地面气象观测场的防雷方法探析

石颜青

（山东省龙口市91604部队山东龙口265700）

地面气象观测场的防雷方法探析

石颜青

（山东省龙口市91604部队山东龙口265700）

气象观测场一般地形空旷，内部电子元件较多，容易诱发雷击，对电子设备造成严重损坏。因此气象观测场在设计和管理上都要有严格的防雷措施。本文从设计和管理两个方面探讨了气象观测场的防雷方法，对气象观测场的建设和使用具有一定的指导作用。

气象观测场防雷接闪器管理

地面气象观测场是气象观测中安置室外仪器设备和进行观测的场所。气象观测场中一般四周空旷，场地平坦，铺以均匀草层，围栏涂以白漆。在气象观测场中，测定空气温度和湿度的仪器安置在百叶箱内。百叶箱通常为木质结构，四壁呈百叶窗式，一面为门，箱顶和箱底由高低不同的几块木板做成，以使箱内仪器免受太阳光直接照射和降水、强风的影响，且使箱内外空气自由流通。箱下支架固定在气象观测场上，箱底离地面有一定高度。测定气压的气压表安装在通气而无空气流动、光线充足又不受太阳直射、气温变化小的室内。测定风向风速的仪器，其感应部分装在观测场内距地面10米高的测风杆上。测量降水量的仪器为安装在观测场内的雨量计，雨量计口离地高度一般为70厘米。

地面气象观测场的这种特殊场地要求，使其成为雷击的高发场所。因此防雷是气象观测场的设计与管理中的一项重要任务。尤其是当前观测方法逐渐由目测发展到仪器测量，观测场内会增加很多电子设备，使得防雷的难度更大，任务也更艰巨。对于地面观测场来讲，防雷一定要在设计与管理上双管齐下才能达到理想的效果。

1　气象观测场的防雷设计

为了防止雷击破坏，气象观测场在设计上采用的方法主要是增加接闪器（避雷针）。在气象观测场中，高度最大的是风向风速测定仪，通常安装在距地面10米以上的测风杆上。因此风向风速测定仪是最容易遭受雷击的设备。通常在风向杆的顶端安装接闪杆，使电荷在接闪杆上聚集，以此承接直击雷放电。接闪杆连接的是引下线，下方与接地装置相连。接闪杆、引下线和接地装置，共同构成了防雷装置。如果风向风速测定仪的采集器安装在风杆下的机箱内，那么引下线的布置一定要与机箱保持一定的距离。这是由于引下线中的电流会产生电磁感应现象，如果距离机箱太近，同样可以对机箱内的电子仪器造成破坏。

雷电电流的频率非常复杂，快速通过引下线时会在周围感应出极强的电磁场。雷电流的变化非常大，造成周围电磁场的变化也很大，处在电磁场中的导体就会产生电磁感应现象。如果机箱到引下线距离太近，假设机箱中有一开口金属环（如图1所示），那么金属环两端会产生感应电动势。当的值足够大时，会造成a、b间放电，从而损坏设备。这里称为雷击感应过电压。如果电磁场中有一个闭合金属环，那么在金属环中会产生感应电流。当的值足够大时，可能在金属环上产生较大的热量，烧坏电子元件，此时称为雷击感应过电流。因此，为了防止产生雷击感应过电压和雷击感应过电流，防雷装置的引下线与采集器之间必须要保证一定的距离。

图1　雷击感应过电压示意图

图2　雷击感应过电流示意图

由于接闪器的保护范围是有限的，除风向风速测定仪外，在气象观测场的其它地方也需要安装接闪器，使整个气象观测场都处于接闪器的保护之中。

2　气象观测场的防雷管理

要真正地解决防雷问题，除了在设计上采取必要的技术措施外，更重要的是在使用的过程中注重防雷的管理。尤其要做到以下几点：

（1）气象观测场的管理人员必须根据自己本场的具体情况因地制宜、实事求是的制定防雷方案。这种方案不能是一成不变的，特别是因业务工作需要在观测场增加临时或永久性观测设备时，尤其需要及时调整或增加本场的防雷措施。

（2）加强现有设施的管理和维护是保证其发挥作用的前提。每年雷雨季节前后都应对气象观测场中的防雷装置进行检测，历年的检测报告应存档。在检测过程中，要认真查看设备的接地情况，检查连接是否紧固、接触是否良好、引下线是否锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下隐蔽部分锈蚀情况，如果发现问题，及时整改。

（3）从国家层面讲，完善雷电检测体系，建立雷电灾害预警机制，有利于提升防雷工作的主动性，增强防雷效果。

3　结语

气象观测场在气象观测中占有非常重要的地位。由于结构和位置独特，气象观测场较容易遭受雷击。通过采取合理的设计和管理措施，雷击是可以避免和预防的。因此，气象观测站一定要重视防雷的设计与管理，确保气象观测工作的正常进行。

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P412.1[文献码]B

1000-405X（2015）-7-405-1