曾祯
雅江县气象局 627450
摘 要： 天气因素影响着人们的生活。其中，雷电灾害是非常严重自然灾害之一。如何减少和防止雷暴造成的损害值得关注。地面气象工作面临着雷击方面的灾害，气象观测场对数据的准确性和设备的稳定性依赖性强，这就对观测场的防雷性能提出了新的要求。基于此，文章主要分析地面气象观测场防雷存在的不足，并提出对策，以供参考。
关键词：地面气象观测；不足；防雷保护； 措施
0前言
气象观测对于人们的日常生活有着重要的意义,地面测报在提供实况数据的同时也在为气象预报提供基础数据支撑,保护好地面气象观测场就显得尤为重要,在气象观测过程中观测数据有误差甚至丢失的影响因素有很多,雷电天气就是其中一种。雷电的危害是十分巨大的,地面测场防雷装置安装不当极易损毁地面观测设备,将会给气象观测带来不可估量的后果。对雷电天气的观测进行研究探讨,致力于减少雷电的危害,为气象观测提供良好的观测环境。
1 地面气象观测场防雷存在的不足
1.1设备的问题
现有的设备措施尚未标准化，又引进新的观测仪器，如负氧离子仪、PM2.5 和其他现场设备等，这些设备都未采取等电位连接措施。机房空间中的设备大多使用M型电位数字线路，机柜中仅使用一根长度为 0.6m的电位电缆；电涌保护器位置不合理；一线电涌保护器参数的选择不符合 《 建 筑 物 防 雷 设 计 规 范 》（GB50256- 2015）的要求。计算机设备的末端没有电涌保护器，或者电涌保护器的参数不符合规格。雷击保护措施的定期维护不到位；观测站屋顶上的锈迹与设备焊接点相连，在部分设备的地线连接处设备有开路或短路现象。
1.2 线路的问题
有许多天气指标，例如风向和风速观测。一些气象站没有在风向站和风速站处安装单独的金属保护管，因此它们更容易与避雷针电缆缠绕在一起。风向和风速观测信号线连接至避雷针信号进而影响气象信号的接收。尽管电缆表面上的保护层难免会受到电流对信号接收的影响，但是雷电形成的破坏力时大家瞩目共睹的。由于屏蔽层无法完全阻挡雷电的影响，因此会影响风向和风速信号。
1.3雷电入侵的防治措施不足
大多数气象观测站都位于山坡或丘陵上，大部分电源线和信号线直接架空，并且接线处理都不规范。主集成器、雨量计、光纤线路等的加强肋线没有等地连接，综合布线杂乱、屏蔽措施不完善；电源线和信号线传输性能不足，安全距离不符合规定。风传感器信号线和雪深传感器信号线未安装屏蔽层，对于某些已屏蔽线路，其金属屏蔽层也未完全接地；某些设备可能只与屏蔽层的一端连接，因此只能防止静电感应，而不能防止由于磁场强度变化而产生的感应电压，不能保证电子信号的稳定性和平滑性。建筑物和建筑物中的金属门窗也未采取屏蔽或接地措施，站内的 LAN线仅与 PVC管道接触，而不与屏蔽管道接触。
1.4观测站计算机室的位置不合理
观察处通常必须与观察表面处于同一水平，因为观测阳光、风向之类的观察设备对周围物体高度都有要求，并且观察空间的高度也是有限的。因此，大部分观测空间位于建筑物的顶部，而机房大部分位于建筑物的底层，并且处于建筑物内部，这与《建筑物防雷设计规范》（GB51067- 2013） 的位置选择要求不符。
2 地面气象观测场的防雷保护措施
2.1 选择性能良好的防雷装置
由于直接雷击现象比较普遍，因此通常使用避雷针和电气开关等措施进行保护，但在实际应用中，必须根据实际情况分析观察区域的室外条件并改善观测环境的防雷计划。选择避雷针时，应注意其防护范围的科学计算，例如，若受保护设备的高度等于或大于避雷针高度的 2 倍时，则其保护范围为高度差与影响因子系数乘积的 1/2，当避雷针与设备的总高度差小于 35 m 或大于 40m 时，其影响因子分别为 1.2 和 5.3。因此如果观测站设备尺寸较小，则可以直接设置避雷针进行避雷，否则应根据观测站系统的架构设置避雷针（线路），并提供严格的施工规划以增强防雷性能、保证防雷效果。
选择避雷器时，应根据观测站被保护设备的性能，运行状态和隔离措施等，来确定最佳的避雷器种类。如果配电系统的电压平均小于1KV，则可使用 FD阀限制器；监控站可以使用 FN 型阀限制器，但必须确保其具有与系统有相同的额定电压。除了将设备的绝缘强度控制在指定范围外，还应在 400V 以下的低压侧安装带气隙的氧化锌避雷器，以进一步改善纵向效果。
2.2 改进线路排布和接地措施
为了减轻阀式避雷器的负荷并充分利用它的防雷作用，观测站应采取线路保护措施。首先是通过线路整改方案来抑制避雷器电压的冲击，其次是利用雷电的电流冲击变化来保护观测站线路，通常将雷电保护线路与观测站进站线路的间隔距离设置为 0.3～1km，以有效减少外电流对观测站的影响。
低压配电线应埋入地下并安装金属管道，电位端子处应连接地线。ESTI 级测试电涌保护器应安装在将低压电源线引入主配电板的位置，脉冲电流 LIMP≥11.2kA，电压保护等级≤3.6 kV，配电箱中安装额定放电电流≥13kA 的设备时，Ⅱ级电涌保护器的保护等级应≤1.3kV；鉴于计算机设备的末端会增加插座型电涌保护器，因此各级电涌保护器之间可以进行跨极合并。
2.3观测场设备的定期检修
为保证观测场电气设备的持续稳定运行和数据采集的准确性，对观测场的雷电防护设施进行定期检测是十分必要的。首先要检查雷电防护措施的保护范围是否全部覆盖气象观测场区域，经专业人员测定后，需要结合测定结果整改和优化雷电防护设施，以保证将雷击隐患控制在最小范围内，或是尽力减小雷电袭击事件发生的次数。一般情况下，一个气象观测场每年至少要有两次全面大检查与整改。除此之外，要严格遵守我国的雷电防护管理规范，制定观测场雷电防护管理制度，并真正地将制度落实到每一个岗位和个人。对防雷工作采取岗位责任制，使每一个员工各行其事、各负其责。以有效维护观测场监测工作和防雷工作的有序进行，使观测场的防雷工作时刻处于最佳安全状态。对于一些新建的地面气象观测场，需要经过专业部门对防雷性能进行全面检查和检测，审查合格后方可投入使用。
2.4观测场内部防雷措施
观测场内部雷电防护主要是指电源系统的防雷保护，其次是信号系统的防雷保护。如信号系统中的各种线路的合理性，布线的科学性，电缆的屏蔽敷设等。最后，供电线路与信号线路之间的电磁兼容问题也需十分注意。电磁干扰不仅可以使传输导线中的信号发生畸变，致使数据不准，严重时还会损坏设备。所以，在进行系统的总体设计时就需采取抗干扰措施，如在进行控制室的选址时，尽量避免高电压、大电流、辐射强的环境。在科学选址的基础上，还要做好机房或设备的屏蔽工作。
2.5 接地隔离装置
直接连接到设备起落架的防雷装置可以安装在观察区域的中央，并且接地电阻应小于5Ω。接地设备与其他测量设备分开，并且保持6 m的距离。应根据观察场中的金属沟槽设置远程入侵设备和低照度接地设备，这将有助于阻止与相邻设备的潜在连接，并且抗冲击性应小于6.5Ω。如果接地强度不符合规范要求，可采用垂直接地钻孔法来扩展水平接地装置，减小区域的土壤阻力，减少障碍物，增加地面面积，降低抗拉强度。如果将直接连接的接地设备与其他接地设备分开连接，则可以平衡多点连接的电位，这种效果更好，并且接地电阻的电阻不大于3Ω。
3 结语
气象观测在我们的日常生活中具有重要意义，必须在防雷设备中很好地进行。众所周知，雷电的影响很大，有些疏忽会对电力设备产生负面影响。采取防雷措施，增加金属护套，控制设备之间的距离，避免缠结的线。这些方法和测量值可以主观地更改，并且存在一些难以人为更改的客观因素，例如地形，并且我们将尽最大努力减少这些因素对地面测量场的影响并减少雷电事故发生的可能性。
参考文献：
[1]邓滔.浅谈地面气象观测场防雷保护措施[J].河北农机,2020(06):77.
[2]气象观测场的雷电防护技术探讨[J]. 黎灿明,罗君俏,黎玉燕,李敬源,唐毅,吴满春. 气象研究与应用. 2018(02)
[3]浅谈气象观测场设备布局及防雷要求[J]. 郭永梅. 内蒙古科技与经济. 2019(18)
[4]李洪伟,高胜利.浅谈地面气象观测场防雷保护措施[J].科技经济导刊,2018,26(36):92.