防雷关键技术在自动气象站系统中的运用

防雷关键技术在自动气象站系统中的运
用
摘要：优化自动气象站系统功能，提升气象服务质量，必须重视做好自动气
象站系统设备维护工作，将防雷关键技术运用于自动气象站系统中，以此改善自
动气象站系统设备防雷性能，加强设备安全使用。

本文将简单介绍自动气象站的
系统组成，浅析雷电入侵自动气象站系统的途径以及雷击对自动气象站设备的破坏，并综合探讨防雷关键技术在自动气象站系统中的应用，希望能有助于优化自
动气象站系统防雷功能。

关键词：防雷关键技术；自动气象站系统；运用
对于当代自动气象站来讲，雷击伤害主要分为两种类型，一种是直击雷，另
一种是感应雷，前者的防护工作难度比较高，安全维护效果也相对较差，通常是
用避雷针进行防护，这种维护方式较为单一，因此，气象站在安装避雷针的基础
上对系统设备进行了合理设计，使直击雷的危害性得以降低。

感应雷很容易导致
自动气象站设备受损，因而必须全面加以防范。

1自动气象站的系统组成
从整体上看，自动气象站系统主要是由自动站数据采集设备与数据接收处理
中心系统共同组成，其中，自动站数据采集设备组合部件包括数据采集器、传感
器单元、连线电缆、通讯单元与供电单元；数据接收处理中心系统的核心设备是
微处理器，能够对气象站数据信息进行高效收集与准确处理。

随着气象要素的变化，自动气象站系统所输出的电量也发生了改变，为此，数据采集器在日常工作
中会对所采集的数据信息实施定标处理与线性化处理，迅速将工程量转化成要素，对数据进行实时动态监控，做好重要信息的预处理工作，准确获取所有气象要素
的实时参数，然后，及时将数据信息发送给主控微机，并予以展示。

为了提升自
动气象站系统防雷效果，做好系统设备安全保护工作，自动气象站系统已经配备
了防雷系统[1]。

2雷电入侵自动气象站系统的途径分析
目前，雷电入侵自动气象站系统的途径可分为三种形式：第一，直击雷入侵。

一般情况下，遇到雷雨天气，因为自动气象站设备组合电子元件处于非常复杂的
环境，而元件自身也具有脆弱性，这样就很容易受到直击雷的侵袭，所以会导致
自动气象站设备严重受损，观察数据也会丢失，无法正常开展气象数据信息的上
传与采集工作。

对此问题，气象站要紧密结合实际情况，拟定针对性解决方案，
全面优化自动气象站系统防雷性能，在气象站运行筹备工作中，要结合雷电天气
的特征，采取有效的应对预案。

另外，在自动气象站建立工作中，必须谨遵国家
防雷安全标准要求，配置好防雷设施。

第二，接地线入侵。

通常，在雷雨天气，
如果有雷电击中了自动气象站周边的高突物或者高层建筑物，就会产生电磁感应
与静电感应，此时，自动气象站的接地线就会直接引入电路，进而使电路中产生
强电流，导致电路元器被烧毁。

第三，高电压脉冲入侵。

遇到雷雨天气，如果自
动气象站的上空出现了雷电，附近有高突物或者高层建筑物因此被雷电击中，产
生了电磁感应与静电感应，线缆就会直接感应到高电压，因而导致自动气象站系
统的采集器和传感器被烧毁，通信电缆线也会被击穿[2]。

3雷击对自动气象站设备的破坏分析
雷击对自动气象站设备的破坏有三种：其一，破坏传感器。

遇到雷雨天气，
风传感器很容易遭到雷击，因为该设备的光敏管非常脆弱，所以很容易被损坏。

与此同时，雨量传感器与地温传感器均会被雷击损坏。

目前，如果为采集系统设
备内部配置好气压传感器，就可以避免受到雷击。

其二，破坏采集器的主板。

在
雷雨天气，自动气象站系统采集器主板遭到雷击后，其半导体器件会因此受损，
主板会被烧黑，其半导体器件被雷电击穿，如果采集器主板上安装了通信模块、
电路接口与电源模块，也会全部被损坏[3]。

其三，外部设备损坏。

虽然当前自动
气象站系统外部设备均具备绝缘性能，在雷雨天气一般不易被雷击，然而长期处
于暴露环境，绝缘层难免破损，如果被击中，就会导致设备受到严重损坏，整个
气象站系统会因此瘫痪，无法正常工作。

4防雷关键技术在自动气象站系统中的应用
优化防雷关键技术在自动气象站系统中的应用功能，首先着重完善自动气象
站防雷系统。

目前，自动气象站防雷系统主要分为四大分支系统：第一，观测场
防雷系统；第二，信号防雷系统；第三，值班室防雷系统；第四，供电防雷系统。

其中，观测场防雷系统主要设备包括电源防雷、防雷接闪器（像避雷针）、防雷
地网、设备接地；信号防雷系统主要设备是信号防雷，该设备与观测场防雷系统
和值班室防雷系统相连接；值班室防雷系统主要包括值班室等电位连接设备、值
班室防直击雷设备、电源防雷设备、值班室地网与观测场地网等电位连接；供电
防雷系统以供电系统防雷设备为支撑。

其次，要做好防雷安全接地施工作业。

在具体施工操作中，要严格按照国家
设计标准《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》，促进各施工环节的紧密衔接。

如果自动气象站系统设备能够处于避雷针的保护范围之内，在实施接地安全
处理作业中，就能够将电杆当作接地导体。

当前输电线路为110kV到500kV的电
杆均是按照双地线所设计的，能够达到防雷安全保护的标准，因而，可以让电杆
直接充当接地导体，通过接地线就能够和电杆实现可靠连接。

对于环形接地体构
造设计，需要沿着气象站机房建筑物散水点实施外敷设，同时，和机房建筑物基
础横竖梁内两根以上的主钢筋进行牢固焊接，保持安全连通[4]。

如果气象站机房
建筑物基础存在地桩，就需要焊接好各地桩主钢筋和环形接地体。

对于供电线路中，需要采用中性点非有效接地方式来避免设备被雷击。

再次，需要配置电涌保
护器，进一步优化防雷设施，启用信号线路防雷关键技术，以雷电波为安全防护
要点，为难以引入埋于地下的负荷电缆安装护套，通常，要沿着电缆沟或者铂负
载电缆直接在地下埋入护套和钢管电缆。

5结束语：
综上所述，优化防雷关键技术在自动气象站系统中的应用功能，首先着重完
善自动气象站防雷系统，做好防雷系统设备组装工作。

其次，要确保接地安全，
防预各种雷电入侵与破坏。

再次，要安装好电涌保护器，做好电缆敷设工作。

参考文献：
[1]冯翔，郭磊.塔与通信行业资源共享的研究[J].江西电力，2019（06）：24-26.
[2]李冬冬，宋增健.自动气象站防雷关键技术分析[J].通讯世界，2019（10）：139-140.
[3]张栋梁.自动气象站防雷工作中的问题及应对措施[J].长江信息通
信,2021,34(9):180-182.
[4]谭静,胡兆华.自动气象站防雷工作中存在的问题及应对处理[J].数字通信世界,2020(6):193-198.。