根據自動氣象站所處的較高且開闊的位置特點以及自動氣象站設備特點,按照相關標準,中國氣象局制定了《氣象信息系統雷電電磁脈沖防護規范》、《氣象臺(站)防雷技術規范》,規范規定,自動氣象站雷電防護應遵循“接閃、屏蔽、等電位連接、均壓、分流、限壓、接地”等綜合防雷措施開展防雷工程建設,確保自動氣象站長期持續運行的安全性、可靠性。
自動氣象站直擊雷防護
首先要做好自動氣象站的直擊雷防護,直接雷防護的好壞直接影響著整個自動站的防雷系統。根據《氣象臺(站)防雷技術規范》中對臺站防雷等級的劃分規定確定出該臺站防雷等級,然后依據《建筑物防雷設計規范》規定安裝獨立避雷針或避雷針(帶、網)混合。值班室直擊雷防護措施,可采用由避雷針(帶、網)獨立或混合組成接閃器,再利用建筑物柱內鋼筋與屋頂板筋構成一個整體作為引下線,并將基礎鋼筋作為接地體,雷電擊中避雷針(帶、網)后經引下線到接地體最后安全泄入大地;一般情況下,應使風向風速傳感器也處于避雷針保護范圍內,因此避雷針高度要依據風向風速傳感器高度而定,其針尖體需耐 150kV雷電流沖擊。觀測場內的直擊雷防護,要
依據風桿高度而定,如果傳感器風桿高11.0m,可在傳感器頂端裝設避雷針,選取直徑≥16mm、長度≥1500mm的圓鋼避雷針,并通過絕緣桿將避雷針固定于風桿上,避雷針引下線與風桿絕緣,在引下線入地點設置不少于1根的垂直接地體,然后與觀測場地網進行可靠的電氣連接,其中避雷針接地體要按照規范要求與觀測場共用接地裝置在安全距離內進行電氣連接。
自動氣象站觀測場地網設置
沿觀測場四周圍欄敷設環形閉合接地地網,這種觀測場地網應安置在觀測場圍欄外,這樣就可使數據線等于接地連接線之間保持一定的安全距離,當距離不足時,可增大線纜與接地線之間的交角成90°。然后將觀測場內的金屬支架、箱體、風桿等設備與地網牢固連接,最后將地網沿通往自動站值班室的線纜地溝底部敷設,埋設深度應距地面1.0m左右,埋設好后要回土夯實,接地網通過地溝埋設延伸到值班室內,與室內
設備保護地和設備工作地共同設置為共極。
自動氣象站計算機房內部防雷
計算機房裝有服務器、交換機、路由器、UPS、視頻監控系統等設備,因此要做好這些設備的雷電防護措施,其中計算機房的等電位連接應采取“S”型星型結構連接,等電位連接應排在計算機房配電箱內。
自動氣象站線路防雷
供電線路防雷
自動氣象站供電線路需采取多級電源防護,進入辦公樓的電源總配電柜應安裝通流能量較大的電涌保護器,每條相線和中性線應選用幅 值電流≥25kA的SPD,響應時間< 100ns,電壓保護水平≤4kv;LPZ0區和LPZ1區交界處應安裝低壓配電系統SPD,LPZ1 區和 LPZ2 區交界處的計算機房電源配電箱應安裝混合型電涌保護器,SPD標稱放電電流≥40KA,響應時間<50ns,殘壓≤1.5kV。
信號線路防雷
連接自動氣象站各個傳感器的信號傳輸線又與值班室內采集器相連,為避免感應雷沿信號傳輸線進入室內損壞采集器,信號線路首端與觀測場地網連接,整個線路應穿金屬線槽屏蔽后沿線纜地溝敷設,在信號線路進入值班室接口處還應安裝電涌保護器,進入值班室的線路尾端要與室內工作地網作可靠連接,做好信號傳輸線路防雷,確保氣象要素數據及時有效上傳。
通訊線路防雷
連接自動氣象站計算機通訊接口的網絡線路應穿金屬線槽沿自動氣象站線纜地溝埋地引入值班室內,金屬線槽首、尾兩端接地屏蔽,通訊線路接口前端應安裝信號電涌保護器,避免感應雷入侵通訊線路損壞室內計算機等設備。
現代防雷技術為多學科、多行業相互協調、合作、聯系的一項系統工程,自動氣象站雷電防護也應綜合各個領域的防雷專門技術,不僅要做好直擊雷防護,還應充分考慮雷電感應、雷電波入侵等,同時,還要做好防雷設施定期檢測,及時發現防雷安全隱患并完善防雷措施,有效防范雷電災害,確保自動氣象站正常運行。