资源描述：
《自动气象站雷电防护措施解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、自动气象站雷电防护措施解析 摘要：目前,地面遥测系统正逐步替代传统的人工气象观测,雷电电磁脉冲对地面遥测系统的安全运行构成了很大的威胁。本文详细介绍了自动气象站的防雷技术措施,对如何有效防范雷电灾害,做好自动气象站的防雷工作有一定的指导意义。关键词：自动气象站雷电防护措施中图分类号：P4文献标识码：A文章编号：自动气象站作为一种集合了传感器、数据采集及处理、数据通信等技术的自动化电子设备,其抵御雷电损害的脆弱性是不言而喻的,加上自动气象站安装运行在严酷的环境下以及与市电、通信网络的联系,更增加了遭受雷电损害
2、的危险性。因此,预防雷电损害是自动气象站网可靠性设计的极其重要部分。自动气象站遭受雷电损害通常有二种情况:即直击雷损害和雷击电磁脉冲造成的感应雷损害。就防雷技术而言,直击雷防护是比较困难的,所幸的是遭受其损害的概率极小。然而雷电感应对自动气象站损害的概率较大,其防护手段也较为复杂,本文根据尺度自动气象站网的防雷设计实践,就自动气象站雷电感应防护问题进行了讨论。一、自动气象站的雷击隐患7自动气象站是用于气象数据的自动采集、计算处理和存储的电子设备系统,主要有气象要素传感器、采集器、计算机等组成。气象要素传感器放
3、置在室外空旷处,采集器、计算机安装在室内,室外传感器与室内采集器之间通过信号电缆相连接。根据自动气象站设备特性分析,存在如下雷击隐患。1.室外设备的雷击隐患自动气象站的室外部分有风向、风速、温湿度、雨量、蒸发、地温等传感器。由于室外设备的特有布置环境和自身特点,存在以下雷击隐患。(1)处于室外的传感器安装在开阔的观测场内,四周无高大建筑物,尤其是风向风速感应器安装在风杆上,探头为敏感度极高的金属体,极易遭受雷击；(2)安装风向风速感应器的风杆均装有接闪杆或在接闪杆的保护范围之内,但当风杆遭雷击时,其顺着风杆引
4、向室内采集器的传输电缆线易感应电磁脉冲而损坏设备；(3)观测场接闪杆遭雷击时产生的强大暂态电磁场,经温湿度、雨量、蒸发、地温传感器等信号电缆电磁耦合到设备,造成损坏；(4)观测场接闪杆遭雷击时产生局部高电位,使自动气象站的金属探头因地电位的反击而损坏。2.室内设备的雷击隐患自动气象站的室内部分有气压感应器、采集器和计算机,极易因电磁脉冲而损坏,其雷击隐患主要有以下3点:7(1)雷电电磁脉冲通过采集器的传感线路损坏设备,造成自动气象系统瘫痪；(2)雷电电磁脉冲通过电源线路损坏自动气象站的电子设备；(3)不规范的
5、接地系统,造成各电子设备之间有电位差,损坏自动气象站的电子设备。二、自动气象站雷电灾害的形成特征分析1、从自动气象站的构成要素特点，来分析雷电灾害的形成自动气象站是一种利用电子技术手段进行气象要素自动观测的现代化观测系统，它是由气象要素传感器、数据采集器、微机终端和电源等部分组成，是一种需要电力系统供电、来保持其正常工作的综合性电子设备，主要完成气象要素的数据采集、信号变换、传输、信息处理、存储、发送等工作任务。从自动气象站的构成要素特点来分析，其雷电灾害的形成具有以下特征：（1）自动气象站设备的敏感及脆弱极
6、易遭受雷电感应的侵害。自动气象站设备是由非常敏感的电子器件构成的电子信息系统，由于电子器件的抗电磁干扰能力、耐压能力、抗冲击电流能力薄弱，耐受能量的能力为毫焦耳级（mJ）、甚至更低（10-6~10-8焦耳J），而雷电每次释放的能量在百兆焦耳（MJ），与电子器件的耐受能量悬殊极大7，因此当雷电到来时，强雷电感应电压（可达几十千伏-几百万伏）极易造成电子器件的击穿、爆裂，印制电路板线路熔化、烧断，造成自动气象站设备系统的永久性损坏。（2）错综复杂的线缆易传播雷电感应过电压和雷电电磁脉冲。自动气象站设备的工作大多需
7、要电力线路供电，同时，气象要素的数据采集、传输、处理、发送，都需要多根信号线缆完成信号的收发，因而自动气象站系统有一个较庞大且复杂的线缆布局。错综复杂的室内、室外线路电缆，极易将闪电电涌引入自动气象站的设备系统，雷电的电磁感应，也会在电缆上诱发感应过电压和过电流，使供电网线缆上的电压高达100KV以上，电信电缆的电压可达几十KV以上，并沿着线缆四处传播，对与线缆连接的设备、终端构成严重的危害。三、自动气象站的防雷措施气象信息系统雷电电磁脉冲防护规范和气象台(站)防雷技术规范是中国气象局针对自动气象站所处的位置
8、一般位于较高且开阔的凸出地带和气象设备的特点,参照相关标准制定的。针对自动气象站的特性,要用/接闪、屏蔽、等电位连接、均压、分流、限压、接地等综合雷电防护措施进行,以提高自动气象站运行的安全性和可靠性。71、防直击雷自动气象站防雷的第一道屏障是防直击雷装置,其性能的好坏影响到整个自动气象站防雷系统。首先依据《气象台(站)防雷技术规范》中台站防雷等级划分规定,确定本台站的防雷等级,然后再按《建筑物防雷
