气象监测网络系统防雷的合理性思考

1、气象监测网络系统防雷的合理性思考 气象监测网络系统防雷的合理性思考 摘 要：随着气象现代化的不断推进，气象监测网络系统根本实现自动化，自动气象站根本替代人工观测，进一步提高了观测业务现代化水平。但是，随着大量的电子设备使用，也形成了极大的雷击风险和平安隐患。常规的气象监测网络系统防雷都按照传统避雷针接地、等电位接地、防浪涌保护器接地等共用接地系统的联合接地方式进行。许多气象台站纳闷：我们的气象监测网络系统的防雷是完善的，每月防雷检测的各项技术指标都合格，为何还常常在出现雷雨天气时就发生损坏现象。 关键词：气象；监测网络系统；防雷 中图分类号：P414 文献标识码：A DOI：10.11974/

2、nyyjs.20211232058 随着气象现代化的不断推进，气象监测网络系统根本实现自动化，自动气象站根本替代人工观测，进一步提高了观测业务现代化水平。但是，随着大量的电子设备使用，也形成了极大的雷击风险和平安隐患，其后果一般致使局部监测网络系统运行失灵，严重时将造成重要设备、数据损坏及人员伤亡等难以估计的重大灾难。因此，结合气象监测网络的建设布局，依据防雷科学理论和有关技术标准，结合实际采取相应的技术防护措施，进行针对性、合理性的防护，才能确保气象监测网络系统在雷电波入侵时能够平安运行。 1 气象监测网络系统雷电灾害的成因 1.1 直击雷 雷电击在风杆、采集器支架立柱等处造成设备损坏；或雷

3、电击在架空线缆上熔断线缆。 1.2 雷电波侵入 野外架空线缆接雷或被雷电感应时，通过电源线、信号线或金属管线侵入设备，造成电位差使设备损坏。 1.3 雷电感应 雷击避雷针或其他金属立杆，在引下线周围会产生的瞬变强电磁场，统称感应雷，又叫二次雷。其感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可达4060kv，对设备的损害没有直击雷猛烈，但发生的几率要比直击雷大得多，处在电磁场中的探测设备和传输线路接收到感应电动势，难免遭受损坏。 2 气象监测网络系统防雷建设现状 在气象监测网络系统的防雷建设中，无论防直接雷还是防感应雷，最终目的都是将雷电流平安引入大地。目前，气象监测网络系统中广泛采用的防

4、雷方式是联合接地方式，即避雷针接地 、设备保护接地 、设备工作接地等共用一个接地系统，共用接地电阻小于4，有的还在2以下，这种接地均符合?建筑物防雷设计标准?和?建筑物电子信息系统防雷技术标准?等标准要求。事实上这种接地主要适用于强电系统。气象监测网络系统根本是弱电系统。在实施气象监测网络系统的防雷时，联合接地人为把“电网地电位通过地环路引入气象监测网络系统，造成了电压“浪涌。弱电系统耐压较低，如果压差过大，气象监测网络系统是难以承受的，一旦出现过压，必定会造成气象监测网络系统损害，何况是雷电。 3 气象监测网络系统的防雷设计与施工 气象监测网络系统防雷设计、施工是一项系统工程。从系统论的角度

5、上讲，系统结构愈合理，相互间的作用就愈协调，这样才能使整个系统到达最正确的运行状态。气象监测网络系统的平安运行设计属于电磁兼容设计，包括系统抗干扰设计、防静电设计、防直击雷和感应雷设计。目的是确保自身平安，提高运行质量。气象监测网络系统的雷电防护工作，第一步是确认雷电灾害入侵的途径，在这个根底上，依据防雷科学理论和相关技术标准，采取相应的防护措施，有针对性地防护，趋利避害，从而到达在雷电波入侵时能保障整个系统平安运行的目的。本人实践认为，“单点接地才是目前解决气象监测网络系统防雷最有效的手段，也是其防雷设计应把握的根本原那么。 3.1 气象监测网络系统防雷“单点接地 防雷“单点接地是指以系统主

6、机一点接大地，其他所有设备都与大地绝缘。具体来说，“单点接地是将系统内所有与系统有连接关系的“子系统以一个接地点接入大地。如测场内各传感器组成的子系统汇接到采集器，由采集器 “一点接大地，与采集器电缆连接的子系统线路都应与大地绝缘或屏蔽，这就是“有直接电气连接关系的系统“单点接地。 3.2 气象监测网络系统防雷合理性分析 气象监测网络系统“单点接地切断了所有地环路，可有效阻断“雷电地电位和“电网地电位入侵弱电系统，这是防雷电、防浪涌、防干扰最有效的根底技术手段。联合接地引入地电位干扰和电网浪涌，引入雷电还击电压，导致系统设备和防雷设备烧毁的案例已被越来越多的雷击灾害案例所证实。气象监测网络系统

7、“单点接地不仅与防感应雷没有矛盾，而且是气象监测网络系统防雷设计应遵循的根本理念和防雷设计的根底条件。因为系统不能承受直击雷通过系统任何部位对大地放电。“单点接地通过保护电路抑制雷电感应电动势到达设备端口时的电压值低于设备“最高平安电压，确保系统平安。 气象监测网络系统 “单点接地，使整个系统随接地点等电位浮动。而人为制造的联合接地，企图实现“等电位连接，这对气象监测网络系统来说，理论和实践上都是不可能实现的。“单点接地的平安设计原那么，可有效防止被“接地防雷的误导，并可躲避复杂接地系统的冤枉投入。“单点接地是检验和判断气象监测网络系统平安设计和隐患设计的“试金石和分水岭。 曾有人把线缆上接收

8、到的雷电感应电动势，用“过电压、“高电位来描述，并声称“用电缆两端接地防雷器就能把电缆两端箝位到等电位。高频分析说明，对于线缆上的交变感应电动势来说，即使防雷器接地电阻为0和两端地电位相等，两端限压型防雷器的“箝位电压始终是“大小相等，极性相反的，所以哪里有什么等电位可言？而且接地“放电回路“包括线缆和接地线的交直流阻抗总和，也包括接地电阻，所谓“有效泄放雷电流只是梦想而已。雷电感应电动势与大地无关，不存在向大地泄放电流问题；“单点接地主要用于泄放系统静电荷，与传统避雷针接地、电网接地、防浪涌保护器接地泄放大电流的要求有着本质区别。 3.3 防雷施工要求 3.3.1 在实施气象监测网络系统防雷

9、时 系统远端所有设备对地悬浮，通过采集器接地点泄放系统产生的静电荷，并保持与大地静态等电位，以保证运行平安。系统所有设备应该在已有建筑物防雷避雷系统和其他独立避雷针有效保护范围内工作，传输线缆尽可能埋地穿管布线。特别是电源应按照?自动气象站场室防雷技术标准?要求安装三级电源SPD进行防护。 3.3.2 室外孤立的风杆、采集器支架等，应该设置独立避雷针保护 其与独立避雷针距离应大于4、5m，风杆、采集器支架等顶部不能安装避雷针，风杆、采集器支架等还要做好与采集系统的高级别、全天候绝缘，以应对避雷针接闪时“跨步电压通过风杆、采集器支架等还击采集系统；风杆、采集器支架等最好用工程塑料或其他绝缘材料支架，以提高绝缘级别。不能将风杆、采集器支架当避雷针，或将传感设备与支架简单绝缘。因为一般情况下雷电还击电压能击穿空气的距离在30、40cm以上，阴雨天可以超过1m以上的距离，常规绝缘无法做到。 4 结语 只有切实了解系统运行环境，掌握正确防雷方式方法，才能真正对需要保护的设备发挥保护作用。气象监测网络系统防雷的毕竟是一门实践科学，“单点接地只是本人在防雷工作中的技术引入和经验总结，缺乏之处仍待检验和完善。实践是检验真理的唯一标准和最高的权威，让我们在实践中不断进行探索和完善。 参考文献 【1】 建筑物防雷设计标准.