自動(dòng)氣象站的綜合防雷技術(shù)

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1、論析自動(dòng)氣象站的綜合防雷技術(shù)摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到迅速普及，氣象探測(cè)手段也得到了更新，出現(xiàn)了許多自動(dòng)氣象站。本文通過(guò)分析雷電入侵的途徑，對(duì)自動(dòng)氣象站的建筑設(shè)施和儀器設(shè)備的防雷問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，提出了自動(dòng)氣象站的綜合防雷措施，只要我們嚴(yán)格按照防雷規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)、施工，就可以收到滿意的防雷效果。目前，全國(guó)大都建成了自動(dòng)氣象站，現(xiàn)已投入正常的業(yè)務(wù)運(yùn)行。無(wú)疑對(duì)綜合防雷提出更高的要求。因此，對(duì)自動(dòng)氣象站的綜合防雷技術(shù)進(jìn)行研究探討是十分必要的。一、雷電高電位引入自動(dòng)氣象站的途徑以及損壞原因（一）自動(dòng)氣象站雷電高電位引入的主要途徑有①直擊雷擊直接擊中架

2、空線纜，讓高壓雷電以波的形式沿著導(dǎo)線兩邊傳播而引入室內(nèi)。②靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)，感應(yīng)出過(guò)電壓，通過(guò)線纜引入室內(nèi)。（二）儀器設(shè)備被雷擊損壞的原因①雷電產(chǎn)生強(qiáng)加熱效應(yīng)和電動(dòng)力作用使被擊物體損壞。②由于靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)作用，使導(dǎo)體產(chǎn)生火花，引起爆炸或?yàn)?zāi)害。③由于閃電或靜電釋放引起的電位瞬變，通過(guò)上述幾種途徑侵入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。④接地技術(shù)或等電位處理不當(dāng)引起地電位反擊。⑤瞬態(tài)電位抬高使儀器設(shè)備損壞。二、自動(dòng)氣象站的綜合防雷工程設(shè)計(jì)原則現(xiàn)代防雷技術(shù)是多學(xué)科、多行業(yè)相互合作、協(xié)調(diào)、配合，相互聯(lián)系的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。因此，自動(dòng)氣象站的防雷也是綜合各個(gè)領(lǐng)域防雷的一門專門技術(shù)，它不僅需要考慮

3、防直擊雷，還要考慮防感應(yīng)雷、雷電波侵入。總的設(shè)計(jì)原則是：綜合治理、層層設(shè)防，水漲船高、整體防御。具體來(lái)說(shuō)，主要包括外部防雷（直擊雷）和內(nèi)部防雷（感應(yīng)雷、雷電波侵入）兩個(gè)部分。三、自動(dòng)氣象站的綜合防雷設(shè)計(jì)方案自動(dòng)氣象站的綜合防雷設(shè)計(jì)方案應(yīng)從外部防雷和內(nèi)部防雷兩個(gè)方面入手。（一）外部防雷針對(duì)自動(dòng)氣象站外部防雷問(wèn)題，主要依據(jù)是建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50057-1994，國(guó)際規(guī)范iec1024以及相應(yīng)的防雷規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)當(dāng)?shù)乩讚羧諗?shù)，年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)和建筑物的有關(guān)資料，進(jìn)行防雷分類。一般情況下，可按照二類建筑物進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。防直擊雷接閃器一般包括避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)、作接

4、閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等直接接受雷擊部分。自動(dòng)氣象站儀器設(shè)備的避雷接閃器，根據(jù)實(shí)際情況在房頂上安裝避雷針，避雷帶或避雷網(wǎng)、避雷線，也可利用風(fēng)向桿作為接閃器，但要通過(guò)滾球法計(jì)算出它的保護(hù)范圍，要符合防雷技術(shù)規(guī)范要求，接閃器要通過(guò)引下線與地網(wǎng)連接。（二）內(nèi)部防雷內(nèi)部防雷主要考慮兩個(gè)部分即電源系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)。1.電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)一般采用tn-s或tn-c-s系統(tǒng)供電方式，要進(jìn)行多級(jí)防雷保護(hù)，防止雷電侵入造成配電系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備損壞。第一級(jí)在電源的總進(jìn)線處安裝一個(gè)40ka以上的電源spd(避雷器)。第二級(jí)在機(jī)房配電進(jìn)線至ups之間安裝一個(gè)20ka的電源spd)。第三級(jí)在采集器前

5、端安裝一個(gè)10ka的電源spd，在每臺(tái)計(jì)算機(jī)電源與ups之間安裝插座式避雷器。2.信號(hào)系統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)及其它信息設(shè)備損壞的主要原因是雷電感應(yīng)浪涌電壓造成，它可以通過(guò)各種信號(hào)引線把感應(yīng)浪涌電壓波引入設(shè)備內(nèi)部，破壞其芯片和接口，所以應(yīng)在信號(hào)線之間加裝信號(hào)防雷裝置。（1）供電線路與信號(hào)線路電磁兼容（emc）。這個(gè)問(wèn)題是近年來(lái)人們一直研究的重要課題，是我們綜合防雷系統(tǒng)所必須解決的問(wèn)題。采取的主要辦法是解決兩種線路之間的安全間距問(wèn)題，通過(guò)對(duì)兩種線路進(jìn)行屏蔽、接地、均壓、等電位連接等綜合處理，達(dá)到減少電磁干擾的目的。（2）天饋線系統(tǒng)天饋線系統(tǒng)包括采集器、數(shù)據(jù)傳輸線、信號(hào)線、衛(wèi)星信號(hào)

6、線。①在饋線出口處安裝相應(yīng)的信號(hào)避雷器。②在信號(hào)線進(jìn)入設(shè)備處安裝相應(yīng)的避雷器。③對(duì)饋線穿金屬蛇皮管進(jìn)行屏蔽接地處理。四、接地系統(tǒng)接地（earthing）就是將電氣設(shè)備、桿塔、構(gòu)塔、構(gòu)架或過(guò)電壓保護(hù)裝置等用接地線或接地極連接的措施，根據(jù)其作用可分為功能性接地和保護(hù)性接地兩類，包括工作接地、保護(hù)接地、過(guò)電壓接地、防靜電接地、屏蔽接地等。自動(dòng)站接地系統(tǒng)應(yīng)采用共同地網(wǎng)，單點(diǎn)接地方式，接地電阻應(yīng)小等于1ω。所有的接地線應(yīng)通過(guò)匯流排引致共同接地系統(tǒng)，系統(tǒng)的保護(hù)接地和工作接地宜分別單獨(dú)引至共同地網(wǎng)，接地引下線長(zhǎng)度要小于50m，截面積不小于35mm2，與防直擊雷引下線的間距不應(yīng)小于5

7、m。接地體可利用建筑物四周埋設(shè)的人工垂直接地體和水平環(huán)型接地體，接地體的沖擊接地電阻應(yīng)小于等于1ω。如果需新建地網(wǎng)，則可用50mm×50mm×5mm的鍍鋅角鋼作垂直接地體，角鋼長(zhǎng)度2.5m，每隔3～5米打一地樁，用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼作水平環(huán)型地網(wǎng)，埋設(shè)深度應(yīng)大于1m，如果接地沖擊電阻達(dá)不到1ω以下，應(yīng)通過(guò)改變土壤結(jié)構(gòu)和采用降阻劑以及增加地樁等辦法，使接地電阻達(dá)到規(guī)定的要求。（作者單位：1.黑龍江省黑河市氣象局,2.黑龍江省綏化市氣象局）