（1.江西省气象服务中心雷电防护科江西南昌330046；2.江西赣象服务中心江西南昌330000）
摘要：作为地面气象观测系统中一项重要的组成部分，自动气象站由计算机、系统电源、采集器、数据处理装置及传感器等多种电子设备组成，主要功能便是对气象数据进行自动观测与储存，进而为精细化预报的开展提供重要的气象要素源。然而，由于自动气象站通常安装在野外，再加上微电子装置比较脆弱，因而容易受到雷电的侵入，导致设备被破坏，气象数据丢失。由此可见，做好自动气象站的雷电防护工作尤为重要。
关键词：自动气象站；雷电；防护
随着社会经济的发展及科技水平的提升，我国自动气象站也得到显著发展，并在提供气象服务、防灾减害等方面，发挥出了关键性的作用。然而，自动气象站对电磁的干扰尤为敏感，雷电放电更是主要的电磁感染源，给气象站带来了非常大的危害。在此种形势下，为确保自动气象站得以正常运转，进一步促进我国气象行业的快速、稳定发展，就需要对雷电的侵入途径进行分析，并积极采取有效的雷电防护工程技术。
1.雷电侵入自动气象站的主要途径
经调查研究得知，雷电侵入自动气象站的途径主要包括以下几种：（1）直接雷击：指的是雷电直接击在建筑物或仪器设备上，此时，设备就会在瞬间形成非常高的电压，出现火花放电的情况，进而被摧毁。（2）雷电波侵入：当导体被雷电击中以后，会形成强大的电流表、电压波。因此，雷电如果击中了信号线及电源线等与气象站连接的导体，尽管此时并没有直接击中站内的设备，也会借助传导耦合的方式向设备引入雷电波，进而损坏设备。（3）雷电电磁感应：在放电的瞬间，雷电的周围会出现强大的变化电磁场，当导体处于此电磁场中，就会感应到非常大的电动势。若该导体连接站内的设别，那么电动势就会从导体向设备传播，并损坏设备。（4）地电位反击：如果自动气象站的地网与要求不符，存在接地电阻过大的情况，那么就会使得雷电流难以向大地快速泄入。一旦出现雷击，电荷就会聚集在地极的周围，电位上浮并形成高电压，沿着设备接地线，该高电压就会反击到设备上，并损害设备[1]。
2.基于自动气象站的雷电防护工程技术
2.1直击雷的工程防护技术
在开展自动气象站的直击雷防护工作时，应当将室内及室外设备的安全均考虑在内，并以《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2000）中第二类防雷建筑的相关规定为依据，来设计各项标准。对于值班室，主要依据相关防雷设计规范及标准，对接地装置、引下线及避雷带网格进行合理设备，从而发挥出防雷的作用。对于室外设备，应当考虑的是比较高的风向风速传感器，通常采用的雷电防护方法便是将避雷针安装在第二类防雷建筑。其中，风杆应当与避雷针紧紧固定在一起，并接通电气，风杆与地网之间应当焊接两处及以上，并做好防锈工作，保证通过避雷针及风杆，可将雷电流顺利向大地泄入，起到保护室外各设备的作用[2]。
2.2雷电波及雷电感应侵入的工程防护技术
雷电波及雷电感应对自动气象站造成的危害，主要表现为借助连接设备的电源线、数据线及信号线，以传导耦合或静电感应的形式对站内设备造成侵入与损坏。
（1）供电线路的雷电防护：在自动气象站中，业务楼以及观测场的供电系统有着比较长的线路，受到雷电波及雷电感应危害的概率比较大，应当将其作为雷电防护工作的重点。对于进入业务楼总配电柜的供电线路，当全长用铠装电缆埋地的方式进行引入时，如果发现存在一定难度，则可用护套或铠装电缆在引入处穿过钢管，随后直接埋地，此外，还应将泻流型的电涌保护器装设在架空线与电缆的连接处，并将钢管的两端、电缆的金属外皮、电涌保护器等，与接地装置连接起来；当采取架空的方式进行引入时，应当将泻流型的电涌保护器安装在业务楼的配电柜处，同时将与业务楼比较近的两基电杆金属横担进行接地。
（2）信号线路的雷电防护：当值班室距观测场比较远时，主控微机与外界通信及有线遥测控制等线路受到雷电感应危害的概率比较大，同样需要引起重视。当采用的通信线缆为光纤时，应当在进入观测场或值班室之前，就对光纤的金属加强芯及护层进行接地处理；而选用其他类型的通信线缆时，应当将带有金属屏蔽层的线缆作为首选；在采取全场埋地的方式时，如果存在一定难度，则可在向观测场或业务楼引入之前穿过钢管，随后进行直接埋地。如果业务楼及观测场之间的距离比较近，两地间的线缆就必须采取穿钢管埋地或从地下电缆沟进行敷设的方式，电涌防护尽量采用SPD，并将其连同钢管的两端、线缆金属外层与接地装置连接起来。
（3）数据线路的雷电防护：从室外的采集器及传感器向室内传输数据的线路，即为数据线路。在敷设数据线时，应当先穿过PVC管，然后埋地引入。为便于维护工作的开展，应当在线管拐弯处及每隔10m处设置一个电缆井。其中，PVC管的设备高度应为电缆井的一半，为避免雨水及虫鼠的侵入，还应盖牢井口。当数据从风向风速传感器上引下来以后，需穿入风杆中，并从风杆的内部向电缆沟引入。
2.3接地处理
作为雷电防护工作的基础，接地质量的高低会对防雷的效果产生直接影响。由于将雷电向大地泄入为防雷工作的最终目标，因此，为确保防雷的效果，就应当建立起科学合理的防雷地网。在设计接地网时，为保证接地电阻与设备要求相符，就应当将所在地的土壤电阻率、地网的面积大小及使用材料规格等全面考虑在内。在自动气象站中，其接地系统主要由值班室及观测场两地的接地系统组成。为了避免两个地网之间出现电位差，在引起地电位反击的基础上对设备造成损害，就应当采取联合的接地方式，也即将值班室与观测场中的防雷地网连在一起，并注意控制联合接地电阻不超过4Ω[3]。
3.结语
自动气象站的雷电防护属于一项系统且复杂的工程，在实际工作中，应当与自动气象站的特点相结合，对雷击事故的发生规律及原因等进行深入分析，进行归纳与总结，并以此为依据，对屏蔽、分流、等电位连接以及接地等技术进行综合应用，在提高防雷安全性的基础上，为自动气象站的正常稳定运行提供充分保障。
参考文献：
[1]曹昆，张雪.浅谈自动气象站的雷电防护技术[J].现代农业，2014，15（04）：94.
[2]黄仁立，韦华红.新型自动气象站雷电防护技术探讨[J].气象研究与应用，2016，37（02）：106-109.
[3]陈并.运用综合防雷技术做好气象台站防雷工作[J].农业与技术，2013，8（06）：176-177.
[4]尹作鹏.自动气象站雷电防护技术探究[J].科技创新与应用，2015，16（31）：49.
[5]张立清，栗伟华，张洪卫.自动气象站雷电防护技术探析[J].农业灾害研究，2014，4（08）：46-47.
作者简介：
强裕君（1983年10月25日），男，汉族，山西省朔州市平鲁区人，本科，工程师；从事雷电防护工程管理工作。