出现雷击时，这些导体周围就会形成磁场进而产生电流。所以，为了尽可能减少雷击出现的可能性，需要对建筑物外部的导电体实现接地屏蔽，这样就能够减少雷电经由外部导体带入到建筑物内部。另外，条件允许的情况下，需要屏蔽建筑物内部电子设备的电磁，通过金属导体连接封闭的方式有效的减少电子设备的电磁，保证电子设备的正常运行。
　　四、结语
　　自动气象站在发展过程中，不断的运用新的技术来减少设备的故障，为自动气象站的正常运行奠定坚实基础。为了确保自动气象站在实际的运行过程中，能够对天气情况进行科学合理的播报，务必采取科学、合理的方式及时有效的解决自动气象站在运行过程中出现的一系列问题，从根本上提升气象信息的准确性，为人们的工作和生活提供更加准确的讯息，更好的为人们的生产和生活服务。
　　参考文献：
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　　[2]张立清，栾伟华，张洪卫.自动气象站雷电防护技术探析[J].农业灾害研究，2014，4（08）：46-47+55.
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