自动气象站防雷保护,本文关于自动气象站论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
自动气象站论文参考文献：
摘 要：自动气象站是一种自动化的气象观测系统,应用目的在于节省人力或测量偏远地域的相关气象信息.由于内部存在大量的电子设备,独立运行时会遭受各种气象天气,雷击成为了损坏自动气象站的最常见原因之一.文章主要结合现代雷电防护技术,研究并讨论了如何减少雷击带来的损害的原因和保护自动气象站的正常工作措施.
关键词：自动气象站；雷电防护；防雷
中图分类号：P415.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）3-0050-02
自动气象站的基本结构一般为传感器、采集器、系统电源、通信接口及 设备（计算机）等组成.整个自动气象站系统对来自外部的气象情况进行如全面收集气压、温度、风向、风速、湿度等气象信息收集,整个系统是以计算机为基础的气象处理系统.除开人为干扰,雷电这样的自然及其产生的电磁干扰对自动气象站会产生极大的影响.自动气象站的雷电防护工作成为了其面对恶劣天气重要保障之一.
1 雷击对于自动气象站的隐患
自动气象站所遭受的雷电侵害主要是在雷击时产生传导耦合和辐射耦合对电子设备的损坏.室外的观测设备一般处于开阔场地,无高大建筑物干扰.风向风速感应仪器处于金属杆体之上,雷击对于高敏感度的金属探头的破坏是极大的.同时,杆体遭受雷击会产生电磁脉冲通过电缆传输破坏设备.雷击避雷针会产生强破坏力的暂态电磁场,自动气象站上各部分的传感器遭受电磁耦合现象,此时产生的局部高电位会发生地电位反击,这些都会导致自动气象站内部的设备损坏.室内设备如信号采集器、计算机以及电气设备在雷击发生之时,也会通过信号线等传送的电磁脉冲遭受破坏.
在自动气象站除开自然环境的影响,设备在安装和设计之时存在的不足更是导致设备损害的常见问题.独立避雷针是自动气象站最直接的保护.根据地上的空间距离大于等于0.1倍冲击接地电阻和保护物或计算点的高度之和；地中空中距离大于等于0.4倍冲击接地电阻,这两条标准明确规定了保护物件或建筑、避雷针和接地装置之间的间距.当雷击发生时,接闪的避雷针会产生强大的电磁脉冲和电位差,对于自动气象站这种无人自动控制设备更需要严谨的遵循规定设计,保持避雷针和其的距离.屏蔽设备的安装不正确或缺漏也会导致自动气象站遭受破坏.自动气象站内部设备都需要独立避雷设计.
2 自动气象站防雷技术措施
自动气象站采用综合防护措施,整个措施贯穿雷击过程,主要为：①直击雷防护；②屏蔽；③等电位联接；④均压；⑤电流疏分；⑥电压限制；⑦接地.为此国家制定了以《气象信息系统雷电电磁脉冲防护规范》做标准的技术规范,相关自动气象站需要根据当地特点结合规范制定和设计防雷保护措施.
2.1 直击雷防护
直击雷防护装置是整个自动气象站防护系统最为关键的部分,良好的性能能大大提高自动气象站在复杂雷雨天气下的存活.直击雷所产生的电流在接闪器接闪后分流疏散导入大地.据《气象台（站）防雷技术规范》确定自动气象站所处场地的防雷等级,再依据按《建筑物防雷设计规范》确定接闪器的类型和组成方式（独立型、混合型）.避雷针的规格按照表1所示设计和搭配.搭配2根以上的引下线能够有效降低单位空间内的因雷击产生的热和磁.同时也需要注意避雷针的接地电阻率,一般设计要求为小于2 Ω,此时能够明显的减少设备因雷击产生的故障率.
2.2 屏蔽、等电位联接和均压
在确保接闪装置后,需要保证设备在最短的距离和公共节点和接面相连后保持整个自动气象站系统内部处于统一的电平基准下.当雷雨季节,地面上的物体受天空中雷电场的影响感应出强大的静电电荷,雷电场的闪现使得物体会发生静电放电,此时就需要及时的疏导电流避免闪络.因此,自动气象站中非带电金属部分都需要做到可靠的接地措施,同时电缆和信号线的屏蔽措施和设备的外部壳体确保电磁链接,关键部位的金属格栅需要进行电磁屏蔽,引下线需要和自动气象站保持3 m以上的距离.
同时以6 m为间隔来布置埋地线缆用的电缆井,电缆井接头需用铁皮紧包,防止老鼠啃食和地电波干扰的情况.
2.3 雷电流疏分泄放和SPD的使用
避雷器（SPD）主要用于是疏散雷击产生的放大电流,一旦有雷电流（过电压）通过,避雷器立刻动作将雷击产生的过电流疏泄,从而确保自动气象站内部的电路和用电设备的安全； 终端用电设备也需要采用内含电源防浪涌保护器的电源插座,屏蔽瞬态过电压.自动气象站的供电系统和采集器端口在采用多级防浪涌保护,限制瞬间高电压,疏分电流.绝缘防护需要电气设备的绝缘强度在各种过电压的作用下,均应高于此处的过电压水平,并留有适当的裕度.
2.4 接地
室外的自动气象站和室内的计算机、信号采集设备形成等电位.自动气象站、建筑物基础接地、防雷接地及观测场接地建成统一的接地网, 并和地面上的金属导体相连, 形成等电位.
3 计算自动气象站防雷范围
避雷针保护范围的计算主要根据观测场地内最高设备的高度确定.一般在观测场地最高的设备主要是测风塔或风杆的避雷针,其他设备或仪器离地面距离较近可以在计算之时不予考虑.单避雷针保护计算方法通过滚球法计算出避雷针的高度及保护半径,再按以下方法辅助测算：
保护半径等于1.5×避雷针高度×避雷针高度影响的校正系数
当避雷针高度≤30m时,避雷针高度影响的校正系数等于1
按照计算方法,对于国家级的自动气象站保护范围应该完整包含外置转接盒等设备的范围实际值.
4 日常维护和检查
自动气象站属于少人和无人看管的设备,需要确保仪器正常运行就需要定期的全面检测.雷雨季节到来之前,工作人员需要全面检查,并根据当地气象变化和要求及时更新相关的防雷措施.接地系统和等电位,需要及时监测接地电阻阻值大小、连接是否牢固,及时替换和松动情况.电涌保护器是否存在接触问题、漏电流问题和绝缘问题,发现问题及时处理.同时注意检测人员在维护工作时的安全.
5 结 语
自动气象站防雷保护工作除了直击雷的防护,还要注意雷电感应的防护.自动气象站所在地域内的仪器都需要按照相关的防雷技术规范做到接地和引下线遵循标准和可靠.对于自动气象站的防雷工作人员需要责任到人,每年雷雨季节之前和过后都要进行设备监测和接地检查.
结合自动气象站自身和当地气候特点, 对气象站的雷击事故和原因及时归纳分析,归纳总结不断完善整个防雷过程,从而提高防雷措施的有效性,进而提高我国天气信息特别是复杂天气的预报质量.
参考文献：
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结论：关于本文可作为相关专业自动气象站论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文小型气象站论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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