自動(dòng)氣象站的雷電及過電壓防護(hù)

陳振德　李智標(biāo)

[摘要]自動(dòng)氣象站為我國的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)帶來了極大的益處，因?yàn)槠淇梢杂行У貙ψ匀唤绲臍庀笞兓M(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測與預(yù)測，將自然界對人類生產(chǎn)的危害程度降至最低點(diǎn)。由于自動(dòng)氣象站易于受到自然界的雷電破壞，雷電所產(chǎn)生的過電壓對自動(dòng)氣象站的危害不容忽視，因此，本文針對自動(dòng)氣象站的雷電進(jìn)行了分析，并探討了雷電過電壓防護(hù)的措施。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)氣象站；雷電；危害；過電壓防護(hù)；措施

[中圖分類號]P415.1+2 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0040-01

一、引言

自然界的雷電對于自動(dòng)氣象站的影響與危害，在我們的生產(chǎn)實(shí)踐中不容忽視，其后果很有可能會(huì)給社會(huì)和人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重的損失。因此，有必要在自動(dòng)氣象站的工作中注重對雷電及其過電壓的防護(hù)工作，盡可能的減少雷電過電壓對氣象站的設(shè)備造成損失。為了做好防護(hù)措施，就要首先對氣象站的系統(tǒng)設(shè)備有一個(gè)清楚的了解。由于自動(dòng)氣象站的系統(tǒng)一般都是采用高科技的微電子產(chǎn)品，對于外界的低壓能夠承受，但是對于強(qiáng)烈的電磁干擾，尤其是電磁脈沖的沖擊，其抗性就會(huì)大大降低。再加上自然界的雷電所產(chǎn)生的過電壓可以借助多種途徑侵入自動(dòng)氣象站的設(shè)備。情況較為輕的就是干擾設(shè)備的正常功能，時(shí)系統(tǒng)無法進(jìn)行準(zhǔn)確的氣象觀測與預(yù)測，如果情況較為嚴(yán)重，就會(huì)有可能造成整個(gè)氣象站系統(tǒng)的癱瘓，最終導(dǎo)致設(shè)備的報(bào)廢，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，雷電過電壓的危害，氣象站的工作人員應(yīng)給予高度的重視，在工作中注重各種經(jīng)驗(yàn)的積累，采取有效的措施對雷電過電壓進(jìn)行防護(hù)工作，最大限度的降低其帶來的危害。

二、自動(dòng)氣象站的雷電干擾和入侵途徑

（一）自動(dòng)氣象站的雷電干擾

就目前而言，我國的自動(dòng)氣象站監(jiān)測系統(tǒng)基本上采用的都是大量的高科技產(chǎn)品，也就是電子元器件，由這些電子元器件有機(jī)組合在一起，從而形成了微電子的系統(tǒng)設(shè)備。由于氣象站系統(tǒng)的電子設(shè)備對于外界強(qiáng)烈的電磁干擾非常敏感，因此，在人們的生產(chǎn)和生活實(shí)踐中也會(huì)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電磁干擾，但是這種人為的電磁干擾能夠很好地被控制，所造成的危害也是較小的。然而來自大自然的電磁干擾就比較嚴(yán)重。比如自然界的電磁干擾主要有雷電發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的放電和過電壓，宇宙中的強(qiáng)烈射線，還有其他的氣象活動(dòng)等，這些都會(huì)嚴(yán)重影響到氣象站的正常工作。其中雷電的放電和過電壓造成的危害最大。雷電產(chǎn)生的危害主要有兩種形式，有直擊雷、感應(yīng)雷。其中直擊雷能擊中自動(dòng)站的可能性較小，在工作中采用一般的避雷網(wǎng)或者避雷針都可以對自動(dòng)站進(jìn)行有效地保護(hù)，但是感應(yīng)雷所產(chǎn)生的危害就比較大，針對此情況，應(yīng)該采用綜合性的措施進(jìn)行防護(hù)工作。

（二）自動(dòng)氣象站的雷電入侵途徑

自動(dòng)氣象站的雷電入侵途徑有多種形式，主要是通過輻射耦合和傳導(dǎo)耦合兩種形式進(jìn)行的，通過這兩種形式將雷電過電壓輸送到自動(dòng)氣象站，導(dǎo)致氣象站的系統(tǒng)設(shè)備受到嚴(yán)重?fù)p害。從子動(dòng)氣象站的組成系統(tǒng)來看，雷電入侵的主要途徑會(huì)有電源線的入侵、各種連接部件之間的通道和網(wǎng)絡(luò)的通信電路等，其中以電源線的入侵最為利害，掌握幾種雷電過電壓的入侵途徑，才能有效的采取措施進(jìn)行防護(hù)。在電源線入侵途徑中，由于自動(dòng)氣象站的電源是由低壓線進(jìn)行傳輸電力，進(jìn)而引到電源室內(nèi)，這就會(huì)有可能導(dǎo)致輸送電力的路線受到雷電的損害，雷電的過點(diǎn)煙就會(huì)沿著電力路線周圍的配電線路進(jìn)行傳播，最終侵入電源，使其功能失效，受到危害。直擊雷和感應(yīng)雷都會(huì)在低壓的線路上產(chǎn)生過電壓，都會(huì)對電源設(shè)備造成危害。在通信線的入侵途徑中，對于直擊雷來說，只有當(dāng)對其的防護(hù)措施不力時(shí)，才會(huì)導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生。比如，路面的高層建筑物或者突起的物體就會(huì)受到是直擊雷的危害，直擊雷所產(chǎn)生的過電壓就會(huì)有可能擊穿地面上的土壤，后果也是較為嚴(yán)重，不僅會(huì)使室外的氣象站中的設(shè)備系統(tǒng)，輕則失去正常的功能，重則就會(huì)全體癱瘓，過電壓還會(huì)擊穿各個(gè)連接處的保護(hù)電纜線的絕緣層，這樣的情況下，直擊雷所產(chǎn)生的過電壓就會(huì)順著通信線入侵氣象站的系統(tǒng)。如果通信線遭到的是感應(yīng)電所產(chǎn)生的過電壓，其后果將會(huì)更嚴(yán)重，因?yàn)楦袘?yīng)電過電壓可以在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的電壓，造成極大的危害。

三、自動(dòng)氣象站的雷電所產(chǎn)生的過電壓的防護(hù)措施

了解了自動(dòng)氣象站的電磁干擾源及其所產(chǎn)生的危害，還有雷電過電壓入侵系統(tǒng)的主要途徑，就要根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)水平，采取相應(yīng)的有效措施進(jìn)行強(qiáng)有力的預(yù)防。一下就介紹幾種有效的也較為常用的防護(hù)措施。

（一）接地的防護(hù)措施

接地的防護(hù)措施在雷電過電壓的防護(hù)工作中較為常見，也有很不錯(cuò)的效果。接地防護(hù)是防雷擊的重要基礎(chǔ)，接地的種類和運(yùn)行的形式也有多種，種類主要有交流電源的接地、防雷接地以及直流電源接地等，其運(yùn)行的形式主要有兩種，分別是共地運(yùn)行和分地運(yùn)行，對于自動(dòng)氣象站而言，經(jīng)過分析后，建立聯(lián)合的共地運(yùn)行方式較為有效。一股情況下，為了防止頻率較低而且雜散的電流危害，就要把氣象站的設(shè)備多處進(jìn)行接地，比如電源接地，感應(yīng)器和采集器也要接地，還有保護(hù)接地等，需要注意的是，為了有效地將這些接地的系統(tǒng)和防雷系統(tǒng)分開，這些接地都要采用整體統(tǒng)一的單點(diǎn)接地才可以。對于地面上的建筑物來說，可以通過建筑物底層的接地系統(tǒng)中的壁壘裝備有效地將建筑物之間的接地系統(tǒng)自動(dòng)連通，有效保護(hù)自動(dòng)氣象站的安全。

（二）屏蔽的防護(hù)措施

屏蔽的防護(hù)措施在生產(chǎn)實(shí)踐中也很有效。采用屏蔽防護(hù)就是將外界中所有的電磁干擾拒之于門外，阻礙其侵入自動(dòng)氣象站的內(nèi)部系統(tǒng)。一般情況下，就是采用能導(dǎo)電的一些物體，比如金屬網(wǎng)、管子以及金屬箔等導(dǎo)體，利用它們有效將自動(dòng)氣象站系統(tǒng)內(nèi)需要保護(hù)的設(shè)備完全包起來，不與外界環(huán)境接觸，可有有效地實(shí)行保護(hù)。如果進(jìn)行傳輸?shù)碾娎|是暴漏在外面的，就要采用全面屏蔽的措施進(jìn)行保護(hù)，可以使用全屏蔽線對其進(jìn)行直接有效的保護(hù)，在接地上也要注意采用對點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行接地。對于自動(dòng)氣象站周圍雷電活動(dòng)較多的地方，可以采用在電纜的上方大約有30厘米之處，建立與電纜相互平行一致的金屬導(dǎo)體，必須要接地。對于與電源相連的低壓電源線，要安置在地面以下，再加上屏蔽層，切記暴漏在空中。另外在有些的網(wǎng)線上也要裝上信號避雷針，這樣才會(huì)有效阻斷雷電過電壓的危害，進(jìn)而保護(hù)自動(dòng)氣象站的系統(tǒng)。

（三）分流的防護(hù)措施

分流是近年來興起來的，主要的防護(hù)原理就是在電源線以及有關(guān)的通信線路等雷電入侵通道和接地線之間并上一個(gè)避雷裝置，例如避雷器，這樣就可以有效地降低雷電過電壓對自動(dòng)氣象站的破壞。

四、結(jié)束語

綜上所述，做好雷電過電壓的防護(hù)工作，就能保證自動(dòng)氣象站有效長久的為人類社會(huì)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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