浅谈自动气象站雷击电磁脉冲防护措施
2021-12-02苏贵岭刘建东
农业技术与装备 2021年7期
苏贵岭,刘建东
(葫芦岛市气象局,辽宁 葫芦岛 125000)
雷击电磁脉冲是雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应,包含闪电电涌和辐射电磁场[1],使附近导体上感应出很高的电动势,表现为过电压、过电流的瞬态波[1],通过金属导线和金属管网进入观测仪器和站房内部造成事故。传感器、数据采集系统分布在室外LPZ0B区内,雷击电磁场强度没有衰减。各观测设备不太可能遭到雷电直接雷击,但由于自动气象站系统的电子元器件的绝缘强度低、耐压能力、抗电磁干扰能力以及抗冲击电流能力较弱。因此,极易受到雷电过电压的冲击而损坏。
1 雷击电磁脉冲的入侵途径
自动气象站包含多种观测传感器和主采集器,电子设备高度集成化,涵盖气象主管机构统一布局的19项已实现仪器自动观测的项目,以及13项可通过综合判识或图像识别实现自动观测的项目。采用的系统结构包括主采集器、外部总线、分采集器、传感器、电源箱等。各采集器之间采用CAN总线进行数据通讯。主采集器与工作室终端计算机采用双绞线或光纤进行数据传输。
设备工作电压仅几伏,对电磁干扰极其敏感,传感器前端也没有防过电流保护措施,经双绞线连接至数据采集器防雷板,线端未做SPD防护。由于系统中金属外壳设备多、接口多,线路老化等原因,易造成闪电电涌侵入,使得自动气象站中的传感器、采集器等设备遭受不同程度的损伤。
雷击电磁脉冲侵入工作室的途径包括电子系统的电源线、信号线、接地线等都是工作室的进雷通道以及直击雷雷击点的高电位反冲。……
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