郭永杰
仁怀市气象局，贵州 仁怀 564500
摘要：本文结合自动气象站在实际运行过程中存在的雷击安全隐患进行分析，提出行之有效的保护措施，意在降低自动气象站的雷击风险，保障自动气象站的安全、持续、有效的工作。
关键词：自动气象站；雷击；保护措施
引言：
最近几年，全球极端天气频发，多地区出现极端恶劣天气及自然灾害，对人类社会带来巨大的经济损失。气候变暖、干旱强降水分部不均、雾霾等，也给人们的生产生活带来诸多不便，这就使得人们对天气预报准确程度以及天气质量实时监控提出了更高的要求。与此同时自动气象站应运而生，它可以在野外一些偏僻地区、人力难以到达的地区持续不间断的为我们提供实时气象数据，很多地区的气象部门都已设置了自动气象站。
自动气象站是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备,主要由传感器、采集器、通讯接口、系统电源等组成,以弱电方式运行，绝缘等级低，存在着对雷电电磁场或雷电波等强电反应敏感的弱点，因此做好自动气象站防雷防护措施是雷电多发区保障自动气象站安全稳定运行的基础前提之一。
1自动气象站存在的雷击安全隐患
1.1避雷针的保护范围设置不够科学
避雷针的有效保护范围是以它对直击雷的保护空间来表示的，其概念与一定的绕击率相对应。绕击率就是指某一物体虽然处于避雷针的保护空间之内，但是由于雷电放电的路径受很多偶然因素的影响，仍然不能保证其绝对不会受到雷击，在此情况下，物体受到雷击的概率就是绕击率，如绕击率为1%的避雷针保护范围就比绕击率为0.1%的保护范围大得多。绕击率与雷电流本身的参数有关，一般雷电流愈大，绕击率愈小，但绕击率还与其他的因素有关，如在山区、气象等不利情况下，也会发生大雷电流产生绕击的例外情况。就观测场而言，自动气象站在开工之前，工地周围环境需要专家们进行细致的研讨，通过一系列科学计算之后，合理设置避雷针保护的范围。这一过程对于自动气象站防御雷电袭击是有着至关重要的作用，最大限度的保护自动气象站免受雷电的侵袭。但是在实际建设的过程中很多建设单位并未按照要求施工，更有甚者认为过度的保护范围是一种浪费，选择安装了低绕击率的避雷针，等于是在施工的过程中人为缩小了避雷针的避雷保护范围，结果造成严重的损失。
1.2将避雷针安装在风传感器的铁塔上
在自动气象站的建设过程中，大多都意识不到风向感应器和避雷针混合安装的，由于风向感应器都安装在风塔上，风塔顶端一般都是气象站的最高点，将避雷针安装在风传感器的铁塔上，合情合理，简单省事。在这种情况下风塔就便直到了避雷针的作用，一但受到雷击，风向感应器就会被雷击所损坏，致使自动气象站不能正常的工作。
1.3室外线路裸露，部分附属设施未接地。
在有些自动气象站，有部分线路并没有穿线管，而是长期暴露在外，遭受雷击后产生严重危害，甚至损害元器件，影响正常工作，得不偿失。还有一些室外的金属附件并未接地，如金属栏杆、梯子等，也成为了自动气象站遭受雷击诱因之一。
1.4未合理设置避雷带、避雷网保护范围
避雷带是指沿屋脊、山墙、通风管道以及平屋顶、女儿墙的边沿等最可能受雷击的地方敷设的导线。当屋顶面积较大时，就不能只做周边一圈，中间还要把它互相连接成网格状，就叫避雷网。科学合理的在建筑物的外围设置避雷带避雷网对自动气象站防雷有着极其的重要作用，如果不合理设置避雷避雷带、避雷网保护范围，接闪器也就就无法把雷电流引下来的，就不能起到规避雷击作用。
1.5自动气象站的总电源和通讯系统未装避雷器
避雷器的核心工作就是放大电流，在断路器还没有任何动作前就把通过的电流快速释放掉，这样就可以保护了电路和用电设备的安全。如果总电源不加装避雷器，在雷雨天气里遭遇雷击，就会损毁自动气象站的电路和用电设备，与此同时通讯系统也会因为瞬间电流过大或者电磁干扰，损坏电子原件，影响正常工作。
2自动气象站预防雷击的措施
2.1避雷针要单独安装
在自动气象站项目规划区域内，选择合适的位置单独安装避雷针，可以有效地保护风传感器和风塔，避免与避雷针混装对风传感器和传输系统线路造成直接的影响。一定要严格按照设计规划的防护范围安装避雷针，也就是要把整个自动气象站规划区域内所有建筑和设施都包含在避雷针的保护范围之内。如果有部分建筑物或室外设施由于形状不规则超出了避雷针的有效保护范围，还需要在气象站边沿地带另行设置避雷针对其进行保护，切不可疏忽大意，因小失大。
2.2运用疏导、拦截雷电防护策略保护自动气象站
雷电的疏导策略，就是引导雷电流通过接地装置导入大地，把雷电过电压控制在设备或器件的可承受范围内，进而保障其免受到雷击的影响。拦截防护策略就是参照站内设备工作频谱以及雷电波谱分量的差异，利用滤波器等对雷电波进行隔离或拦截，进而大幅削弱其释放的能量，使其避免受到雷电的影响。部分自动气象站缺少良好接地条件，科学运用雷电拦截策略则是非常好的解决方案，这就要求参与拦截任务的元器件、拦截装置要有比雷电压还高的绝缘度，拦截装置的质量水平及工艺水平要达到很高才行。疏导与拦截策略相互结合，全面防护自动气象站不受雷击侵扰。
2.3布设引导线
布设引导线也是一种防雷建设的必要手段，值得注意的是传感器的信号传输电缆一定的放置于已接地的金属管中，要在避雷针上装好接闪器。各类线路（如信号线、避雷针引导线、电源线等）应分类分开穿入金属管，预防通过引导线的雷电流对传感器的信号线和电源线造成影响。还要科学合理的布局接地电网、使用接地电网，依据接地电网不共线的基本原则，保证各金属固定元件与金属管间电路的畅通，这样形成等电位连接，就可以合理的把雷电流导入到大地下。
2.4设置避雷带、避雷网
在自动气象站建筑物上面以及外部防雷设施外围设置避雷带和避雷网是极其的重要，它对自动气象站来说就是一个“保护盾”。一定要按照设计要求正确合理的安装接闪器，将雷电流通过避雷针和接地装置引入地下，使气象站设备能够避免遭受直接雷击。如果没有安装避雷带，接闪器就无法很好的安装，就无法把雷电流引下来的作用，就无法起到规避作用。
2.5安装电源防雷器
安装总电源防雷器主要是防止雷电和其他内部过电压侵入设备造成损坏，从室外防雷与线路防雷相结合的综合防雷方案。使用电源防雷器能在最短时间内释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口间的电位差，从而保护电路上的设备。的同时还在要在自动气象站内设备使用的传输线上加装电源防雷器，对气象站进行全面的防护，尽可能的减少雷电活动对自动气象站的影响。
3结语
总而言之，自动气象站的防雷建设工作长期而复杂、综合性强极强，在做好各项防雷工作的同时，一定要多分析各类事故的根本原因，结合自动气象站本身的特点，归纳总结，进而找出行之有效的解决方案。还要多去学习借鉴国内外先进的防雷技术和科技成果，提高自身应对能力，以确保自动气象站的防雷措施能够有效进行，逐步提高我国自动气象站对气象数据信息的采集质量。
参考文献
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[2]《建筑物防雷设计规范》.GB50057-2010.
[3]黄思源，刘钧．新型自动气象站观测业务技术［Ｍ］．北京：气象出版社，２０１４．
[4]ＱＸ４－２０１５气象台（站）防雷技术规范［Ｓ］
作者简介：郭永杰（1972-）女，汉族，贵州人，大专学历，中级职称工程师，从事气象地面测报工作。