(1.广州市荔湾区气象局；2.广州市海珠区气象公共服务中心 广州 510000)
摘要：自动气象站是气象观测的重要组成部分，由于自动气象站的安装位置、系统结构的特殊性，导致其易受雷击侵害。本文对自动气象站易受雷击的原因和途径进行分析，提出对应的的雷电防御措施。
关键词：自动气象站；雷电防御
1 引言
2020年4月1日起，我国地面气象观测告别了人工观测，进入全面自动化的新时代，自动气象站越来越普及了。自动气象站具有获取资料准确度高、业务成本低等特点，在气象服务和防灾减灾中发挥着重要的作用。但由于自动气象站的安装位置、系统结构的特殊性，导致其易受雷击侵害，因此自动气象站的雷电防御工作也不容忽视。
2 自动气象站的雷电灾害
2.1 自动气象站的工作原理
自动气象站是一种由传感器、采集器、通信模块、电源系统、连接电缆等部分组成的自动化电子设备[1，2]，见图1-1。自动气象站能够实时监测到对应区域的气象要素[2]，为气象服务提供相关资料。目前我国主要使用的是四要素自动站和六要素自动站，四要素是包含温度、风向、风速、雨量，六要素多了湿度和气压两种。当气象要素值发生变化时，各传感器的感应元件输出的电量将产生变化，被CPU实时控制的数据采集器所采集这种变化量，再经过线性化和定量化处理，并对数据进行筛选，得到各个气象要素值[3]。
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图1-1 自动气象站的组成
2.2 雷击破坏途径
自动气象站大部分是建立在较为空旷或者突出的地方，设备具有较强的敏感性和脆弱性，使其遭受雷击的频率比较大。雷击造成自动气象站损坏有三种主要方式：（1）直击雷直接击中户外的传感器、数据采集器等。尤其测风塔是最容易遭受直击雷的破坏[1，3]。（2）雷电波通过电源线、信号线等侵入或者雷电感应出强大的电动势，使得设备损坏[3，4]。（3）地网不符合要求，容易形成高电压，对设备进行反击。
3 雷电防御措施
3.1 直击雷防护
安装独立接闪杆是直击雷防护最有效的方法。独立接闪杆与测风塔的间距在3米以上，也要保证观测站的全部设备均在保护范围之内[5]。条件不允许时，可以考虑在测风塔支架上安装适合高度的接闪杆，示例图如图2。尽量把接闪杆与测风塔距离拉开，并做好接闪杆引下线与风的数据传输线之间的电磁防干扰措施。
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图2 测风塔支架上安装适合高度的接闪杆示例图
3.2 雷电波浸入和雷电感应防护
（1）电源线路和信号线路应安装多级适配的浪涌保护器[3，4]。（2）电源线路和信号线路要分开敷设，并保持适当的安全间隔；当它们共线槽（管）敷设时，须有屏蔽或隔离措施。（3）建议线路全程都采用带屏蔽层的线缆或线缆穿金属管埋地敷设，屏蔽层或金属管两端必须做好等电位连接并接地[3]。（4）观测站内设备可导电的金属外壳应就近与观测站地网进行电气连接。
3.3 设置地网
良好的接地能够有效地将雷电流泄入大地，从而减少雷电带来的不良影响。根据自动气象站设备的特别，科学合理设置地网，保证地网围绕整个观测站一周，并依据管道分布安装接地体，预留出足够的接地端子，使得金属管道等能够就近接地[5]。
4 结论
结合自动气象站的特点以及雷电破坏途径，自动气象站的雷电防御是一项综合、系统的工程，从直击雷防护、浪涌保护器、浪涌保护器、屏蔽、等电位以及地网等各个方面全面考虑，才能确保自动气象站的雷电防御工作得到有效进行。
参考文献:
[1]于东海,翟玉泰等.浅谈自动气象站防雷技术[J].气象研究与应用,2010,31(增刊):193-194
[2]GB/T 33703-2017.自动气象站观测规范[S]
[3]李崇福,黄增林.陕西省自动气象站设备防雷问题的探讨[J].陕西气象,2009(增刊):29-31
[4]巨秉中,陈燕萍.青海省自动站气象站防雷技术探讨[J].青海气象,2007,4：56-57
[5]魏明,张斌.自动气象站雷电防御存在的问题及措施探讨[J].分析研究与探讨,2017,2:209
作者简介：魏映华，女，1982年生，福建龙岩人，大学本科，工程师，从事防灾减灾工作。