自动气象站-自动测风仪综合防雷方案

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1、自动气象站自动测风仪综合防雷方案摘要：由于自动气象站安装在野外、楼顶及微电子装置的脆弱性，很容易遭受受电损害，因此防雷设计应考虑环境因素、雷电活动规律、系统设备的重要性、发生雷灾后果的严重程度，分别采取相应的防护措施。　　关键字：防雷设计自动气象站自动测风仪　　　　1、防雷原则　　防雷设计应考虑环境因素、雷电活动规律、系统设备的重要性、发生雷灾后果的严重程度，分别采取相应的防护措施。　　1、在进行综合防雷设计时，应坚持全面规划、综合治理、优化设计、多重保护、技术先进、经济合理、定期检测、随机维护的原则，进行综合设计及维护。　　2、防雷系统的防

2、雷设计应采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、专用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。必须坚持预防为主，安全第一的指导方针。　　3、雷击电磁脉冲（LEMP）所产生的感应电动势通过侵入通道叠加在电源、信号线路上产生瞬间高电压，击毁各类用电设备和微电子芯片，因此在实施防雷工程时当具备外部防雷措施时，也必须对感应雷进行有效的防御。　　需要指出的是，大气变化是大规模的，雷云的发生也是大规模的，而且雷云的移动受很多可变因素支配，很多条件是随机的，因此认为有了避雷装置就万无一失的想法是错误的，避雷装置只能大大减少被雷击的可能性。　　2、自动

3、气象站、自动测风仪雷电综合防护设计方案　　2.1、自动气象站系统组成　　整个系统分别由下图几个部分组成。　　所有各个前端设备（气温、风向风速、湿度、气压、雨量、地温等）均由传感器获取数据，DZZ1-2型数据采集器集中处理后经RS232/485数据传输方式将数据变送至机房主机，再将数据向国家/省局发布。　　自动气象站前端的设备一般建设在气象局内建筑物天面或气象局观测场等。风速仪、风向仪数据的正常工作电压及RS232/485的数据传输线路电压小于6V。采集器、箱内有来自机房或办公楼的220V电源以及作为备用的48V直流电源。　　系统前端的风速仪、风

4、向仪处在一个较为空旷并且是突出物的环境中，且气象站前端的设备如风速仪、风向仪需要一个不会因周边建（构）筑物遮拦而对其数据造成失真的条件。　　2.2、自动测风仪组成、原理　　EN1型测风数据处理仪与EL感应器构成EN1型自动测风仪。感应器风杯带动发机输出的交流电压的频率。作为主机的风速信号。风向标带动的接触器与固定方位块组成的开关作为风向信号。　　主机采用低功耗的CMOS微处理器和静态存储器。由控制键盘、液晶显示器和微型打印机等组成，接收感应器的输出信号，进行各种数据处理。　　主机对感应器四极交流发电机的信号进行风程计数。风杯每转一圈对应2.5m

5、风程，风程分分辩率为2.5/4=0.625（m），按三秒取平均值的阵风风速分辩率为0.2（m/s）。设备信号线路工作电压现场测得小于4V。　　其外部环境与自动气象站相同，并且都安装在同一铁塔上。　　2.3、系统雷击事故分析　　由自动气象站、自动测风仪系统设备特殊条件可知，前端设备（风速仪、风向仪、测风仪）处在最易受雷击的LPZOA（直击雷非防护区），需对设备的进行最基本、有效的直击雷防护。通常情况下，在安装设备时均在塔顶安装一支传统普通的避雷针作为风速仪、风向仪、测风仪的直击雷防护。　　由塔顶风速仪、风向仪传感器至观测场的DZZ1-2型采集器线

6、路距离较远，一般认为只要对设备进行直击雷的防护就足够，数据传输线路（风速风向、温度、湿度、露点、气压、雨量采集仪至采集器）有部分有套金属管屏蔽；防雷措施的不完善致使落雷点在观测场、办公楼或附近时，瞬变的强大电磁场会使线路感应过电压，设备屡遭雷击损坏。　　2.4、防雷设计方案　　2.4.1直击雷防护　　根据现场设备的情况，需在风速仪、风向仪塔旁另建一支独立避雷针，作为设备的直击雷防护　　2.4.2感应雷防护　　2.4.2.1电源：　　设备系统办公楼的总电源安装B+C复合型三相电源避雷器，作为电源的第一、二级防雷。三相箱式，并联安装，通流容量60K

7、A，雷电冲击电流Iimp（10/350μS）为15KA，响应时间≤25ns，限制电压Up≤2.5KV（In）。　　机房的用电开关及观测场采集器的电源处安装单相电源避雷器，作为电源的第三级防雷。单相模块，并联安装，通流容量10KA，响应时间≤25ns，限制电压Up≤1.5KV。　　机房电脑的电源前端安装防雷插座，作为电脑电源的精细防护。单相插座，串联安装，通流容量10KA，响应时间≤25ns，限制电压Up≤1KV。　　2.4.2.2信号：　　（自动气象站）前端的风速仪、风向仪至DZZ1-2型采集器的数据传输线两端安装数据专线避雷器，共12线保护，

8、通流容量为5KA，响应时间≤1ns，插入损耗≤0.3dB，作为风速仪、风向仪至DZZ1-2型采集器的数据传输线两端设备的防护。　　（自动气象站）机房隔