雷電是大氣現象當中的其中一種,每次雷閃能夠釋放出數百兆焦耳的能量。其強大的電流能讓放電通道中的瞬時溫度升高到6000—10000攝氏度,產生的熱效應、電效應和機械效應具有嚴重的破壞性。根據資料顯示,世界上很多國家和地區每年都會發生多起雷擊災害事故。并且由于雷電具有突發性、快避陛的特點,讓人避之不及。有數據統計,2007年我國雷電災害共發生19902起,其中死亡人數是678人,受傷人數是768人,雷電造成的經濟損失達到10億元人民幣。雷電對自動氣象站帶來的危害具有破壞性,雷電可造成氣象站的傳感器、采集器和主控危機的破壞。雷擊電磁脈沖可通過電源線路和通信線路入侵自動氣象站,這種入侵造成破壞的概率很大。通常情況下,自動氣象站都是建立在空曠的地方,傳輸線從傳感器到采集器再到計算機有一段距離加上數據傳輸線和電源及接地線等都在相同的電磁環境中,相互之間有影響,數據傳輸線難以做到電磁屏蔽。這就導致雷電通過磁場、電場和電阻耦合以傳導或者輻射的方式破壞自動氣象站。
雷電對自動氣象站的入侵方式主要是傳導耦合和輻射耦合這兩種方式。一種是通過供 電線路的入侵,雷雨天氣時,雷電首先會電擊到建筑物,然后電流會隨著建筑物傳導給地面,再通過電路中的零線、保護地線和布線中的接地線,以脈沖的形式侵入室內,造成電器設備的損壞。另一種是通過通信線路入侵,當建筑物遭到雷擊后,一些處于戶外的例如傳感器、采集器等設備很容易受到損壞。
根據有關資料和現場實地勘察,自動氣象站的建設場地主要分為兩大類:
一類是建設在原氣象觀測場,另一類是根據氣象數據監測的需要,建設在非氣象觀測場的其他場所,這類大為單要素自動氣象站,有少部分為多要素自動氣象站。對于建設在原氣象觀測場的自動氣象站,其防雷接地系統主要是在原氣象觀測場防雷系統的基礎上改建而成。由于以前的人工觀測場大多為機械制式的設備,耐壓能力較強,因此,雷擊表現不是很嚴重。而自動氣象站大多由集成度較高的電子弱電設備組成,且處理及傳輸設備均為電子弱電設備,其耐壓能力相對較弱。在建設自動氣象站時,由于對風桿的直擊雷防護、等電位連接 以及屏蔽措施考慮不周全,導致雷暴時自動氣象站很容易損壞,嚴重影響自動氣象站的正常運行。而對于在非氣象觀測場的自動氣象站,由于觀測需要,大多建設在建筑物的屋頂或野外,其防雷措施一般僅安裝一只避雷針,基本上缺乏雷擊電磁脈沖的防護措施,一旦自動氣象站遭受雷擊就很容易損壞 。
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