九江市自动气象站雷电防护设计与防护措施-

论文导读：的分析检查，改进防雷系统的建设，必要时进行重新设计。（2）注意落实工程方案的细节。前文提出的防雷细节问题，可能在一些台站或多或少的存在，存在越多遭遇雷电损害的概率就越高。这些细节都是雷电防护中的常识性问题，通过例行的测量和检查能够很快找到这些问题，进而对防雷设施的状况做出全面评估，并且可以同时应用规范的防
摘要：为解决九江市自动气象站因雷击造成系统损坏日益严重的问题，对全市自动气象站被雷击和损坏情况进行了统计分析，并结合现场勘查指出了台站观测场自动站防雷中存在的一些典型问题。通过近年来九江市大气探测技术中心在自动气象站防雷方面的一些经验，提出了从多方面入手改进自动气象站防雷系统的办法和措施。
关键词：自动气象站；防雷；问题；建议
一、引言
近年来，气象监测现代化事业的快速发展，自动气气象站已替代传统气象站，自动观测仪器的应用带来气象观测的高效率和准确度，按照城区大约间隔10-15公里的建设原则，九江市气象局现已建成多要素自动气象站183个，并在市局建立中心站组网，实时收集、监控、分发自动气象站观测数据，自动站网已覆盖全市全地域，能够实时、准确地获取九江地区的气象要素数据，较好地满足了日常业务需要，也为更好地为九江人民做好气象服务打下了坚实的基础。
但由于自动气象站观测仪器采用电子技术，加之气象站地处较空旷地带，极易遭受雷击。为确保自动气象站防雷工程的可靠性、安全性，按照中华人民共和国气象行业标准《气象(台)站防雷技术规范》QX4-2000的要求，参照全国已建其它地区自动气象站的防雷经验，针对本地区的天气气候特点，雷暴特征， 自动气象站地理位置、地质情况等因素，谈谈自动气象站防雷工程设计。

二、存在问题分析

虽然在九江市绝大多数台站在自动站建设中都进行了规范的防雷设计，并通过了相应的测试和验收。但是随着使用时间的延长，台站环境的改造变迁，设备在升级、维护、重装中的改变以及台站综合防雷的各个环节往往发生退化。再加上气候变化、一些防雷设计存在的某些隐形不合理、设备本身的防雷缺陷等等因素，部分台站的抗雷杰能力有所下降。主要问题有防雷设计选择类别偏低；观测场避雷针和地网安排不科学；接地电阻不达标，或逐步升高；强电接地不规范，零、火、地线有缺陷；强电布线、防雷有缺陷；各类地网布局和接入点不合理；浪涌保护器材数量、级数不够；弱电设备信号防雷有缺陷；弱电布线、接地有问题；台站变动迁移后防雷措施未同步跟进；重大雷姐事故后处理不得当。

三、自动站雷电防护设计

九江市年雷暴Et数为2．3d／a，九江市气象台自动站属于国家基准气象站，依据《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》QX3-2000、《气象(台)站防雷技术规范》QX4-2000、《建筑物防雷设计规范》GB50057—94(2000年版)中的防雷分类方法，九江市自动气象站属于3类防雷建筑物，主要应从以下5个方面进行雷电防护设计。
（1）直击雷防护设计
观测场直击雷防护：自动站电接风杆安装LGZ1000—1(黄铜)型号避雷针，该独立避雷针可以使观测场所有仪器处在被保护范围内。避雷针引下线穿铁管人地并与观测场地网可靠连接，铁管与地网焊接。值班室屋面加装避雷带，并可靠接地。若天面有单边带发射天线时，天面应有避雷针，避雷针距天线应大于3m，并与避雷带及引下线可靠连接。
（2）电源防护设计
值班室电源供电方式应为TN—C—S制式，并加装电源避雷器。电源线在人户前必须穿镀锌钢管埋地至少15m，入户后电缆外皮及钢管应与等电位带可靠连接。
在配电室电柜处加装波形10／350、响应时间不能大于50ns、残压小于4KV、总通流量大于40KA的电源避雷器。在值班室配电柜(箱)内加装8／20波形、响应时间不大于50ns、残压小于1．5KA、通流量大于10KA的避雷器。在精密仪器前端加装通流量大于5KA，残压小于1KA的防雷击电源插座。
（3）通信设备防雷设计通信设备防雷对保障自动气象站气象资料的采
集和传输有着十分重要的作用，某气象站在2004年就因为业务用调制解调器未采取任何防雷措施而造雷击，给该站的气象资料的传输带来一定压力。因此在自动气象站数据采集器前端安装复合信号避雷器，在MODEM前端应加装RJ1l电话避雷器，在计算机RS一232口前加装串口信号避雷器。有无线发射或接收系统的应在馈线设备端加装天馈避雷器。
（4）防雷接地网
据实际测定，观测场土壤电阻率40Ω·m，为了建立有效的防雷接地系统，可沿观测场内侧(可以利用地沟)，用4x40m镀锌钢带(或直径为10mm的圆钢)作成环型水平接地极，垂直接地体长1摘自：7彩论文网本科毕业论文模板www.7ctime.com
．5m～2．5m，直径为50mm、壁厚不小于3．5mm 的镀锌钢管或50mmx50mmx50mm镀锌角钢，间隔距离为3—5m打人地下，并与水平接地极可靠焊)接，焊接长度为扁钢宽边的2倍，圆钢直径的6～8倍，直至地网阻值降至4欧姆以下。如果仍然达不到要求，可做放射形延长接地体，延长接地体一般不超过10～30m。地网在观测场内每个仪器旁预留出接地端子。
（5）防雷等电位
值班室内所有大型金属均应用30mmx40mm的铜带或直径25mm 的多股铜线与大楼总等电位带可靠连接。观测场内所有设备的金属外壳、大型金属构件均应就近用截面大于10mm的多股铜线3mmx40mm铜带与接地端子可靠连接。若观测场地网与值班室大楼地网小于20m，则两地网必须用4mmx40mm镀锌钢带可靠焊接。

四、建议采取的措施

（1）改进和检查防雷系统。防雷环境是每站各异的，因此，防雷必须针对每个台站的具体情况进行设计和施工才能取得良好的保护效果。防雷是一个系统工程，自动气设备的防雷是在台站整体防雷的基础上进行的局部防雷。为此建议台站从上述的各个雷击设备的形式和途径入手对现有防雷系统从整体上进行全面的分析检查，改进防雷系统的建设，必要时进行重新设计。
（2）注意落实工程方案的细节。前文提出的防雷细节问题，可能在一些台站或多或少的存在，存在越多遭遇雷电损害的概率就越高。这些细节都是雷电防护中的常识性问题，通过例行的测量和检查能够很快找到这些问题，进而对防雷设施的状况做出全面评估，并且可以同时应用规范的防雷工程手段迅速加以解决。
（3）呼吁台站高度重视设备防雷。一般来说，台站遭受雷击是不可避免的现象，但雷电灾害是论文导读：同时要求级间达到规范规定的距离，最后一级距离设备线长5M以下。（5）研究雷暴临近的防雷击方法。有些雷暴能量巨大，来势汹汹，不可抗拒，许多台站采取在强雷暴临近时关闭或断开部分设备的方法，有效的保护了设备，确保了探测业务正常进行，这个经验应该总结推广，形成制度。（6）健全定期的防雷系统检查制度。健全针对台站的每
随机的概率事件，无法预测遭遇雷击的时间、地点。还未遭受重大雷击站点，应该认真分析检查完善防雷系统，以便应付随时到来的强大雷击。
（4）对发现问题进行整改。对观测场不符合要求的避雷主针和地网重新布设施工。对不符合要求地网进行降阻和连接改造。对不符合要求浪涌保护器整改。较可靠的浪涌保护一般要求到达设备前有，同时要求级间达到规范规定的距离，最后一级距离设备线长5M以下。
（5）研究雷暴临近的防雷击方法。有些雷暴能量巨大，来势汹汹，不可抗拒，许多台站采取在强雷暴临近时关闭或断开部分设备的方法，有效的保护了设备，确保了探测业务正常进行，这个经验应该总结推广，形成制度。
（6）健全定期的防雷系统检查制度。健全针对台站的每个防雷环节的测试检查表格，定期测试和检查。一旦发现问题可以迅速采取措施。
（7）研发针对性的有效防雷串口保护器。由于串口引入的雷击过电压是采集器损坏的主要原因，目前主要针对采集器和计算机串口研制有效的过压保护装置，在串口隔离器发生雷击击穿时，保护串口。
五、结束语
九江市自动气象站的防雷关系到九江市气象台的业务正常运行，防雷安全直接关系到安全生产，在今后的工作中还要按要求对所有防雷措施进行定期检测，以确保自动气象站的雷电灾害，保障地面气象观测仪器及传输设备的安全运行。■
参考文献
苏邦礼，崔秉球，吴望平等．雷电与避雷工程．中山大学出版设，1996．
梅卫群，江燕如．建筑防雷工程与设计．北京：气象出版社2O04．3．