隨著大氣綜合觀測體系建設項目的實施，自動氣象站作為地面大氣探測的重要組成部門，已成為開展精細化預報，氣象決策服務所*的氣象信息來源。動氣象站建設的地理環境多呈空曠凸現，防雷設置及自身防雷設置都很脆弱，一遇直擊雷或感應雷影響，勢必會造成一定的破壞或損失。本文旨在從防雷的角度上淺要分析下氣象站自動觀測設備遭受雷擊的原因及相關防護方法。
引言：
雷電災害是無法避免的自然災害，人類生存的地球上每時每刻都有雷電活動的發生。因此，掌握其發生、發展的規律，采取必要的預防手段是十分必要的。雷電對信息通信系統的威脅很大，其作用于通信系統并致其損壞的一般有2種形式：一是感應雷導致損設備，二是經金屬導線或連接件直接作用于設備致其壞損。有統計表明，通信設備的損壞中有30%是由雷電引起的。因此，為自動站布設專業而又全面的雷電防護設施已經成為了一項十分重要的工作。
一、自動氣象站雷災的特征分析
1、雷電過電壓的強度
據資料統計，低壓輸電線路上的雷電過電壓在6 kV以下，電流為3 kA～10 kA。通信線路上感應雷電過電壓約為5 kV，電流為幾百安。1971年美國研究報告[AD722675]指出，電子計算機在雷閃時磁感應強度達到7×10-8 T時即會出現誤動作，當達到2.4×10-6 T時出現永jiu性損壞。這兩個數字相當于860 m和83 m處有一個100 kA的雷電流流人大地造成的結果。
對雷擊地面產生電磁效應危及電子管設備系統的半徑約為400 m～800 m；對晶體管設備為800 m～1?200 m；對微電子設備為2?000 m以上。如自動氣象站各電子設備距雷擊點10 m～100 m間，雷擊電源線引起的磁感強度為0.6-2×10-5 T；雷擊通信線產生的磁感強度約為107～106 T數量級。前者足以使微電子設備出差錯或損壞，后者也可能使設備產生誤動作，從而說明自動氣象站抗雷電電磁脈沖的能力差，因此，對自動氣象站采取雷電防護措施是十分必要的。
2、雷電入侵途徑分析
①直擊雷。直擊雷直接擊中自動氣象站設備，造成氣象設備部分或全部電路損壞。因自動氣象站均安裝有避雷裝置，所以這種情況比較少見。普查汕頭市及所轄地區的自動氣象站，均尚未發生過這種雷擊事故；
②高電壓脈沖。來自雷電的靜電感應和電磁感應的高電壓脈沖，在各種線纜中感應出幾千伏到幾十千伏的高電壓。出現這種情況，一般會影響到各傳感器。其中，風向傳感器由于是自動氣象站位置zui高的儀器，且集合了大量的半導體元器件，在雷擊故障中往往是*；③雷擊引起電位的升高。在直擊雷雷擊點的附近引起地電位的升高，高電位通過設備的接地線引入到電路，造成電路元器件的損壞；
④交流電電源線路的入侵。自動氣象站的電源由低壓輸電線路提供，當電力線路遭到雷擊時，沿輸電線路以行波的方式引入到設備內，使其失效或損壞。直擊雷擊中高壓輸電線路時，所產生的過電壓經過變壓器耦合到次級，在低壓線路上產生雷電過電壓，同時雷電的靜電感應與電磁感應在低壓輸電線路上感應出過電壓也可能對設備造成損害。由于電源板與交流電連接，在對汕頭市及所轄地區自動氣象站的雷擊事故的統計中，電源板是出現故障概率多的設備。接連兩個月內發生在南澳縣氣象局觀測場內的2次強雷擊中，采集器里面的電源板也均被擊壞。
二、自動氣象站防雷技術應用
1、防雷接地
防雷接地是防雷技術的首要技術環節，無論是放直擊雷還是防感應雷，終都要將雷電流引入大地，由此可見，若要防雷工程可靠穩定，就要安設穩定保靠的接地裝置。自動站的接地應當采用單點式接地，共用地網的接地方法，接地阻值≤4 Ω。工作接地和保護接地都要引入地網，與引下線保持的距離>5 m，確保整個地網都連入地網。
2、外部防雷
根據規范的要求自動氣象站基本都設在空曠的場地上，很容易受到雷電的襲擊，自動站外部雷電防護做的是否到位直接關系到自動站運行的安全。防直擊雷接閃器由金屬構件、避雷帶、避雷針及避雷網等組成。普蘭店地區的太陽能電池和采集器要用單獨的避雷針進行防護。有人值守的臺站還要對值班室所在的建筑物進行雷電防護。觀測場與采集器、通信線路、傳感器以及其他戶外設備可以將避雷針假設在風桿上，計算其保護范圍，并且這個范圍要嚴格符合防雷技術規范的要求。尤其要注意的是，風桿本身是金屬質地，是雷電下行十分適宜的泄放通道。如果室外架設的地網設計和架設不合理則會造成如果遭受雷擊導致觀測設備全部損壞。因此，一定要確保防雷裝置被正確架設，這樣才能將雷電順利引入地下。
3、內部防雷
在這個領域的雷電防護不僅要考量到感應雷的防護，因為感應雷會沿著線路對用電設備造成電壓過載，通過信息信號和電源線路傳播到設備上，造成雷擊損失。
3.1 雷電感應浪涌防護。
電子設備和信息設備遭雷擊后受到的損失大多是由雷電感應浪涌電壓造成的。這些浪涌進入電子元件的內部，導致芯片、接口或線路的損傷。因此，應當將信號防雷裝置安裝在信號線之間，并且應該采用多級保護措施。在不同級別的過渡地帶裝配型號相匹配的信號防雷器。自動站網絡線路也應該安裝避雷裝置，尤其采集器、路由器、信號傳輸系統等都要安裝相應的雷電防護裝置。計算機網絡通信一般采用寬帶(ADSL)接入因特網的方式，傳輸數據。根據不同的要求安裝相應的信號避雷器，至少進行二級保護，并做好計算機信息系統相關設備的接地處理。
3.2 電源系統防雷保護。
目前普蘭店的氣象設備的電源系統一般采用TN-S或TN-C-S系統供電方式，要進行多級防雷保護，防止雷電侵入造成配電系統及相關設備損壞。第1級在電源的總進線處安裝1個40 kA以上的電源SPD。第2級在機房配電進線至UPS之間安裝1個20 kA的電源SPD。第3級在采集器前端安裝1個10 kA的電源SPD，在每臺計算機電源與UPS之間安裝插座式避雷器。
三、氣象防雷技術工作發展前景分析
1、氣象防雷技術在預測預警的發展方向前進
由于在進行氣象防雷過程中，無論是事中還是事后控制，都比不上事前對將要發生的雷電襲擊進行合理規避，氣象防雷作為一種在事前預測非常重要的技術，在今后的發展中對于雷電測報的技術以及事前預警預測的技術的提高是必然的趨勢。
2、氣象防雷技術工作的持續改革創新
氣象防雷技術工作不能局限于現有的成果，以往的不足之處也要借鑒，只有借鑒歷史才能更好的前進，歷史就是一面鏡子，能使人避免犯前期同樣的錯誤。只有打破現有的局限性才能更好地推進氣象防雷技術工作的發展。在氣象行業實施總體規劃、分層實施、上下協同的道路上，保證其不管是從縱向還是橫向上，都能夠確保信度高度統一與流通，還能夠對各方面的資源進行協調，真正實現高度配合與工作效率，以免出現因重復工作而導致的浪費現象。
四、結束語
對于氣象災害頻發的現代社會，對于雷電災害發生較多的個別地區，如何穩步推進氣象防雷技術工作，是保證國家與人民生命財產安全的重要課題。我們應在對氣象防雷技術工作給予充分重視的前提下，把握氣象防雷技術工作的要點，加大投入，保證防雷工作科學合理地進行，社會利益作為目的，讓氣象防雷甚至是整個氣象工作服務國家經濟增長，推動國家發展。使氣象防雷技術工作能夠充分發揮其應有的作用與功能。
