浅析多要素区域自动气象站防雷

【摘   要】2020年4月1日，我国地面气象观测全面自动化，标志气象现代化时代的到来，毫不夸张的说是我国气象史上“里程碑”，在地面观测系统自动化运行中，确保整个系统安全运行是重中之重，而雷电危害是观测设备（仪器）的一大杀手，本文通过在安装多要素区域站时的工作实践，总结一些雷电防护施工要点，抛砖引玉，仅供同行参考。

【关键词】多要素;气象观测;自动化;设备;雷电防护

1.多要素区域气象站雷电防护基本情况

区域气象站是指在某一地区根据需要，建设的能够自动探测多个要素，无需人工干预，即可自动生成报文，定时向中心站传输探测数据的气象站，是弥补空间区域上气象探测数据空白的重要手段。自动气象站由气象传感器、微电脑气象数据采集仪、电源系统、防辐射通风罩、全天候防护箱和气象观测支架、通讯模块等部分构成。温湿度、风速风向等传感器为室外气象专用传感器，具有高精度高可靠性的特点。

自动气象站用于对风速、风向、雨量、空气温度、空气湿度、光照强度、土壤温度、土壤湿度、蒸发量、大气压力等十几个气象要素进行全天候现场监测。可以通过专业配套的数据采集通讯线与计算机进行连接，将数据传输到气象计算机气象数据库中，用于统计分析和处理，整个系统是一套弱电信息系统，每台设备都是一个精密的电子产品，由此可知，雷电对系统运行安全构成一大威胁！

2.区域气象站雷电防护要点

直击雷防护、防雷接地、等电位联结是自动站防雷的三大要点，结合实际施工的6要素自动站（6mX10m场地）予以分析。

2.1直击雷防护措施

多要素站无拉线风杆是整个自动站最高设备，也是直击雷防护装置，首先要对接闪针保护范围进行计算：

由图4可知：C点为接闪针保护的最远点，高度为围栏高度1.5m

由图1可知：AB=7.5m   BC=4.2m  由勾股定理计算AC=8.6m，即接闪针保护半径。

图3按滚球法，避雷针在hx高度的保护半径按下列计算式确定：

式中 rx：避雷针在hx高度的保护半径;

hr ：滚球半径;

hx：被保护物的高度

已知：

接闪针h=11Mm;

滚球半径hr=60m;

被保护物的高度hx=1.5m

结论：观测场在接闪针保护范围之内

2.2共用接地系统（图2所示）

（1）沿场地规划线开挖深度60cm基沟;

（2）将人工垂直接地体（50mmX50mmX5mm镀锌角钢）按示意图位置垂直打入沟底，用水平接地体（40mmX4m镀锌扁钢）将垂直接地体连接，构成闭合环形网格，并且在6个垂直接地体使扁钢露出地面100mm，预留围栏接地端子;

（3）无拉线风杆底座内角钢预埋件在底座底部就近与接地系统用20X4的扁钢进行连接，接地钢钎用20X4扁钢与接地系统进行连接;

（4）主采集箱、翻斗雨量传感器等设备浇筑底座时，底座内的三个固定螺栓用20X4扁钢与接地系统进行连接;

（5）检查各个焊点是否可靠并进行防腐、防锈处理，根据现场土壤情况，工频接地电阻尽量不大于4欧姆，达不到采取相应降阻措施，如果山区等特殊场地，工频电阻值不用太过于纠结，只要做好接地系统和等电位连接，就可以了，回填土方，接地系统完成。

2.3局部等电位联结

等电位联结与接地是两种保证电气安全的理论和措施，用直径10平方毫米多股铜线将站内的风杆、主采集箱、雨量传感器等设备（仪器）金属部件连接，形成局部等电位连接网格，可以有效地降低回路电阻，使系统更安全。

3.结论

多要素区域气象站大多安装在空旷的地方，站内电子设备居多，施工时要严格按照相关技术规范进行，特别要做好防雷等电位的连接，做的安全可靠，保障气象站全天候运行正常。

参考文献

[1]河南省多要素气象观测站安装示意图及说明.河南省气象局观测与网络处，2017年5月

[2]GB50057—2010 建筑物防雷设计规范[S]

[3]QX4—2000 气象台（站）防雷技术规范[S]

作者簡介：郑同胜（1966.4-），男，汉族，河南焦作人，气象工程师，研究方向为雷电防护和人工影响天气。

温县气象局    河南焦作    454850