防雷技术在县级自动气象站应用实践

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1、防雷技术在县级自动气象站应用实践　　【摘要】本文详细介绍了自动气象站的直击雷防护、等电位连接与接地、综合布线、雷击电磁脉冲（LEMP）防护等技术以及防雷装置的日常维护与管理。【关键词】自动气象站；雷电防护；维护；管理1.雷电灾害的防护1.1室外观测场及办公机房直击雷的防护（1）直击雷的防护。首先在办公楼天面周围女儿墙上安装了闭合的避雷带，天面若有通讯天线、卫星天线等则需安装避雷针，按滚球法计算其保护范围，确保天面各种天线处于保护范围内。同时使各种天线杆和机座的接地在同一等电位连接带上。（2）避雷带与建筑物结构柱主钢筋相连，其间距小于18m。避雷针从两个方向用？准12镀锌圆钢与避雷

2、带相连接。避雷带、均压带、避雷针的设计符合GB50057《建筑物防雷设计规范》及《气象台（站）防雷技术规范》的技术指标要求。（3）观测场的风向杆上的避雷针根据《建筑物防雷设计规范》及《气象台（站）防雷技术规范》的规定，采用独立接地，接地电阻小于4Ω。1.2观测场、办公机房等电位连接与接地6等电位连接的目的是保证设备与设备间、系统与系统间处在同一等压面上，使感应的雷击电压电流不在设备间和系统间流动，将各等电位连接系统感应的雷击电压电流疏导入地，从而达到保护设备的目的。（1）所有进入室内的各类金属管道、金属电缆的外导电层、PE线用16mm2以上的铜线进行总等电位连接后接地。机房内所有

3、的机壳、机架、机台、防静电地板等做等电位连接后接地。接地汇流排根据设备的需要做成500×50×5或300×50×5的铜排安装在距地面150mm左右的墙边，铜排上钻Φ10、Φ8的孔配备螺钉，汇流排再用25mm2的铜线与接地极或预留接地点连接。（2）若机房所在建筑物的接地电阻满足不了机房接地需要，则应在办公楼四周散水坡外2～3m做一环行闭合地网与原有自然接地体和人工接地体并网，该地网起到降低接地电阻和均压作用，接地电阻小于4Ω。（3）机房的等电位连接与接地按GB50057-1994的第6.3.4的要求按S型结构连接，接地线短而直，截面积达到规范规定的要求。1.3自动气象站机房综合布线

4、6（1）进入机房的各种控制信号线、数据传输线与电源线路、接地线、等电位连接线分布及间距均达到规范要求，一旦有感应雷击入侵，各线路间产生的偶合雷击电磁脉冲不会损坏微电子设备和严重干扰各系统的正常工作。（2）综合布线与电力电缆、管线、其他缆线的间距要求详细参照GB50343-2004《电子信息系统防雷技术规范》。1.4电源系统的防护要求据资料统计，雷击造成设备损坏的概率大约70%是从电源线路招引而至，因此电源系统的雷电防护是综合防雷系统工程的重点。（1）工作室前端低压电源线路防护符合《GB5005794》（2000年）的要求，在工作室内低压电源线路上安装了2级浪涌保护器SPD，SPD

5、的安装及主要参数符合表1和图1的要求。（2）SPD连接导线短而直，SPD连接导线不大于0.5m，当长度大于0.5m应适当加粗线径。当SPD1～SPD2的线距小于10m、SPD2～SPD3的线距小于5m时，应在两SPD间加装退耦装置。为防止SPD老化造成短路，SPD安装线路上有过流保护装置，SPD有劣化显示功能。1.5信号传输线（宽带网络）、天馈线的防护信号线路有电话线、宽带网络、自动气象站数据信号线等。这些线路都在进入各设备前根据电平和速率不同，安装不同标称导通电压的信号线SPD进行防护。（1）对进入室内的线路在其进入设备前安装48V、接口为RJ11的SPD。6（2）对进入室内的

6、宽带光纤，光端机的外壳及光纤金属加强芯或金属屏蔽层就近接入等电位接地汇流排。（3）宽带网设备箱金属外壳接地；宽带网路由器i/o两端安装RJ45接口SPD。（4）在计算机前端的网络信号线上安装接口型式为RJ45的信号SPD。（5）自动气象站接入计算机的接口（COM）前安装9针串口的SPD。（6）在卫星天线的馈线上，上下安装天馈线SPD。天馈线SPD的功率为设备最大发射功率的1.5倍，其频率、带宽、插损、驻波、阻抗均符合设备工作要求。（7）所有安装在控制线、信号传输线的数据线SPD的参数为：标称导通电压Un为最大线路工作电压Uc的1.5倍（Un≥1.5Uc）；雷电通流量In≥5KA（

7、8/20μs波形）；响应时间Ta≤10ns。2.防雷装置的维护与管理2.1维护防雷装置的维护分为周期性维护和日常性维护两类。（1）周期性维护的周期为一年，每年在雷雨季节到来之前，进行一次全面检测。（2）日常性维护，在每次雷击之后进行。6（3）检测外部防雷装置的电气连续性，若发现有脱焊、松动和锈蚀等，应进行相应的处理，特别是在断接卡或接地测试点处，应进行电气连续性测量。（4）检查避雷针、避雷带（网、线）、杆塔和引下线的腐蚀情况及机械损伤，包括由雷击放电所造成的损伤情况。若有损伤，及