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摘要：随着气象现代化的发展，所建立的自动气象站越来越多。由于观测环境的需要，自动气象站通常安置在野外空旷地带，测风杆就成了孤立的金属物，遭受雷击的风险更大。雷击事故对自动气象站的损害是巨大的，尤其是没有配备自动备份仪器的台站，后果更是无法挽回。本文总结室外气象设备防雷注意事项和要点，为室外气象装备系统雷电防护提供参考。
关键词：室外气象；电子设备；防雷保护
引言
气象站集合了传感器、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，而且自动气象站运行在各种复杂的环境下，又与市电、通信网络密切联系，更增加了其遭受雷电损害的危险性。同时由于种种原因产生的过电压侵害，也会干扰气象站的正常运行。因此，就需要做好室外气象电子设备防雷保护工作。
1气象站遭受雷的击的案例和分析
隨着气象站的大规模使用，气象站遭雷击的事故时有发生。气象站一般都处于空旷地区，周边没有较高的建筑物，也就易遭雷击，尤其是在我国南方的强雷暴地区，这个问题表现得更为突出。
广东省粤西某市从2000至2002年分别安装布设了26个自动气象站，从自动气象站避雷器内自动雷击记录装置的数据统计，有23个站遭受到感应雷的侵袭，有的站甚至一年内多次遭受到雷电侵袭。有6个站设备遭雷击损坏，其中2个站设备损毁严重，造成自动气象站观测中断的事故。
福建省九仙山是全国范围内较早安装自动气象站的，但已经连接两次遭受雷击。两次雷击都对设备造成严重破坏，设备必须重新安装严重干扰了正常的大气探测工作，也造成大量气象数据的丢失。现在又重新建造接地网，做好防雷设施，准备第三次安装自动气象站。福建省其他地区的自动气象站也时有雷击事故发生。
2室外气象电子设备防雷保护要点
2.1区域自动站的防雷
由于受地形地域及防火防盗等因素的影响，区域自动站多布设在野外的空地、屋顶、高地等偏僻处。单雨站多半布设在河谷，土壤水份观测站、农田小气候站多半在水田附近，交通站在高速路边的草地上。安装自动站时由于时间紧、任务重，周边环境的不支持，建设人员多半是综合观测业务人员，对雷电防护重视不够，而自动站设计及安装流程上也不太重视防雷，使得这些仪器的雷电防护常被忽略，防雷措施极不到位，在此对野外自动站雷电防护作如下几点提醒。
（1）自动气象站建设防雷应按照《QX4-2000气象台（站）防雷技术规范》及《QX30-2004自动气象站场室防雷技术规范》等规范执行，在自动站选址上要综合考虑自动站建设、通信、防雷等因素，以最经济的角度确定地址，在自动站做基础预埋时就应把接地的预设做好。
（2）凡有风传感器的自动气象站，为降低遭受雷击的可能性，尽量避免安装在山顶等突出部位。
（3）气象观测站点主控机箱内部应设有弱电防雷保护系统，气象观测站点顶部需要安装接闪器（通常接闪杆方位使其平行于风杆，位于风杆正东侧），并与基础防雷接地装置有效连接，防雷接地电阻应不大于10Ω。
（4）气象观测站点应做等电位连接，外露可导电部分和装置外可导电部分均应做等电位连接，其过渡电阻≤0.24Ω，等电位接地端子与接地装置电阻应小于4Ω。
（5）自动站的电源是由低压输电线路提供的，当电力线路遭到雷击时，雷电流沿输电线路以脉冲波的形式侵入到设备，造成设备损坏，因此，建议电源线路在接入自动站的前一段应埋地敷设，埋地长度l≥2√p，且不小于15m。
（6）自动站内的信号线应尽量避免架空布设。从提高防雷性能出发，建议所有穿线管采用金属管，特别是对雷击易发区或重要自动站的穿线管宜采用金属管。金属管应与接地体做好有效连接。
2.2卫星接收系统室外设备的防雷
气象局的卫星接收系统有CMACASE卫星接收系统和北斗卫星接收系统等，它们对气象资料的接收、应急通讯等起到重要作用，且一般安装于大楼的屋顶或阳台等相对空旷无遮挡的高处，入室后多半直接与机房设备相连，所以应特别注意防止卫星天线遭受直接雷击和机房设备遭受感应雷击，注意事项如下。
（1）为了防止卫星天线遭受直接雷击，在离天线3m以上安装独立的接闪杆，使其保护的天线位于直击防护区内。
（2）卫星天线与防雷装置连接（可用圆钢将立柱和防雷网可靠焊接起来），使天线与大地处于等电位状态。
（3）天线金属部件均应良好接地，卫星天线面金属部件的接地用不小于16㎡接地线单独引至接地网，保护天线的接闪杆的接地可以与办公大楼的接地体进行共用接地。防雷装置接地电阻要求不大于4Ω。
（4）在设备与馈线间、电源进线处应安装避雷器。当信号传输距离较远，如达20m以上时，需考虑信号电涌产生的信号衰减可能影响信息接收，实际实施中可只对卫星接收机进行电源防雷保护。
（5）天线高频头与室内接收系统之间的信号线路应穿金属软管沿墙屏蔽处理，特别提醒的是金属软管底端一定要可靠接地。
（6）卫星接收系统的室内设备需作屏蔽接地，同时对设备的所有防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器接地端等必须进行等电位接地处理，接地线按最短路径布设引下。
2.3视频监控系统防雷
近年来，随着气象现代化建设的不断推进，安全视频监控系统作为气象现代化建设的重要组成部分也越来越被重视。越来越多的监控设备被布设在气象档案室、人影弹药库、观测场、农田小气候气象观测站、交通气象观测站，这些监控既是安全的需要，也是气象资料的有益补充，更是应对突发事件的有效证明，查看灾害性天气的及时有效手段，但视频监控系统的防雷却没有得到重视，常见监控设备随意搭设，供应商也对这块极其忽视，而近年来的不少雷灾都是因为雷电通过监控设备影响的，建阳雷达站就曾出现因为监控设备的防雷做得不够而造成空调、电子门、监控头等损坏的事件，因此必须重视监控设备的雷电防护。现根据本市气象部门的视频监控情况提几点建设。
（1）视频监控室的外部防雷装置的设计应结合建筑物的防雷要求统一考虑，并符合有关国家标准、行业标准的要求。如：应该在房顶四周安装接闪带，通过引下线与接地装置相连。
（2）选用的设备应符合电子设备的雷电防护要求，目前市场上有带防雷功能的监控设备，或者单独加监控防雷器、摄像机防雷器等防雷设备。
（3）系统应有防雷击措施。应设置电源避雷装置，宜设置信号避雷或隔离装置。
（4）监控系统的室外设备如摄像机，要用独立接闪杆进行保护。首先利用滚球法计算，以确定其接闪器的保护范围和雷电防护区域，然后将室外设备安装在防雷装置的有效保护范围之内。目前市场有监控摄像头专用接闪杆（直径约12-14mm，长度约0.3-1m）；为防感应雷时，接地防雷器尽量不用，宜采用防雷电路保护。
（5）整个监控系统应做等电位接地，其主要分为室外金属构件等电位和室内金属构件的等电位。我们都知道，无论是直击雷防护还是雷电感应的防护，都是通过接地装置将雷电流释放到大地，所以就必须对监控设备进行安全可靠接地，监控机房宜采用共用接地装置，其接地阻值宜≤4Ω。共用接地装置还应满足系统抗干扰和电气安全的双重要求，并不得与强电的电网零线短接或混接。结语
希望通过文章的分析能够提高气象站电子设备的防雷保护工作，保证气象站的正常工作。
关键词：室外气象；电子设备；防雷保护
引言
气象站集合了传感器、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，而且自动气象站运行在各种复杂的环境下，又与市电、通信网络密切联系，更增加了其遭受雷电损害的危险性。同时由于种种原因产生的过电压侵害，也会干扰气象站的正常运行。因此，就需要做好室外气象电子设备防雷保护工作。
1气象站遭受雷的击的案例和分析
隨着气象站的大规模使用，气象站遭雷击的事故时有发生。气象站一般都处于空旷地区，周边没有较高的建筑物，也就易遭雷击，尤其是在我国南方的强雷暴地区，这个问题表现得更为突出。
广东省粤西某市从2000至2002年分别安装布设了26个自动气象站，从自动气象站避雷器内自动雷击记录装置的数据统计，有23个站遭受到感应雷的侵袭，有的站甚至一年内多次遭受到雷电侵袭。有6个站设备遭雷击损坏，其中2个站设备损毁严重，造成自动气象站观测中断的事故。
福建省九仙山是全国范围内较早安装自动气象站的，但已经连接两次遭受雷击。两次雷击都对设备造成严重破坏，设备必须重新安装严重干扰了正常的大气探测工作，也造成大量气象数据的丢失。现在又重新建造接地网，做好防雷设施，准备第三次安装自动气象站。福建省其他地区的自动气象站也时有雷击事故发生。
2室外气象电子设备防雷保护要点
2.1区域自动站的防雷
由于受地形地域及防火防盗等因素的影响，区域自动站多布设在野外的空地、屋顶、高地等偏僻处。单雨站多半布设在河谷，土壤水份观测站、农田小气候站多半在水田附近，交通站在高速路边的草地上。安装自动站时由于时间紧、任务重，周边环境的不支持，建设人员多半是综合观测业务人员，对雷电防护重视不够，而自动站设计及安装流程上也不太重视防雷，使得这些仪器的雷电防护常被忽略，防雷措施极不到位，在此对野外自动站雷电防护作如下几点提醒。
（1）自动气象站建设防雷应按照《QX4-2000气象台（站）防雷技术规范》及《QX30-2004自动气象站场室防雷技术规范》等规范执行，在自动站选址上要综合考虑自动站建设、通信、防雷等因素，以最经济的角度确定地址，在自动站做基础预埋时就应把接地的预设做好。
（2）凡有风传感器的自动气象站，为降低遭受雷击的可能性，尽量避免安装在山顶等突出部位。
（3）气象观测站点主控机箱内部应设有弱电防雷保护系统，气象观测站点顶部需要安装接闪器（通常接闪杆方位使其平行于风杆，位于风杆正东侧），并与基础防雷接地装置有效连接，防雷接地电阻应不大于10Ω。
（4）气象观测站点应做等电位连接，外露可导电部分和装置外可导电部分均应做等电位连接，其过渡电阻≤0.24Ω，等电位接地端子与接地装置电阻应小于4Ω。
（5）自动站的电源是由低压输电线路提供的，当电力线路遭到雷击时，雷电流沿输电线路以脉冲波的形式侵入到设备，造成设备损坏，因此，建议电源线路在接入自动站的前一段应埋地敷设，埋地长度l≥2√p，且不小于15m。
（6）自动站内的信号线应尽量避免架空布设。从提高防雷性能出发，建议所有穿线管采用金属管，特别是对雷击易发区或重要自动站的穿线管宜采用金属管。金属管应与接地体做好有效连接。
2.2卫星接收系统室外设备的防雷
气象局的卫星接收系统有CMACASE卫星接收系统和北斗卫星接收系统等，它们对气象资料的接收、应急通讯等起到重要作用，且一般安装于大楼的屋顶或阳台等相对空旷无遮挡的高处，入室后多半直接与机房设备相连，所以应特别注意防止卫星天线遭受直接雷击和机房设备遭受感应雷击，注意事项如下。
（1）为了防止卫星天线遭受直接雷击，在离天线3m以上安装独立的接闪杆，使其保护的天线位于直击防护区内。
（2）卫星天线与防雷装置连接（可用圆钢将立柱和防雷网可靠焊接起来），使天线与大地处于等电位状态。
（3）天线金属部件均应良好接地，卫星天线面金属部件的接地用不小于16㎡接地线单独引至接地网，保护天线的接闪杆的接地可以与办公大楼的接地体进行共用接地。防雷装置接地电阻要求不大于4Ω。
（4）在设备与馈线间、电源进线处应安装避雷器。当信号传输距离较远，如达20m以上时，需考虑信号电涌产生的信号衰减可能影响信息接收，实际实施中可只对卫星接收机进行电源防雷保护。
（5）天线高频头与室内接收系统之间的信号线路应穿金属软管沿墙屏蔽处理，特别提醒的是金属软管底端一定要可靠接地。
（6）卫星接收系统的室内设备需作屏蔽接地，同时对设备的所有防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器接地端等必须进行等电位接地处理，接地线按最短路径布设引下。
2.3视频监控系统防雷
近年来，随着气象现代化建设的不断推进，安全视频监控系统作为气象现代化建设的重要组成部分也越来越被重视。越来越多的监控设备被布设在气象档案室、人影弹药库、观测场、农田小气候气象观测站、交通气象观测站，这些监控既是安全的需要，也是气象资料的有益补充，更是应对突发事件的有效证明，查看灾害性天气的及时有效手段，但视频监控系统的防雷却没有得到重视，常见监控设备随意搭设，供应商也对这块极其忽视，而近年来的不少雷灾都是因为雷电通过监控设备影响的，建阳雷达站就曾出现因为监控设备的防雷做得不够而造成空调、电子门、监控头等损坏的事件，因此必须重视监控设备的雷电防护。现根据本市气象部门的视频监控情况提几点建设。
（1）视频监控室的外部防雷装置的设计应结合建筑物的防雷要求统一考虑，并符合有关国家标准、行业标准的要求。如：应该在房顶四周安装接闪带，通过引下线与接地装置相连。
（2）选用的设备应符合电子设备的雷电防护要求，目前市场上有带防雷功能的监控设备，或者单独加监控防雷器、摄像机防雷器等防雷设备。
（3）系统应有防雷击措施。应设置电源避雷装置，宜设置信号避雷或隔离装置。
（4）监控系统的室外设备如摄像机，要用独立接闪杆进行保护。首先利用滚球法计算，以确定其接闪器的保护范围和雷电防护区域，然后将室外设备安装在防雷装置的有效保护范围之内。目前市场有监控摄像头专用接闪杆（直径约12-14mm，长度约0.3-1m）；为防感应雷时，接地防雷器尽量不用，宜采用防雷电路保护。
（5）整个监控系统应做等电位接地，其主要分为室外金属构件等电位和室内金属构件的等电位。我们都知道，无论是直击雷防护还是雷电感应的防护，都是通过接地装置将雷电流释放到大地，所以就必须对监控设备进行安全可靠接地，监控机房宜采用共用接地装置，其接地阻值宜≤4Ω。共用接地装置还应满足系统抗干扰和电气安全的双重要求，并不得与强电的电网零线短接或混接。结语
希望通过文章的分析能够提高气象站电子设备的防雷保护工作，保证气象站的正常工作。