傅敏军

摘要 自动气象站的作用在于提供气象服务，随着气象观测设备逐渐自动化，我国大气探测水平已经有了很大程度的提高，自动站防雷工作中的问题也日益凸显，给国家带来了巨大的损失。基于此，分析了自动气象站防雷工作中存在的问题，并提出了相应的安全防护措施。

关键词 自动站;防雷工作;问题分析;安全防护

中图分类号：P415.1+2 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）12–0086–02

自动气象站对天气较为敏感，因自身结构影响在运行过程中很容易遭到雷击，给人们带来巨大的财产损失和危及到生命安全。随着气象事业的快速发展，传统的手工观测已经不能满足现代人的需求，自动气象站已逐渐代替传统手段，且保证了我国天气观测数据的准确性[1]。自动化气象观测系统除了包括电能供给系统、电子传感器以及其他相关系统组成，还包括数据分析系统，其中电子传感器和数据手机系统因大多采用半导体材料而具有很强的导电性能，当遇到雷电天气时很容易因电流过大影响该设备。

1 自动气象站防雷工作内容

自动气象站可以自动完成对气象数据的加工和处理，还能自动获取气象数据和自动显示相关气象信息处理系统。其中，数据采集器包括3块电路板：主处理板、湿度板以及风雨板。数据采集器作为整个自动气象站的关键部分，其原理主要是利用湿度板和风雨版进行数据采集工作，随后再传输所获得的数据[2]。而就外围设备而言，如常见的计算机、USB电源以及打印机等，它们都可以当作独立的设备，然后整合收集的数据。

2 自动气象站防雷工作存在的问题

2.1 观测场的避雷针保护范围不达标

部分地区资金不足，防雷工作人员缺乏工作经验和能力，没有按照规定的避雷流程完成工作，都会造成自动气象站防雷工作存在问题。此外，部分政府人员为节约成本，缩小避雷针的保护范围，再加上周围环境会影响自动电气站的避雷针的保护范围不符合规范。在具体观测场上，需要工作人员结合当地实际情况进行实地观测，并深入计算数据，得出避雷针的保护范围。但是由于出现上述情况，所以观测场避雷针的保护范围不达标，最终导致气象站设备出现损坏现象。

2.2 未安装好避雷带和避雷网格等接闪器

自动气象站若没有安装好避雷带和避雷网格，雷电可能会直接对建筑物造成损坏。而安装好避雷带和避雷网格可直接将雷击的电流引入避雷针内，从而起到“挡箭牌”的作用，保护自动气象站的设备不受雷击破坏，因此正确安装避雷带和避雷网格极其重要，这样才能有效保证自动气象站的安全。

3 自动站主要防雷技术的实际应用

自动防雷站由多种设备支撑，每种设备都需要电能，而电路在受到雷电天气的影响时可直接使过电压侵入通道;当遇到雷电天气时，感应雷会通过入侵信号数据直接损坏设备;直击雷可直接损坏数据采集器和室外传感器，尤其是风向杆。自动气象站要想避免雷电损坏自动气象站，应从根本上减少雷电破坏自动气象站的问题，需结合自动气象站周围环境特点，深入分析当地雷电天气自然规律，针对雷电问题采取防雷措施。

4 自动气象站防雷工作中的安全防雷技术

4.1 自动气象站防雷接地技术

自动气象站要想做好防雷工作，必须重视接地工作，接地是防雷技术中重要的环节之一，相关工作人员必须按照规划制度做好接地网的工作，让其具有合理性，做好该工作要求接地电阻小于4 Ω，这样才是最安全的范围，且当接地电阻值越小，电压就越低。采用综合接地网时，要求接地电阻小于1 Ω才属于安全范围，要求接地和防直击雷引下保持5 m以上的距离。此外，要遵循接地网不共线原则，这样做的目的是保证信息采集箱上的金属制品与金属固定件的电器贯通，更好地发挥避雷的作用。同时，当同轴电缆特性阻抗低时，会使雷击产生的电流直接入地，再加上金属制品屏蔽作用，很大程度上减少了雷电的感应电压。

4.2 单独安装避雷针

根据以往经验，单独安装避雷针可以有效避免其在雷电天气对风向传感器和传输线直接造成影响。若直接将风向传感器当作避雷针，会出现严重的雷击事故，也使自动气象站内的其他设备受到雷击影响。单独安装避雷针可以起到有效避免自动气象站内受到雷击的影响，还能避免对周围建筑产生影响。一般情况下，还应该整改防雷器，其原理是在原有的基础上在单独安装一根避雷针，并且保证将其安装在自动气象站附近，该避雷针长度约为16 m。除此之外，还要分析风向传感器位置，避雷针和风向传感器之间要保持3 m以上的距离，这样才具有安全性。显然，为了保证整个自动气象站观测场的设备都在避雷针的保护范围，就需要单独增加避雷针，这样才能保证所有设备不会被雷击损坏。

4.3 自动气象站外部防雷技术

自动气象站时常处于空旷区域，更容易遭到直击雷的袭击，因此更应该应用外部防雷技术。将金属构件、避雷带、金属屋面作为防直击雷接闪器，能有效发挥防直击雷作用。直接连接闪器的原理是利用设计人员事先设计好金属装备，然后通过改变雷电通道，让雷电流不会作用于被保护的物体。要注意的是，需结合气象站实际环境装好防直击雷避雷带。技术人员要按照相关防雷技术规范进行作业，并及时计算它的保护范围，并宝成接地电阻与风向杆之间的电阻小于4 Ω，这样才能有效起到避雷作用。

4.4 自动站内部防雷技术

信息系号线和电源线是电压的传播途径，若不想自动气象站遭到感应雷破坏，就应该从避免用电设备以过电压。例如，某地区的自动气象站电源系统供应以TN-C型式为主，但是必须以防雷技术规范为主改为TN-S型式，或TN-C-S型式，为避免雷电侵入设备导致雷电系统损坏，因此要做好多级防雷保护工作。进行多级防护保护设备的具体设计步骤：电源总进线作为第一级电源保护器，在安装时要保证电源防雷器的电源电流高于40 kA;在值班室需分配点进行与不间断电源之间安装20 kA的电源防雷器，其也是第二级电源保护器;而10 kA的电源防雷器需安装在数据采集器前段，将插座式避雷器安装在每台计算器电源之间，可以更好地起到避雷作用，企业是第三季电源保护器。雷电感应浪涌电压可直接对计算器和其他信息设备进行雷擊导致其受损。当出现雷电现象时，会产生大量的过电压能量单纯的防雷措施起不到完全消除过电压能量，会直接损坏自动站内的器件。因此，在自动气象站上装上浪涌保护器SPD，可以起到直接限制瞬态过电压的作用，使设备都能在承受范围内。自动气象站中电源线供电方式一般为TT制式，且低压配电系统电源线上使用的具有金属制品外壳穿过金属管之后，再将其引入气象室内，这个过程要做好接地工作。

5 結束语

为了保证自动气象站观测工作顺利开展，就必须做好防雷工作，相关工作人员在进行防雷工作时要仔细分析其产生的问题并及时做好安全防护工作。每个自动气象站都有其自身的特点，因此工作人员应根据其特点分析原因，并增强自身安全防护意识，这样才能保证自动气象站的防雷工作安全稳定运行。

参考文献

[1] 多杰才旦.自动气象站防雷工作中的问题及应对措施[J].农家参谋，2018（3）： 112.

[2] 李承昊.自动气象站防雷工作中存在的问题及应对措施[J].科技经济导刊， 2020（8）：129.

责任编辑：黄艳飞

Analysis and Application of Lightning Protection of Automatic Meteorological Station

FU Min-jun （Zhangshu Meteorological Bureau， Zhangshu， Jiangxi 331200）

Abstract The function of automatic weather stations is to provide meteorological services. With the gradual automation of meteorological observation equipment， the level of atmospheric detection in Our country has been improved to a great extent. The problems in the lightning protection work of automatic weather stations are also increasingly prominent， bringing huge losses to the country. Based on this， the problems existing in lightning protection of automatic weather station are analyzed， and the safety protection measures are put forward.

Key words Automatic station; Lightning protection work; Problem analysis; Safety protection