试论气象观测场防雷设计与施工中需注意的几个问.docxVIP

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试论气象观测场防雷设计与施工中需注意的几个问

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摘要：随着科学技术的飞速发展，气象观测的也逐步实现自动化。随着自动化改造进程的推进，气象观测领域的电子元器件、敏感设备等显著增加。部分电子产品无法彻底绝缘、部分电子产品无法承受过高的电流或电压，这些电子产品都容易与雷电现象相互感应，所以气象观测场需要做好防雷设计。本文对观测场雷电安全防护设计与施工中的问题进行分析后，提出解决改进方案，以供参考。

关键词：气象观测场；防雷设计；施工；问题

引言

气象观测场都有防雷设施，但遭雷击的事件时有发生，造成资料的缺失和工作的被动。目前，随着观测设备的自动化，雷击对气象观测设备的影响随之增大。出现此现象的原因是多方面的。一方面,因气象观测需要，观测场一般设置在空旷的高地，易受雷击；另一方面，部分原有旧观测场建设时防雷设施存在不足，且未根据必威体育精装版防雷规范进行防雷设施升级改造。这里有必要就目前气象观测场尚存在的相关防雷问题进行探讨。[1]

1气象观测场防雷设计的原理

随着自动化改造进程的推进，气象观测领域的电子元器件、敏感设备等显著增加。部分电子产品无法彻底绝缘、部分电子产品无法承受过高的电流或电压，这些电子产品容易与雷电现象相互感应，如果一旦受到雷击，这些设备将会受到严重的损害，甚至，这些电子产品与雷电相互感应产生的闪电感应将会给现场值班人员的生命带来严重的威胁。为了减少气象观测场的电子产品受到雷电的干扰的风险，气象观测场要做好防雷设计工作，同时要通过良好的施工管理使防雷设计能够落实到位。

要做好防雷设计与施工管理工作，首先要针对雷电带来的安全问题进行详细分析，以便了解需要做好哪些方面的防雷措施；其次要根据气象观测场的需要安装好防雷装置；最后要通过适当的管理让防雷设计能完全实现。

2气象观测场防雷存在的主要问题

2.1防雷设施未能满足目前防雷规范的要求

目前，大部分观测场仍重点建设外部防雷设施，许多地方只注重直击雷的防护和安装SPD（浪涌保护器，下同），或虽然采取了一定的内部防雷措施，但是没有综合防雷的理念，比如对屏蔽，合理布线都没有足够地重视，无法满足现行防雷规范的各项要求。发生雷击事故后要侧重于从防直击雷的接地电阻上找原因。[2]

2.2观测场的客观环境很难适应防雷规范的要求

关于气象台（站）的防雷，参见《气象台（站）防雷技术规范QX4-2015》的规定：

（1）建筑物屋面上安装的设备宜利用建筑物原有的接闪器进行直击雷防护,当设备不处于接闪器保护范围内时,应架设接闪杆。当建筑物屋顶上的永久金属构件满足接闪器要求时,可作为接闪器；

（2）在建筑物地下室或地面层处，建筑物金属体、金属装置、建筑物内电气和电子系统、进出建筑物的金属管线应与接地装置做防雷等电位连接。

其次由于观测场所处地理环境的影响，特别是山上土壤电阻率通常比较大，受雷击时，电流不能迅速导入地表。此外，观测场与值班室大多不属于同一地网，两者之一遭受雷击时，其接地网将产生一定的电位差，雷电流通过埋地的电缆连接线侵入到另一方，导致仪器或者电脑的损坏。此外，一般观测场的风向风速杆高度在10～12m，处于观测场最高处，因而通常在风向杆的顶端安装接闪杆作为接闪装置。由于目前自动化仪器的普及使观测场内线路越来越多，尤其是当采集器安装在风杆下的机箱内时，很难保证风向杆的引下线与线路之间的距离能够满足《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）中的间隔距离要求。按照二类设计标准即Sa3≥0.06kclx（Sa3：空气中间隔距离；kc：分流系数；lx：引下线计算点到连接点的长度，连接点即金属物或电气电子系统线路与防雷装置之间直接或通过电涌保护器相连之点），此处为单根引下线，即kc=1，设lx=12m，则Sa3最小为0.72m。因此当风杆上的接闪杆接闪时，雷电流可能会击穿周围的空气对穿入机箱的线路产生反击，从而破坏采集器。[3]

2.3电源、信号线路防雷存在隐患

2.3.1电源SPD安装不当

受部分观测场现场条件制约，一般后加装的SPD安装上都存在一定的问题，如两端接线过长、接线与端子接触不良、接地线接地不良等，导致SPD两端电压降变大从而破坏设备。此外，由于没有遵循综合防雷的理念，往往在SPD配合上没有采取任何措施，误以为只要安装SPD就能起到防护作用了。[4]

2.3.2信号线路的防雷产品不配套

目前，防雷产品已比较成熟，SPD对设备的防护有一定的功效，但是观测仪器的信号线并没有配套的防雷产品，自动站数据采集器遭到雷击破坏的情况也很多见，尤其是如今自动气象站的大范围普及和使用，单一的风杆上接闪杆和电源SPD是无法满足防护要求的。

2.4电源SPD的选型问题

《建筑物防雷设计规范》GB500