基層氣象臺(tái)站防雷問(wèn)題及對(duì)策探討

徐 浩

（嵊州市防雷設(shè)施檢測(cè)所，浙江嵊州 312400）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)以及氣象現(xiàn)代化水平也在不斷的提高，目前很多氣象臺(tái)站都使用了一些先進(jìn)的現(xiàn)代化電子設(shè)備，比如：計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備等，這在一定程度上提高了氣象臺(tái)站的發(fā)展，并且也保證了基層氣象臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。雷電是指自然環(huán)境中一種伴有閃電和雷鳴的放電現(xiàn)象，多產(chǎn)生于對(duì)流發(fā)展較為旺盛的積雨云中，所以在發(fā)生雷電現(xiàn)象時(shí)，經(jīng)常伴陣風(fēng)或者暴雨等惡劣天氣情況，這給人類(lèi)的生活帶來(lái)很大的威脅。雖然氣象臺(tái)站不同程度地安裝了防雷設(shè)施，但是由于雷電的形式比較多，防雷設(shè)施難免會(huì)存在著漏洞。

1 雷電和氣象臺(tái)站綜述

雷電一般產(chǎn)生于對(duì)流發(fā)展旺盛的積雨云中，是一種伴有閃電和雷鳴的放電現(xiàn)象，在發(fā)生雷電現(xiàn)象的時(shí)候，一般都會(huì)伴有強(qiáng)烈的陣風(fēng)以及暴雨，有的時(shí)候甚至還伴有冰雹和龍卷風(fēng)。雷電的產(chǎn)生會(huì)對(duì)人體造成傷害，在人受到電擊的瞬間電流會(huì)迅速通過(guò)人體，嚴(yán)重的話會(huì)導(dǎo)致被擊者呼吸心跳停止甚至死亡，每年遭受到雷電襲擊的人有很多，大部分的受害者是在戶外受到襲擊的，并且在樹(shù)下避雨遭到雷擊死亡的人數(shù)最多［1］。但是雷電也有優(yōu)點(diǎn)，例如雷電能夠制造化肥，促進(jìn)生物的生長(zhǎng)，縮短植物的生長(zhǎng)周期，并且雷電還有巨大的能量，但是人類(lèi)目前還無(wú)法對(duì)雷電能量加以利用。氣象臺(tái)站是一個(gè)國(guó)家或者是地區(qū)內(nèi)，按照統(tǒng)一的儀器設(shè)備和規(guī)范對(duì)天氣進(jìn)行觀測(cè)，向人們預(yù)報(bào)天氣情況，提醒人們注意出行安全。氣象臺(tái)站隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，擁有的微電子設(shè)備越來(lái)越多，由于微電子設(shè)備的工作電壓低，工作效率高，雷電和電磁干擾脈沖對(duì)設(shè)備的安全造成了很大的威脅，所以要保證設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，就應(yīng)該充分的重視防雷設(shè)施的建設(shè)［2］。

2 基層氣象臺(tái)站防雷存在的問(wèn)題

一般情況下氣象儀器設(shè)備并未標(biāo)出絕緣耐沖擊電壓，但目前大多數(shù)的基層臺(tái)站的預(yù)報(bào)值班室，以及地面測(cè)報(bào)值班室都是在同一棟樓，并且大部分的儀器設(shè)備都需要進(jìn)行特殊的保護(hù)，目前雖然各基層單位領(lǐng)導(dǎo)對(duì)于防雷工作予以重視，在單位的建筑物頂上安裝了避雷針等直擊雷保護(hù)裝置，但是由于缺乏關(guān)于綜合防雷技術(shù)方面的理念，在防雷方面仍然存在著一些漏洞，甚至出現(xiàn)雷電損壞氣象儀器設(shè)備這樣的事件發(fā)生［3］。文章將從以下幾個(gè)方面探討基層氣象臺(tái)站存在的防雷問(wèn)題。

（1）電源線路架空，并且直接通往氣象業(yè)務(wù)辦公大樓。隨著城市的不斷發(fā)展，很多城市或者縣城的低壓供電線路以及信息線路仍是架空布設(shè)，并且將這些線路引進(jìn)氣象辦公樓，經(jīng)過(guò)的距離相對(duì)比較長(zhǎng)，如果碰到雷電天氣，架空導(dǎo)線上會(huì)感應(yīng)到大量的瞬態(tài)過(guò)電壓，并沿著導(dǎo)線向兩邊傳播，在傳播過(guò)程中雖然電壓有所減少，但還是有感應(yīng)過(guò)電壓傳輸?shù)竭M(jìn)戶端。這對(duì)氣象儀器設(shè)備造成很大的危害，必須要加以設(shè)防［4］。

（2）樓內(nèi)電源線和信息線呈現(xiàn)距離平行敷設(shè)。由于硅整流、可控硅整流設(shè)備被廣泛的應(yīng)用，以及各種非線性負(fù)荷的逐漸增加，直接導(dǎo)致了較多的諧波電流注入電網(wǎng)中，如果電源線和通信線安裝在同一個(gè)線槽內(nèi)，或者是近距離的平行敷設(shè)［5］，不僅會(huì)產(chǎn)生電容耦合還會(huì)產(chǎn)生諧波電流發(fā)生電磁感應(yīng)，還會(huì)影響到通信線路中信號(hào)的正常傳輸。

（3）儀器設(shè)備過(guò)于靠近外墻柱安置［6］。雷電天氣里，如果雷電直接擊中氣象臺(tái)站大樓的接閃器，那么雷電就會(huì)沿著接閃器，直接通往樓柱鋼筋以及地梁向大地泄放，并在這些物質(zhì)上產(chǎn)生較高的電位，尤其是房間的外墻柱電位更高，那么如果儀器設(shè)備挨著外墻柱安裝，在發(fā)生雷電的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞甚至是引起火災(zāi)。

（4）計(jì)算機(jī)房沒(méi)有采取專(zhuān)門(mén)的金屬屏蔽措施。由于氣象臺(tái)站的計(jì)算機(jī)房間沒(méi)有采取專(zhuān)門(mén)的金屬屏蔽措施，在雷電直接擊在建筑物屋頂上的防雷接收器的時(shí)候，建筑物內(nèi)的計(jì)算機(jī)還是會(huì)受到不同層度的損壞，給基層氣象臺(tái)站的計(jì)算機(jī)設(shè)備造成一定的危害。

3 基層氣象臺(tái)站防雷對(duì)策探討

眾所周知，在基層氣象臺(tái)站的各個(gè)環(huán)節(jié)容易發(fā)生雷擊事件，并且直接影響到氣象臺(tái)站的工作，造成一定程度上的經(jīng)濟(jì)損失，基層氣象臺(tái)站應(yīng)該要遵循綜合治理、系統(tǒng)防護(hù)以及全方位的原則，對(duì)相關(guān)設(shè)備和線路進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，精心施工并明確相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，從而保證工程的質(zhì)量。目前各基層氣象臺(tái)站隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，擁有了大量的電子設(shè)備，這在一定程度上給基層氣象臺(tái)站帶來(lái)了威脅，那么應(yīng)該采取什么樣的措施來(lái)防雷，以保證基層氣象臺(tái)站的安全就成為目前氣象臺(tái)站所關(guān)心的問(wèn)題。

（1）注意對(duì)辦公樓以及衛(wèi)星天線的保護(hù)。在建設(shè)氣象臺(tái)站辦公樓的時(shí)候，一定要從建設(shè)規(guī)劃開(kāi)始，全面考慮防雷系統(tǒng)，要保證防雷工程和基建工程同時(shí)設(shè)計(jì)，同時(shí)施工并且同時(shí)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)收，在樓頂安裝的避雷針、引下線等裝置要符合相關(guān)的規(guī)范要求，如果焊接圓鋼塔的時(shí)候，要進(jìn)行雙面焊，并且焊口的長(zhǎng)度不應(yīng)小于粗焊接直徑的6倍。此外衛(wèi)星天線應(yīng)該在建筑物防雷裝置保護(hù)的范圍之內(nèi)，天線底座就近和樓頂防雷裝置搭接焊接要在兩處以上，并設(shè)立專(zhuān)門(mén)的避雷針保護(hù)［7］。還需要改變氣象臺(tái)站樓的電源線路，以保證電源線路在受到雷擊的時(shí)候不會(huì)電流量能夠消除，我們可以在電線路到氣象業(yè)務(wù)大樓之間的最后一根電線桿的位置，用電纜代替引入大樓的電線，并埋地引入到大樓總配電柜處。

（2）防止信息傳輸線引入雷電浪涌過(guò)電壓電流。為減少信息傳輸線路架空引入，遭受到雷電浪涌過(guò)電壓的侵害，我們應(yīng)該將當(dāng)?shù)氐碾娦啪忠约皻庀蟠髽菣C(jī)房程控交換機(jī)之間的通訊電纜換成光纜，沒(méi)有金屬加強(qiáng)芯的光纜就能夠有效地阻止雷電浪涌過(guò)電壓電流的侵入，這是能夠獲得較好防雷效果的方法。還可以將通信電纜套鋼管埋入地下，但是要保證埋地的長(zhǎng)度至少在15米以上，還要保證鋼管兩端接地，并在通信電纜引入端線路上安裝信號(hào)浪涌保護(hù)器。全面保證氣象臺(tái)站相關(guān)設(shè)備的安全。

（3）防止雷電高電位反擊的方法。合理的防止雷電高電位的反擊，就需要控制金屬設(shè)備之間，甚至是設(shè)備和墻體柱鋼筋之間產(chǎn)生的電位差，控制設(shè)備產(chǎn)生電位差的方法，就是做好等電位連接以及采用共用接地系統(tǒng)，并且保證每個(gè)儀器設(shè)備之間能夠有效的絕緣，金屬機(jī)架上的多臺(tái)設(shè)備應(yīng)該連接到機(jī)架上，再將機(jī)架可靠連接到接地端子上，以保證相關(guān)設(shè)備在受到雷擊之后，能夠有效的防止雷電高電位反擊。

此外為了防止雷擊氣象大樓避雷裝置，損壞計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備情況的發(fā)生，在全面考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用并且可靠的情況下，可以采用材料為鍍鋅鋼網(wǎng)格進(jìn)行屏蔽，這樣就需要在計(jì)算機(jī)以及設(shè)備房間的四周墻壁敷設(shè)網(wǎng)格，網(wǎng)格的四個(gè)角和柱內(nèi)鋼筋進(jìn)行焊接,形成一個(gè)安全籠，以減弱雷電電磁脈沖輻射的作用。為了控制電源線和信息傳輸線路兩者互相干擾，可以適當(dāng)?shù)脑黾觾烧咧g的距離，如果電源線和信息線路是平行敷設(shè)的，那么就要保持兩者的距離至少在15厘米以上，要注意不要讓電源線和信息線路敷設(shè)在同一個(gè)線槽內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

雷電是一種危險(xiǎn)系數(shù)較高的自然現(xiàn)象，每年有很多的人因?yàn)槭艿嚼讚羲劳?，因此，必須要加大?duì)雷電的研究，及時(shí)地提醒廣大人民注意雷電，那么這就加強(qiáng)了基層氣象臺(tái)站的任務(wù)，基層氣象臺(tái)站在進(jìn)行氣象研究之前必須要保證氣象臺(tái)站的防雷。對(duì)基層氣象臺(tái)站進(jìn)行防雷工作是一個(gè)綜合性的工程，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前應(yīng)該全方位地考慮到各個(gè)方面的防雷工作，并且由于基層氣象臺(tái)站的防雷問(wèn)題比較多，就必須要做好防雷工作，以減輕或者避免雷電帶來(lái)的損失，同時(shí)給人民提供一個(gè)可靠的天氣預(yù)報(bào)，保證人民的生命安全。

［1］張玥，胡璨.智能建筑弱電系統(tǒng)的雷電防護(hù)設(shè)計(jì)［J］.廣東科技，2014（2）.

［2］張曉潔，龔志東，劉方.智能化小區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（12）.

［3］劉榮美，汪友華，張巖.建筑結(jié)構(gòu)中雷電流和磁場(chǎng)分布特性的頻域有限元方法分析［J］.電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2013（S2）.

［4］羅曉民，劉啟明.706電視發(fā)射臺(tái)防雷設(shè)計(jì)與改造［J］.科技信息，2010（23）.

［5］張占偉.淺談自動(dòng)化及儀表控制系統(tǒng)雷電防護(hù)問(wèn)題［J］.科技資訊，2011（20）.

［6］旦巴歐珠.信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雷電防護(hù)技術(shù)探討［J］.西藏科技，2010（5）.

［7］薛贊玉，徐華峰，張剛.公路收費(fèi)系統(tǒng)防雷技術(shù)改造措施［J］.中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè)，2010（4）.