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【摘要】本文著重針對自動氣象站遭受雷擊的原因進行分析，并提出有效的防雷保護措施，旨在減少雷電對自動氣象站的危害，并確保自動氣象站位于安全、正常工作狀態。

【關鍵詞】自動氣象站；雷電災害；原因；防雷保護

1雷電入侵自動氣象站的途徑

近些年來，吉林省長白山池西區雷電災害發生頻率居高不下，由此對自動氣象站的影響及危害越來越不容忽視。雷電主要通過以下途徑入侵自動氣象站：1）感應雷入侵。當測站附近供電線路處于雷擊區域內并形成感應雷，在供電線路中產生瞬間高壓并通過自動站交流供電系統入侵自動氣象站，造成自動氣象站設備損壞。2）直擊雷入侵。雷電直接擊中自動氣象站當中的氣象觀測儀器設備，并在瞬間產生高電壓而形成火花放電，還會產生大量的熱能與機械能，導致自動氣象站的氣象觀測設備遭受嚴重損壞，不僅導致氣象觀測數據丟失，還會對正常采集與上傳氣象觀測數據產生嚴重影響；3）接地線入侵。雷電擊中自動站附近的接地點，其周圍的電位會顯著增加，由此產生的瞬間高電位往往會通過自動站接地線進入到電路，并產生強電流，進而嚴重損壞電路元器件；4）雷電擊中連接自動氣象站的數據線、電源線等導體，使電流波與電壓波傳播至導體兩端，進而嚴重損壞自動氣象站相關設備。

2自動氣象站遭受雷擊的原因分析

2.1未設置避雷裝置與避雷網格。科學設置避雷裝置對于做好外部防雷工作尤為重要。交流供電系統未安裝浪涌保護器或安裝不規范，合理安裝浪涌保護器可以有效地防止感應雷入侵。對接閃器進行正確安裝能夠有效地引導雷電流并將其泄放入大地，以避免直擊雷直接擊中自動氣象站的氣象觀測儀器設備，進而最大限度地保護氣象觀測設備的安全性。然而，在實際的工作過程中，自動氣象站并未合理地設置避雷網格，也未科學安裝接閃器，導致接閃器的引流作用無法得到充分發揮，進而引發雷電災害。2.2信號線纜未采取有效的屏蔽措施。就自動氣象站而言，其觀測場內部的大多數線纜均會穿過PVC管而直接敷設在觀測場地溝當中，或者懸空敷設在地溝當中。雖然使用金屬管對值班室與觀測場之間的連接線纜進行敷設，然而并未對金屬管兩端采取有效的接地措施，進而導致其分流作用無法得到充分發揮。接閃桿在接閃時，雷電產生的雷電流將會通過引下線最終流入到接地裝置中。同時風向數據傳輸線上將會產生感應電壓，并通過數據線直接傳輸到觀測場內的采集器接口或室外轉接盒當中，嚴重時甚至還會出現電磁感應串擾鏈現象，導致氣象觀測工作無法得到順利開展。2.3風傳感器鐵塔與避雷針混裝。大部分人員在建設自動氣象站時并未意識到風向傳感器鐵塔與避雷針混裝的重要危害。由于風向傳感器往往安裝在風塔上，且位于觀測場的最高位置處，此時風塔類似于一根避雷針，一旦遭受雷擊，將會嚴重損壞風向傳感器，使其無法位于正常工作狀態，進而對自動氣象站的正常運行產生嚴重影響。2.4避雷針的保護范圍不合格。自動氣象站在運行過程中，一旦避雷針保護范圍不合格，也將會導致自動氣象站雷電災害頻發。在自動氣象站建設初期，相關工作人員就應當對氣象臺站周圍的布局進行仔細觀察與研究，以確保自動氣象站始終位于避雷針的保護范圍之內。在建設自動氣象站過程中，部分工作人員普遍認為避雷針保護范圍過大是一種浪費。為節約資金，工作人員在建設自動氣象站時縮小了避雷針保護范圍，進而引發嚴重的雷擊事故。確保自動氣象站位于避雷針的保護范圍之內，不僅能夠有效地防止遭受直接雷擊，還能保證各氣象觀測儀器設備位于正常運行狀態。

3自動氣象站防雷保護措施

3.1科學安裝浪涌保護器。根據多年防雷工作經驗，自動站雷擊多為感應雷入侵，在觀測場電源箱內安裝浪涌保護器并且電源線進行金屬屏蔽接地可有效防止感應雷入侵。3.2設置獨立的避雷針。與自動氣象站的防雷案例與實踐經驗相結合，盡管風塔作為避雷針使用會起到一定的支撐作用，但是也有一定的引雷作用，進而導致自動氣象站雷電事故發生率較高。避雷針具有防雷接閃作用，在自動站直擊雷防護時應當對其進行獨立安裝，要與風塔絕緣，獨立接地網與觀測場地網距離應大于5米。若安裝獨立避雷針，避雷針與其周圍建筑物還應當保持一定的距離，另外，還要為避雷針接閃提供獨立的低阻抗泄放雷電流通道，且不會影響到周邊設備的安全運行。除此之外，在安裝避雷針時對避雷針進行設置要選用滾球法對其保護范圍進行測算，以保證自動氣象站各氣象觀測儀器設備均位于避雷針的有效保護范圍內，以保障其安全性。3.3增加線纜屏蔽。由于地溝地面較為潮濕或出現積水等因素的影響，將會加快穿線管道的腐蝕速度。通常情況下，氣象觀測場內部的各種線纜均應采用鍍鋅鋼管懸空敷設在觀測場的地溝當中，而且每相距5m還使用Φ10的鍍鋅圓鋼管對其進行橫向焊接，并使用鐵皮擰緊鋼管拐角位置處，既能夠保證鋼管一體，還能有效防止電磁干擾對線纜的正常使用產生嚴重影響。3.4做好接地處理。接地是做好雷電防護的一項基礎性工作，主要包括保護性接地與功能性接地兩種類型。為實現自動氣象站接地性能的顯著提升，應當保證地網的可靠性、接地連接線路的堅固性及泄流的通暢性。在對接地網進行設計時要確保地網面積、材料規格與土壤電阻率等與標準要求保持一致。自動氣象站應當選用共用接地網、單點接地方式進行接地處理，而且應當將接地電阻值控制在4Ω左右；當接地電阻值高于4Ω則應當采用改變土壤結構、增加地樁及實用降阻劑等方式降低電阻值，以確保接地電阻值始終符合標準要求。就新建的接地網而言，其垂直接地體應當使用規格在50mm×50mm×5mm以上的鍍鋅角鋼，水平環形地網應當選用規格在40mm×4mm的鍍鋅扁鋼，而且其埋設深度應當在1m以上。

參考文獻

[1]包勿日塔.自動氣象站遭受雷擊的原因分析及防雷保護措施[J].農村實用技術,2019(5):129.

[2]陳貽亮,唐冬慧,劉樹平.新型自動氣象站雷電災害原因分析及防雷保護措施[C]//防雷減災論壇,2014.

作者:李建國 單位:烏魯木齊市氣象局天氣雷達站