自动气象站的防雷与接地技术

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  摘 要:近年来,伴随着科技的进步,气象监测设备也在发生着日新月异的变化。尤其是随着自动化程度的提高,自动气象站由于降低了人力物力的消耗,可以提供更加准确快速的气象观测信息等优点,已经在实际应用中逐渐取代了人工气象观测站。但是,由于自动气象站采用的各种设备精密程度、集成化程度高,对日常维护尤其是对防雷与接地工作的要求有所提高。
  关键词:自动气象站;防雷技术;接地技术;分析研究
  中图分类号:TM862 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20181033211
  自动气象站作为取代传统人工气象观测系统的新一代气象观测手段,已经在当前我国气象工作中得到广泛应用。作为一种自动化程度高、数据采集及处理精确的新型自动化气象监测系统,自动气象站的内部运用了较多的集成化程度较高的微电子芯片。在一些恶劣天气,尤其是雷雨天气作业时,往往会由于外部条件的影响造成设备的损坏。因此,对自动气象站的防雷与接地技术应加以重视。
  1 接地技术
  一个良好的接地系统要保证接地线的牢固,无断裂存在。同时,建筑物地下接地网络要安全可靠,能够很好的将电流导入大地。总而言之,在自动气象站的每一个工作区块,必须对数据采集器、数据处理器、配电、通讯等设备进行合理安排。遵循等电位原则将运行区域、保护区域、防雷区域进行统筹联合,组成一个有效的、全方位的接地网络。接地作为解决雷击危害的一个重要环节,其主要作用就是将直击雷、感应雷等各种雷电产生的高压电流接入大地,从而对自动气象站起到保护的作用,维持气象站在恶劣天气里正常工作的能力。但是,没有合理的对接地系统进行设计就无法保证将接闪器接收到的雷电闪击带来的电荷接入大地。设计合理的接地系统要进行地网的设计。对于在室外空旷地带进行气象监测的自动气象站,气象监测范围大约可达到625m2。在实际施工过程中,为了便于施工往往将地网实际面积扩大到676m2,地网的面积为环形,可以有效地覆盖自动气象站的监测范围。同时,在四角应设置接地金屬,一般为长度2m左右的扁铁即可。在进行地网设计过程中,要依据地形的不同对方案进行修改,要综合考虑设备就近接地和地网引线能够均匀分布2个方面的因素。
  2 室内设备接地
  室内设备大多数为一些精密仪器,集成化程度高。雷击产生的电流如果通入室内设备后极易造成设备短路,造成较大损失。要进行室内设备防雷应降低设备本身的电感。在对设备用线进行选择时要避免采用扁平编织导线和绞合导线,这2种导线的电感极大,对于设备中的一些线圈不利于雷电电感产生的电流释放。导线应选用3mm以上的实心导线为宜,同时要注意导线内部金属材料要统一,避免不同金属混用。
  对于自动气象站而言,主要的室内设备有数据处理微机、打印设备、通讯设备等。因此,在观测站值班室应采取有效地防雷措施并设计良好的接地系统。观测场中的探测设备与室内数据传输的线路应加装防雷保护器并进行接地处理。同时,所有的供电设施都应加装电源避雷器并接地。在对自动气象站进行线路架设时,为了防止雷电对正常工作产生干扰,所有线路用线都必须采用屏蔽线缆并加穿金属管接地引入室内。同时,对屏蔽线缆的屏蔽层和金属管在入室接口处进行等电位处理。通过选择合适的连接方式实现与建筑物本体钢筋或已经设置好的接地系统连接,实现有效接地。
  3 避免共用接地
  现阶段在进行接地设计时,往往会对共用接地产生误解。一些人认为所有的设备无论开始时是如何连接,最终所用的接地体是同一个接地体就是共用接地。很明显,这是对共引线和共地2个概念的混淆。共用接地是指将性质不同的几个接地装置传输于一个等电位体。例如,将电气安全、交流电源等进行汇集,这样几个用电装置就会形成一个等电位体,然后该等电位体与引雷接地线相连。当雷电接入的时候各个用电装置电位相等,然后共同接入大地。而共地则是将所有的室内用电设备连接到同一根地线上,但是防雷地线则是另外一根。当遭受雷击时,接地引线并不能很好的将雷电带来的电流引入大地,电流还是要通过室内用电设备,强大的瞬时电流会击穿用电器,造成设备损坏。电流是由于存在电势差使电荷在导电体内部流动产生的,因此,在进行设备连接时要保证保证用电设备处于相同电势,即形成一个等电势体,只有这样才能保证在遭受雷击时用电设备不被破坏,实现防雷的目的。
  4 总结
  自动气象站作为一种新型的气象观测技术,由于设备精细化程度高,受到雷击时的影响更大。因此,要避免因雷击对正常的气象监测工作造成的影响,就必须加强防雷接地的研究。近年来,我国气象事业不断进步,自动气象站的各项技术也日趋成熟,通过对技术条件的改进可以有效的对当前我国气象事业发展起到极大的促进作用。在不久的将来,气象站的防雷技术手段一定可以更进一步。
  参考文献
  [1]郑渊敦,刘晓荣.浅谈气象观测站的防雷技术[J].科学种养, 2016(10):147-148.
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