自动气象站建设的供电与网络环境设计

何耀龙　施禹　宣冬舒

摘 要：按照中国气象局建设“一流装备、一流技术、一流人才、一流台站”的要求，近年来，气象部门加大了对基层气象台站基础设施综合改善和新型气象仪器的投资力度，各类新型气象仪器装备到基层气象站，地面观测项目也逐步向自动化、遥测化方向发展，文章主要结合气象观测站的实际情况，对在综合改善中涉及到的供电、防雷、网络环境建设方面的技术要求展开探析，以达到预想的效果。

关键词：气象站；供电；防雷；网络

1 现状

宁夏九十年代以前所建的基层气象站绝大多数局站合一，随着地方城市化进程的推进，某些周边环境严重影响了气象观测条件，所以气象观测站便迁移到郊外。局站合一的观测站，值班室空间偏小，不能满足工作需求，局站分离的观测站，虽然空间得到了扩展，但功能布局上也不尽合理。无论哪种形式的观测站，都与现代观测技术要求存在一定的距离。

随着通信网络的加强和保障能力的提高，目前基层气象观测站全部配备了电信和移动双网通信，配备发电机和功率不低的UPS电源，因为缺乏合理的布局规划和相关的验收标准，在历次项目建设或升级改造工程中，几乎都是图省事、方便，设备随便放，管线自由拉，只要实现目的便可，而在整体布局规划、形象外观方面严重欠缺。有的观测站因条件所限，室内放置了通信网络机柜和功率较大的UPS电源，产生的噪音很大，一方面给工作环境带来不利影响，另一方面通风散热不好，设备也容易出故障，其次是无秩序的线路布设，给维护保障工作造成了一定的困难。

2 改善目的

基层气象台站综合改善涉及的内容虽然很多，但关系到人和设备的工作环境改善应该是最主要的项目，改善的目的一个是实现人的工作场所安静、舒适，另一个是实现设备的工作场所安全、技术达标。有鉴于此，文章提出：基层气象观测站在建设或改善中应至少划分出三个界限明确的功能区，即工作值班区域、通信网络区域、数据采集区域，以达到现代气象所具备的各项要求。工作值班区就是测报值班室，室内放置业务计算机、打印机、监控器等办公设备，尽量不要放置UPS及其它噪声大的设备，给业务人员提供一个良好舒适的工作环境。在通信网络区域，放置UPS、电源控制器ATS、网络通信机柜等设备，该区域必须保证通风、散热、无尘环境、配备专业技术人员管理和操作，避免违规或误操作等情况发生。数据采集区即观测场，该区域重点加强防雷、防静电措施。

3 设计方案

3.1 供电环境设计

气象观测站的交流供电要按照业务用电与生活用电分开的原则进行改造。供电系统按照自动站设备、辅助设备、照明三个独立的部分设计，气象站的配电线路和分支线路必须采用TN-S系统。线路选用电源线材的标准，应满足最大承担负荷要求并留有充分余量。方案见图1。

在资金充裕的条件下，应配备相当功率的发动机，在电源控制器ATS的作用下，实现电力的连续供应。

3.2 防雷设计

因各种因素制约，气象观测站的防雷、防静电设施不是很完善和规范，但现代的观测设备全部电子化，对防雷、防静电方面提出了很高的要求。气象台站的防雷设计，应严格依照QX4-2015《气象台站防雷技术规范》。

防雷基础环境改善方面主要是进行地网改造和线路改造。地网改造应分观测站地网和观测场地网两个部分。观测站地网形式简单，无论采用线性接地体或环形接地体，只要接地电阻在2欧以下，就可达到观测站电源和网络的接地要求。观测场地网应沿着观测场外一米处敷设成环形接地体，接地电阻需做到小于4欧，垂直接地体采用5×50×2000mm热镀锌角钢没隔五米敷设一根，水平接地体采用4×40热镀锌扁钢，垂直接地体与水平接地体的连接采用双面焊接，水平接地体与水平接地体的搭接也采用双面焊接，焊接长度不小于10厘米，焊接处刷红丹或沥青油做防腐处理。方案见图2。

屏蔽与布线：观测站内设备金属外壳、穿线金属管、金属线槽就近与接地干线连接，连接部位做防腐处理，观测站内的金属护栏、金属支柱等金属物应与环形接地体做等电位连接，连接点间隔不大于18m。室外观测仪器设备的数据传输线应使用屏蔽电缆并穿金属线槽（管）敷设，金属线槽（管）与接地干线多出连接，每隔5～10m连接一次。观测场与业务值班室之间接地装置互相连接，等电位连接导体可通过穿线钢管、电缆沟的钢筋、金属管道、专用接地干线等连接。

3.3 网络环境设计

宁夏基层气象站通信设备经过多年的升级换代后，通信现代化程度较高。目前已全部具备双网热备份通信能力，设备添加很多而布局比较混乱，多数站点虽然配备了通信机柜，但机柜放置环境不尽合理，机柜内设备布线凌乱、有的机柜里放置闲置设备，许多站点因受客观条件布局限制，没有机房空间，很难做到布局的规范化、合理化。通过台站的综合改善，可以有效地解决这些问题。一是设计专业机房，放置网络通信设备和UPS设备，二是合理布局机柜设备，使得机柜内线路清晰，标牌明确，三是安装空调机，保障机房环境温度要求。方案见图3。

4 結束语

随着气象观测自动化水平的提高，测报人员已经从繁重的体力工作中解放出来，从而转向设备维护、技术保障方面。基层台站经过综合改善后，有了划分明显的功能区，标示明确的设备线路布设，通过实行规范的操作与管理方法，可以使得业务工作人员很快熟悉和掌握工作场景，达到快速排除设备故障的要求，可极大地提高工作效率。

参考文献

[1]GB50343.建筑物信息系统防雷技术规范2004.[S].

[2]GB50174-93.电子计算机机房设计规范[S].