自动气象站场站防雷原则及雷电防护区的划分浅析

自动气象站场站防雷原则及雷电防护区的划分浅析

(宁夏大气探测技术保障中心,宁夏银川750006)

摘要:自动气象站是一套能实时观测并存储气象数据的自动化气象探测设备。在实际的运行过程中,容易受到外界各种因素的干扰,从而降低观测质量。文章从自动站防雷原则及雷电防护区的划分入手分析自动气象站观测防雷措施的侧重点,并提出了相应的解决措施,从而保证自动气象站稳定、可靠的运行。

关键词:自动气象站防雷原则雷电防护区的划分

引言

自动气象站是一种能自动收集、处理、存储和传输气象信息的装置,通过对自动化新技术的使用,从根本上提高大气探测现代化的总体水平,减少由人工观测引起的误差,提高地面观测资料的可靠性,进一步减轻观测人员的劳动强度。从而全面提升地面气象观测站网的时空密度,对增强监测、警报、预测能力,为科学研究、科学试验、天气预报、气候预测、人工影响天气、城市环境气象和气象灾害决策服务等方面,可提供更准确、更及时、更有效的地面气象观测资料。

由于自动气象站气象数据的采集及传输多会采用一些先进的传感器、数据采集器、计算机、系统电源、通讯接口等弱电设备,而这些弱电设备多以集成电路组成,而这些弱电设备的耐压水平很低,在对直击雷、雷电电磁脉冲及静电防护方面存在很大的隐患,一旦发生上述情况,会使各设备对气象数据的采集、传输及准确率有较大的影响。因此,应该对自动气象站场站进行科学、合理的雷电防护区、防雷等级划分,对自动气象站室内单元与室外观测场进行直击雷、雷电电磁脉冲及静电防护雷电防护。

1自动气象站场站防雷的设计原则

(1)自动气象站场室在进行防雷设计时,应依据当地的地理、地质、气侯、环境等因素和雷电活动规律,结合自动气象站的性能特点进行系统设计,综合防护。

(2)自动气象站场室的防雷设计、施工宜与自动气象站场室的建设或改造同步进行。

(3)自动气象站场室直击雷的防雷设计应按GB50057规范中的第二类或第三类防雷建筑物的相关规定进行设计,自动气象站场室雷击电磁脉冲防护应按QX3的相关规定进行设计[1]。

(4)自动气象站场室的防雷设计应采用接闪、分流、屏蔽、等电位连接、综合布线、电涌保护和共用接地系统等进行综合防护[2]。

(5)自动气象站场室使用的防雷装罝应符合现行国家和行业标准规范的使用要求[2]。

2雷电防护区的划分

(1)雷电防护区划分的原则

将自动气象站场室需要保护的空间划分为不同的雷电防护区(LPZ),以确定各LPZ空间的雷电电磁脉冲的强度,并明确各雷电防护区域等电位连接的位罝,以便采取相应的防护措施。

(2)雷电防护区(LPZ)划分标准:

直击雷非防护区(LPZOa):本区内的各类物体完全暴露在外部防雷装罝的保护范围以外,可能遭到直接雷击;本区内的电磁场强度未得到衰减,属完全暴露的不设防区。

——直击雷防护区(LPZOb):本区内的各类物体处在外部防雷装罝保护范围以内,应不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流,直接让本区内的电磁强度未得到任何哀减,属充分暴露的直击雷防护区。

——第一屏蔽防护区(LPZ1):本区内的各类物体不可能遭到雷电流直接雷击,流经体的电流已经分流,比LPZOb区进一步减小:且由于建筑物的屏蔽措施,本区内的电磁场强度已经得到初步的衰减,衰减程度取决于屏蔽措施。

——第二屏蔽防护区(LPZ2):当需要进一步减小流入的电流或空间电磁场强度而増设的后续防护区,并按照需要保护的对象所要求的环境选择后续屏蔽防护区的要求条件[1]

(3)自动气象站场站各工作单元的雷电防护区划分[3].

图2自动气象站风杆雷电防护区

3自动气象站场室防雷等级划分[1]

(1)根据安装自动气象站的台站性质、发生雷击事故的可能性和后果以及雷暴日数,将自动气象站场室的雷电防护等级分为三级。

(2)遇有下列情况之一时,自动气象站场室防雷等级应划分为一级.

国家基准气候站、大气基本站:

地处平均雷暴日大于(含)30d/a(d/a:天/年)的国家甚本气象站;

地处平均雷暴日大于(含)80(d/a的一般气象站以及其他场所:

(3)遇有下列情况之一时,自动气象站场室防雷等级应划分为二级。

地处平均雷暴日小于30d/a国家甚本气象站:

地处平均雷暴日大于(含)40d/a且小于80d/a的一般气象站和其他场所:

(4)除一级和二级防雷自动气象站场室以外的自动气象站场室:均应划为三级防雷暴自动气象站场室。

4小结

根据以上对自动气象站场站防雷原则及雷电防护区的划分解析后,让我们在自动气象站建设项目中,更加规范地针对不同类别的自动气象站场在建设初期的选址、设计进行科学、合理的雷电防护区、防雷等级划分。并根据科学、合理的雷电防护区、防雷等级划分对自动气象站室内单元与室外观测场进行科学、有效的防直击雷、雷电电磁脉冲及静电防护雷电防护设计。

作者简历:赫劲(1968-)男满助理工程师主要从事气象装备管理。

参考文献:

[1]GB50057—2010建筑物防雷设计规范[S]中华人民共和国建设部2010.11-2011.10;

[2]QX3—2000气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范[S]中华人民共和国气象行业标准2000.11-2001.01;

[3]QX4—2000气象台(站)防雷技术规范[S]中华人民共和国气象行业标准2000.11-2001.01。

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