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摘 要：随着社会的进步，人民生活水平的提高，科学技术的不断发展，气象事业也在越来越快的发展。多要素自动气象观测仪器也被大规模的投入使用，然而部分自动气象站的仪器要求放置在室外，因此有些仪器会在恶劣气候条件下工作，容易遭受雷击。本文针对于多要素自动气象站防雷防护做一些初步的探索，希望能给大家以启发。
关键字：自动气象站；雷击原因；防雷防护
中图分类号：P415.12 文献标识码：A
1 自动气象站
1.1 自动气象站的硬件设施
自动气象站有多种类型，但其组成结构基本相同，主要组成部分有传感器、采集器、系统电源、通信接口、计算机、打印机等。传感器能感受出被测量要素的变化情况，并将其按照一定的规律转化成可以输出信号的装置，如敏感元件和转换器等；数据采集器是自动气象站的核心部件，其主要功能是对数据进行采样、处理、存储和传输。
1.2 系统特点
自动气象站可在环境恶劣的野外环境下工作，能耗低，稳定性高，精度高，可以无人值守。随着相关技术的不断发展，其抗雷击和防干扰的保护措施也在越来越完善。自动气象站的硬件和软件都采用开放式的组合设计，可以在不同环境或需要下组合使用。
1.3 应用范围
自动气象站的应用范围广泛，可用于气象、农业、工业、环保、水利、水文，高速公路，机场和港口等。自动气象站通常用于观测气温、气压、相对湿度、风速、风向、雨量等基本的气象要素。
1.4 自动气象站配置
全天候数据记录器，电池（可充电），气象传感器，太阳能电池板或是风力发电器，桅杆，外壳。
1.5 自动气象站分类
可分为自动气象站，有线遥测自动气象站，无线遥测气象站，长期自动气象站。
2 自动气象站遭受雷击的原因
2.1 直击雷
直击雷是指雷电直接作用在设备或建筑物上，破坏力极大，会在很短的时间内产生高压电甚至产生电火花，巨大的能量能瞬间转化成热能和机械能，直接摧毁自动气象站设备。
2.2 雷电产生的电磁感应
雷击放电，会瞬间在作用点产生强大的磁场，导致导体感应出强大的电动势，正好自动气象设备与这些道题相连，强大的电动势会沿着导体传至导体两端，进而直接损坏自动气象设备。
2.3 雷电波的入侵
雷击发生时，若几种导体，会产生强大的电压波和电流波，从雷击点向导体两端传播。这种破坏形式即使雷击没有直接作用在自动气象设备上，而是作用在与自动气象设备相连接的电线、信号线等导体上，同样具有摧毁自动气象设备的能力。
2.4 地电位反击
雷击发生时，如果自动气象设备的地网做的不符合规格，接地电阻过大，强大的雷击电流不能迅速的释放给大地，造成电荷堆集，点位向上浮动，从而造成很高的电压，电压会沿着设备的接地线反击加到自动气象设备上，造成设备的损坏。
2.5 避雷设备安装不当
气象站外部设备做防雷措施时，最好采用独立的避雷针，而且要与周围建筑物有一定的安全距离。如果避雷设备质量差，残压大，安装不当，或接地线与接地装置之间接触不良都会容易造成雷击事故。一旦雷击发生时，接触部位上产生很高的电位差，这个电位差再加上残压直接作用到自动气象设备上，会有很大的破坏力。
3 自动气象站的防雷设计
3.1 直击雷的雷电保护
为使雷击产生的巨大电流波电压波、能够迅速泄入大地，使被保护的设备免遭直击雷或感应雷的危害，应设置一些防雷接地装置，包括避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、接地引下线、接地汇集线、接地体等。根据当地自动气象站的情况，风向杆，雨量计等设施可一并接入地下网。为防止反击，应严格规定两类接地体和接地线之间的安全距离。一旦无法达到安全距离，应布置绝缘设施。防雷接地，应按照国家的有关规定严格执行，来保证接地的良好状态。还有一方面就是信息系统的防雷保护，这与常规的防雷保护稍有区别，其应根据电磁脉冲防护标准进行防护。
3.2 电源系统的雷电防护
雷击施放的能量极大，在2km内都产生高压，从而损坏电路上的相关设备。防雷只进行外部防雷是不够的，因为雷电产生的高电流高电压或电位差可沿着导体或导线直接作用到其他地方。这对信息系统，网络和通讯设备都有很大的危害。轻则损害线路，重则直接破坏相关设备，造成系统瘫痪、信息的大量丢失，这种损失难以估算。所以进行内部防雷措施势在必行，应在被保护区的电缆、金属管道、数据线和电子设备上安装相应的防雷器，并进行等电位的连接。要把欲保护的区域实行分级保护，按等级分，一般来说，最外层的等级最低，越往里面越高，因此对电源进行分级防雷是十分必要的。
4 结语
做好自动气象站的防雷工作是十分必要的，由于雷击造成的损失是巨大的，不但会造成系统的瘫痪，还会导致设备不能正常工作，不能采集输出信息，甚至是观测数据的永久丢失。自动气象站的防雷是一项综合性的工作，探讨雷电的潜在危害，不仅可以解决自动气象站的防雷问题，更能在相关技术上得到提高。做好自动气象站的防雷工作还要综合考虑环境、地理位置等当地因素，定期检测定期维护相关设施，这样才能保证自动气象站的安全运行，才能使其最大程度上发挥作用。
参考文献
[1] 梁邦全.多要素自动气象站防雷防护初探[J].气象水文海洋仪器，2010-06-15.
[2] 于红岭.浅议自动气象站雷电防护设计[J].科学之友，2011-02-25.
作者简介：崔建国（1971-），男，汉族，山西省盂县上社镇宋家庄村人，本科学历，工程师，从事气象防雷工作。
关键字：自动气象站；雷击原因；防雷防护
中图分类号：P415.12 文献标识码：A
1 自动气象站
1.1 自动气象站的硬件设施
自动气象站有多种类型，但其组成结构基本相同，主要组成部分有传感器、采集器、系统电源、通信接口、计算机、打印机等。传感器能感受出被测量要素的变化情况，并将其按照一定的规律转化成可以输出信号的装置，如敏感元件和转换器等；数据采集器是自动气象站的核心部件，其主要功能是对数据进行采样、处理、存储和传输。
1.2 系统特点
自动气象站可在环境恶劣的野外环境下工作，能耗低，稳定性高，精度高，可以无人值守。随着相关技术的不断发展，其抗雷击和防干扰的保护措施也在越来越完善。自动气象站的硬件和软件都采用开放式的组合设计，可以在不同环境或需要下组合使用。
1.3 应用范围
自动气象站的应用范围广泛，可用于气象、农业、工业、环保、水利、水文，高速公路，机场和港口等。自动气象站通常用于观测气温、气压、相对湿度、风速、风向、雨量等基本的气象要素。
1.4 自动气象站配置
全天候数据记录器，电池（可充电），气象传感器，太阳能电池板或是风力发电器，桅杆，外壳。
1.5 自动气象站分类
可分为自动气象站，有线遥测自动气象站，无线遥测气象站，长期自动气象站。
2 自动气象站遭受雷击的原因
2.1 直击雷
直击雷是指雷电直接作用在设备或建筑物上，破坏力极大，会在很短的时间内产生高压电甚至产生电火花，巨大的能量能瞬间转化成热能和机械能，直接摧毁自动气象站设备。
2.2 雷电产生的电磁感应
雷击放电，会瞬间在作用点产生强大的磁场，导致导体感应出强大的电动势，正好自动气象设备与这些道题相连，强大的电动势会沿着导体传至导体两端，进而直接损坏自动气象设备。
2.3 雷电波的入侵
雷击发生时，若几种导体，会产生强大的电压波和电流波，从雷击点向导体两端传播。这种破坏形式即使雷击没有直接作用在自动气象设备上，而是作用在与自动气象设备相连接的电线、信号线等导体上，同样具有摧毁自动气象设备的能力。
2.4 地电位反击
雷击发生时，如果自动气象设备的地网做的不符合规格，接地电阻过大，强大的雷击电流不能迅速的释放给大地，造成电荷堆集，点位向上浮动，从而造成很高的电压，电压会沿着设备的接地线反击加到自动气象设备上，造成设备的损坏。
2.5 避雷设备安装不当
气象站外部设备做防雷措施时，最好采用独立的避雷针，而且要与周围建筑物有一定的安全距离。如果避雷设备质量差，残压大，安装不当，或接地线与接地装置之间接触不良都会容易造成雷击事故。一旦雷击发生时，接触部位上产生很高的电位差，这个电位差再加上残压直接作用到自动气象设备上，会有很大的破坏力。
3 自动气象站的防雷设计
3.1 直击雷的雷电保护
为使雷击产生的巨大电流波电压波、能够迅速泄入大地，使被保护的设备免遭直击雷或感应雷的危害，应设置一些防雷接地装置，包括避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、接地引下线、接地汇集线、接地体等。根据当地自动气象站的情况，风向杆，雨量计等设施可一并接入地下网。为防止反击，应严格规定两类接地体和接地线之间的安全距离。一旦无法达到安全距离，应布置绝缘设施。防雷接地，应按照国家的有关规定严格执行，来保证接地的良好状态。还有一方面就是信息系统的防雷保护，这与常规的防雷保护稍有区别，其应根据电磁脉冲防护标准进行防护。
3.2 电源系统的雷电防护
雷击施放的能量极大，在2km内都产生高压，从而损坏电路上的相关设备。防雷只进行外部防雷是不够的，因为雷电产生的高电流高电压或电位差可沿着导体或导线直接作用到其他地方。这对信息系统，网络和通讯设备都有很大的危害。轻则损害线路，重则直接破坏相关设备，造成系统瘫痪、信息的大量丢失，这种损失难以估算。所以进行内部防雷措施势在必行，应在被保护区的电缆、金属管道、数据线和电子设备上安装相应的防雷器，并进行等电位的连接。要把欲保护的区域实行分级保护，按等级分，一般来说，最外层的等级最低，越往里面越高，因此对电源进行分级防雷是十分必要的。
4 结语
做好自动气象站的防雷工作是十分必要的，由于雷击造成的损失是巨大的，不但会造成系统的瘫痪，还会导致设备不能正常工作，不能采集输出信息，甚至是观测数据的永久丢失。自动气象站的防雷是一项综合性的工作，探讨雷电的潜在危害，不仅可以解决自动气象站的防雷问题，更能在相关技术上得到提高。做好自动气象站的防雷工作还要综合考虑环境、地理位置等当地因素，定期检测定期维护相关设施，这样才能保证自动气象站的安全运行，才能使其最大程度上发挥作用。
参考文献
[1] 梁邦全.多要素自动气象站防雷防护初探[J].气象水文海洋仪器，2010-06-15.
[2] 于红岭.浅议自动气象站雷电防护设计[J].科学之友，2011-02-25.
作者简介：崔建国（1971-），男，汉族，山西省盂县上社镇宋家庄村人，本科学历，工程师，从事气象防雷工作。