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《雷電防護(hù)技術(shù)在自動氣象站的應(yīng)用分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、重慶大學(xué)工程碩士論文1緒論1．1問題的提出與研究意義自動氣象站是大氣探測地基系統(tǒng)的重要組成部分，更是開展精細(xì)化預(yù)報所不可缺少的氣象要素源。實施加密觀測的自動氣象站由于網(wǎng)格距的需要而分布在不同的地理位置和氣候環(huán)境中【1,2】。氣象站一般都設(shè)在山上或位置較高的地方，四周比較空曠，而這些地方地處風(fēng)口，容易發(fā)生雷擊，盡管有避雷設(shè)施—一連地板下都鋪了橡膠等絕緣材料，但還是防不勝防。根據(jù)有關(guān)資料和現(xiàn)場實地勘察，自動氣象站的建設(shè)場地主要分為兩大類，一類是建設(shè)在原氣象觀測場，另一類是根據(jù)氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測的需要，建設(shè)在非氣象觀測場的其他場所，這類大多為單要素自動氣象站，有少部分為多要素自動氣象站。對于
2、建設(shè)在原氣象觀測場的自動氣象站，其防雷接地系統(tǒng)主要是在原氣象觀測場防雷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改建而成。由于以前的人工觀測場大多為機(jī)械制式的設(shè)備，耐壓能力較強(qiáng)，因此，雷擊表現(xiàn)不是很嚴(yán)重；而自動氣象站大多由集成度較高的電子弱電設(shè)備組成，且處理及傳輸設(shè)備均為電子弱電設(shè)備，其耐壓能力相對較弱。在建設(shè)自動氣象站時，由于對風(fēng)桿的直擊雷防護(hù)、等電位連接以及屏蔽措施考慮不周全，導(dǎo)致雷暴時自動氣象站很容易損壞，嚴(yán)重影響了自動氣象站的正常運(yùn)行。而對于在非氣象觀測場的自動氣象站，由于觀測需要，大多建設(shè)在建筑物的屋頂或野外，其防雷措施大多僅安裝一只避雷針，基本上沒有雷擊電磁脈沖的防護(hù)措施，一旦雷擊就很容易損壞【3
3、】。如粵西某市從2000至2002年分別安裝布設(shè)了26個自動氣象站，從自動氣象站避雷器內(nèi)自動雷擊記錄裝置的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，有23個站遭受到感應(yīng)雷的侵襲，有的站甚至一年內(nèi)多次遭受到雷電侵襲。有6個站設(shè)備遭雷擊損壞，其中2個站設(shè)備損毀嚴(yán)重，造成自動氣象站觀測中斷的事故。重慶自2002年自動氣象站建設(shè)以來，由于我市雷暴和自動氣象站安裝位置及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特殊性，自動氣象站的防雷狀況和防雷措施方面存在的某些不足，僅一年時間，自動氣象站因雷擊造成的損失就達(dá)N-十多萬，站點遭受雷擊的點面率達(dá)30％。自動氣象站是地面氣象觀測以及中小尺度天氣預(yù)報的重要組成部分，防雷的好壞將直接影響探測質(zhì)量，一次采集核心D
4、T500的損壞，直接經(jīng)濟(jì)損失就是40000余元，更何況雷電狀態(tài)下電磁環(huán)境對氣象要素數(shù)據(jù)采集的長久負(fù)面影響。盡管雷電的形成機(jī)理和雷電成害的原因非常復(fù)雜，但就目前的雷電防護(hù)研究水平與防雷技術(shù)的應(yīng)用，搞好自動氣象站的防雷，提高自動氣象站的運(yùn)行質(zhì)量是完全做得到的。因此我們必須應(yīng)用DBSGP現(xiàn)代防雷工程技術(shù)結(jié)合實踐經(jīng)驗對自動氣象站的防雷技術(shù)進(jìn)行研究，從而減輕或避重慶大學(xué)工程碩士論文l緒論免自動氣象站設(shè)施遭受雷擊，保障自動氣象站的正常運(yùn)行。1．2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向我國建國初期，大多數(shù)工程均按照日本的450~600保護(hù)角確定避雷針的保護(hù)范圍，接閃器采用三叉小針，引下線采用銅線，接地裝置采
5、用lmXlm的銅板【4】。后來，我國引進(jìn)原蘇聯(lián)技術(shù)。采用拋物線和折線計算保護(hù)范圍，用鐵管或鍍鋅鋼筋作接閃器，用鍍鋅鋼筋作引下線，地下打入3m一5m長的鍍鋅鐵管或鋼筋作接地電極。直到現(xiàn)在，避雷針仍然采用鍍鋅鋼筋或扁鋼，但保護(hù)范圍計算改用更科學(xué)的滾球法，滾球法是一種計算接閃器保護(hù)范圍的方法。它的計算原理為以某一規(guī)定半徑的球體，在裝有接閃器的建筑物上滾過，滾球體由于受建筑物上所安裝的接閃器的阻擋而無法觸及某些范圍，把這些范圍認(rèn)為是接閃器的保護(hù)范圍。這就是滾球法。滾球法是國際電工委員會(IEC)推薦的接閃器保護(hù)范圍計算方法之一【51；我國目前正在實施的建筑防雷規(guī)范GB50057．94t6
6、1也采納了“滾球法”。由立體幾何的知識即可進(jìn)行“滾球法”的計算。借助某些軟件在計算機(jī)上可以使計算的過程及計算結(jié)果的表述變得更加簡易。避雷帶是在建筑物的屋脊和屋頂四周敷設(shè)的接地導(dǎo)體，是由避雷針、避雷線發(fā)展而來的。避雷網(wǎng)是在避雷帶的中間敷設(shè)接地導(dǎo)體，以保護(hù)建筑物的中間部位，用于保護(hù)建筑物。其優(yōu)點是敷設(shè)簡便、造價低，而且同高聳的避雷針相比，引雷的幾率大為減少，而且它接閃后一般是由多根引下線來泄散電流，室內(nèi)設(shè)備上的反擊電壓就相對較低【7以91。我國建筑防雷工作者提出并在全國獲得廣泛應(yīng)用的籠型防雷方式則是利用建筑物鋼筋形成的法拉第籠，極大地提高了建筑防雷的可靠性與安全性。從國際上看，R．E
7、f．Golde先生于1977年才在其(Lighnling》一書中談到等電位聯(lián)結(jié)做法【2啦!】；1958年，人民大會堂工程率先采用了籠式避雷網(wǎng)并進(jìn)行了徹底的等電位聯(lián)結(jié)。據(jù)目前資料記載，把籠式避雷網(wǎng)用于工程實踐，這在國內(nèi)外均屬首次。在防雷工程中，這種籠式避雷網(wǎng)再加上徹底的等電位聯(lián)結(jié)既能滿足外部防雷系統(tǒng)要求，也能滿足內(nèi)部防雷系統(tǒng)要求，它還能實現(xiàn)良好的等電位、分流、屏蔽以及接地效果，是較為完善的防雷系統(tǒng)。就設(shè)計規(guī)范而言，六十年代以前，我國沒有自己的建筑物防雷設(shè)計規(guī)范，設(shè)計者只能憑自己的認(rèn)
