自动气象站雷电防御存在问题与对策

梁开聪

摘要：雷电灾害是一种具有较高破坏性并且十分常见的自然灾害，对人们的人身安全有着较大的威胁，随着技术的发展，为了降低人力监测较大的工作量以及存在的误差，自动气象站已经逐渐得到了普及，由于自动气象监测技术的起步相对较晚，当前还存在一些技术和使用上的不足，降低了雷电防御的效率，为了有效加强雷电监测，降低雷电灾害对自动气象站运行造成的影响，需要对防雷技术逐渐进行完善。本文主要对自动气象站雷电防御中存在的问提进行分析，为加强雷电防御提出策略。

关键词：自动气象站;雷电防御;灾害预防

前言：随着气象监测技术的逐渐进步，当前自动化技术已经逐渐应用到雷电防御中，在雷电多发季节通过自动气象气象站对雷电天气进行预警，有助于提前采取手段降低雷电带来的破坏性。自动化气象站主要依靠接闪杆对设备进行保护，然而由于保护的范围有限，导致气象站收受到雷击的概率得不到显著降低，对此需要针对气象站设备运行特征对雷电防御机制进行完善。

1.自动气象站雷电防御存在问题

1.1避雷设备安装方面

当前自动气象站主要依靠接闪带或接闪网等避雷设备对雷电进行防御，然而在设置避雷设备的过程中普遍缺少合理规划，导致避雷设备不能完全阻止雷击对气象站造成影响，严重影响到避雷设备发挥作用。此外一些气象站的避雷设备安装不符合相关标准，无法充分发挥其作用，也会降低避雷设备的应用价值。

气象站的通讯设备往往面临着较高的雷击风险，当前自动气象站通常会忽略避雷设备在通讯系统上的安装，而有效安装避雷器，能够及时对电流进行泄调，在断路器有动作前通过对雷击通过的雷电流进行放大，对用电设备和电路进行保護，导致气象站雷击事故的主要原因就在于电路设备遭到雷击，因此有必要在通讯设备上安装避雷设备[1]。

1.2接闪杆方面

接闪杆在预防雷击的范围上相对较为有限，在安装时普遍不能对其白虎范围进行精确计算，设置接闪杆的原本目的在于对设备进行保护，然而缺少合理规划会导致一些设备得不到保护，面临着较高的雷击风险，威胁到设备的正常运行。

1.3风向信号线布置方面

风向信号线在抵御雷击时主要依靠屏蔽层度电磁脉冲进行屏蔽，需要在布置时对其进行精确计算，确保信号线上感应的高压在采集器的承受范围内，否则会导致设备的运行异常，然而当前在对风向信号进行布置时，出于美观的目的通常会使用并行引下的方式，这一方式缺乏科学性，不利于有效避雷。

2.自动气象站雷电防御对策

当前限制我国气象监测自动化发展的主要原因，在于自动气象站不能做到有效防雷，由于气象站受到雷击威胁较大，导致气象站的稳定运行得不到保障，因此提高其雷电防御水平是促进气象监测自动化发展的有效途径，以下为提高自动气象站雷电防御能力的具体措施：

2.1单独设计避雷针

为了有效避免风传感器和传输线受到接闪雷击的影响，可以为其单独设置避雷针，与设备和建筑之间保持一定距离，为避雷针提供单独的低阻抗泄放通道，确保避雷针在工作时不会影响到其他设备的正常工作。随后需要对防雷器进行整改，选择16m避雷针为最佳，在设置避雷针时需要确保其和金属管在气象站共存，在电位连接后对保护范围进行计算，主要采用滚球法计算，确保自动气象站能够完全处于避雷针的防护范围内[2]。

2.2单独安装接闪杆

为了降低传感器受到雷击的影响，可以采取单独安装接闪杆的形式，首先需要对防雷器进行整改，随后将接闪杆安装在16m的高度上，为了确保观测场地能够完全受到接闪杆的保护，需要对接闪杆的防雷范围进行科学计算。

2.3合理设置信号线及引下线

自动气象站在布置信号线缆时要求较高，在金属管的选择上需要以能够接地的类型为主，并且需要具有PVC套管为其提供金属屏蔽功能。为了充分提高雷电防御能力，需要充分避免使用并管引入的形式，应该利用分管穿行的形式，提高防雷设备的科学性，降低电源或信号线受到引下线雷电流的影响。

3.进一步提升自动气象站雷电防御能力的策略

3.1提升接地防护工作有效性

接地防护是提高自动气象站雷电防御的主要工作，决定着气象站能够承受雷击的强度，通过对接地防护进行科学规划，确保将雷电流有效导入大地中，能够有效降低监测设备受到感应雷和直击雷的影响。在设置接地防护设备时需要严格遵守相关安装标准，这一标准的制定通常以弱电子设备的特性决定。在接地防护工作中首先需要在观测地周围布置地网进行围绕，并将接地体设置在管道中，在设置时需要为接地端子保留出足够的空间，将电阻降低到4欧姆，如果达不到这一标准可以采用一些降阻措施。将地网设置在观测地周围能够有效避免对观测设备产生干扰。在完成接地设备的布置后，可以将防雷装置连接上去，能够有效避免自动气象站遭遇雷击，影响其正常运行。

3.2合理处理观测任务

雷电灾害通常伴随着较为恶劣的自然气候，例如强降水、大风甚至冰雹，复杂的气候环境为气象观测带来了一定的难度，为了提高观测的准确性，气象站可以安排不同的人员进行不同分工，例如在冰雹天气下，可以安排一部分人员对冰雹情况进行测量，明确冰雹的直径等信息，对冰雹造成的影响进行判断，并安排专门人员对雷电情况进行观测，这样能够避免任务繁杂导致观测出现误差，确保收集到的数据资料具有较高准确性，根据精确的数据采取合适手段进行防雷，能够有效减少雷电对气象站造成的影响，降低气象站遭受雷击的风险[3]。

结论：综上所述，随着经济建设下对生态环境造成了较大影响，近年来极端天气灾害的威胁正常逐渐扩大，其中雷电灾害是较为常见的气象灾害，为了降低雷电灾害带来的破坏性，自动化雷电监测手段逐渐得到了普及，然而由于在自动气象站运行过程中存在一些问题限制了气象监测的自动化发展，需要气象站在建设的过程中对防雷设备进行合理规划，单独设置接闪杆，对信号线、引下线等进行科学规划，并且做好接地防护工作，对观测人员进行合理配置，能够有效降低雷击对气象站产生的威胁。

参考文献：

[1]罗俊伟，王建民.自动气象站雷电防护技术探析[J].农村实用技术，2020（05）：144.

[2]竺赢，朱文博.新型自动气象站遭受雷击的原因分析及防雷保护措施[J].农家参谋，2020（07）：85.

[3]朝鲁.新型自动气象站雷电灾害的原因分析及安全防护[J].湖北农机化，2019（20）：77.