关于自动气象站雷灾调查与成因分析

　　因为地上气象观测场对环境条件的要求，许多主动气象台站坐落户外、空阔地带，随之带来的是气象站建筑物遭受雷击的可能性添加[1]。

　　2013年5月22日-23日，受冷空气和西南暖湿气流的一同影响，山西省临汾市大规模呈现了中到大雨，局部暴雨的气候进程，并伴有短时强雷电、劲风和冰雹。

　　其间，襄汾县主动气象站的观测场风向杆遭到一次雷电闪击，并形成主动站数台设备损坏。事后市防雷技术人员对雷击现场进行了灾情查询，并结合实践观测材料对灾祸成因进行了归纳剖析[2,3]。

　　1 气候布景与观测剖析

　　1.1 气候布景

　　受冷空气和西南暖湿气流的一同影响，临汾市所辖区域均呈现了较为强烈的降水进程，2013年05月22日08时至2013年05月23日08时的降水量超越50mm的站有12个，降水时段主要会集在17时-24时，进程均匀降水量为35.5mm。本次受灾的主动气象站降水量为42.8mm，雷暴自18时10分起，继续到20点今后。

　　1.2 多普勒雷达回涉及卫星云图剖析

　　当雷达回波值在45dBz或以上时，呈现暴雨、冰雹、劲风等强对流气候的可能性较大。从其时的雷达回波图看，强回波区域规模较大，由临汾西部区域逐渐移动到南部区域。其时云图上β中标准特征显着，对流云团要在低涡切变线西侧构成，跟着低涡切变线东北移，对流云团迅速发展东移，是暴雨及闪电等强对流气候构成的直接影响系统。

　　2 现场勘测与成因剖析

　　2.1 现场勘测状况

　　据观测员讲述，该站5月22日17点开端降水，19点31分观测员目睹到一次强闪电击中观测场风向杆，随即呈现主动站主机关机。随机将事故报告市局。

　　经查看，观测场的风向风速传感器、雨量采集器、数据转接盒，测报值勤室内的数据采集器、主动站电脑主机、打印机被雷击击坏。风向杆接闪针顶端可见被电击烧蚀的痕迹,数据转接盒及电脑主机的电路板均有大片烧焦的痕迹。

　　现场勘测发现，该主动站建于城郊空阔地带，四周开阔平整。观测场周围均为麦田，无任何建筑物，高约8米的办公楼坐落观测场西侧，距观测场20米左右。观测场地上较周边农田高出10余米，较办公楼地上高出4米左右。明显观测场和办公楼距属于孤立建筑物，很易遭受雷击。

　　风向杆坐落观测场内部，为钢管材料制作，高10米，其顶部装设有高出杆体顶端约1米的接闪短针，接闪针的引下线及风向风速传感器数据线一同经风向杆的钢管内部引下，引下线为φ10mm 2BVR铜线，引下线装置长度较长，风向杆未接地。

　　数据线无屏蔽办法，与接闪针引下线没有安全间隔。数据线经地下电缆沟、观测场数据转接盒、引进办公楼测报值勤室的数据采集器，数据采集器与主动站计算机、打印机等设备相衔接。

　　数据线两头未装置电涌维护器，电缆沟中所有数据线、电缆均无屏蔽办法。值勤室所有电气设备均未做等电位衔接。

　　办公楼供电电源经架空线路进入一楼总配电箱，此处装置有一个电涌维护器(大继续工作电压Uc=385V，标称放电电流In=40kA(8/20μs)，电压维护水平Up≤2.4kV)，值勤室内未对电源线路进行多防过电压维护。

　　接地电阻的丈量，经实测，接闪器引下线接地电阻1.2Ω，风向杆本体接地电阻300Ω，外转接线盒接地电阻1.4Ω，办公楼接闪带接地电阻2.4Ω，电涌维护器接地电阻2.0Ω，值勤室内电源维护接地电阻2.0Ω。

　　经过剖析，结合对现场勘测、地理环境因素、气象材料记录等状况，防雷办法不合理是形本钱次雷击灾祸的主要原因，表现在：

　　金属风向杆未装置接地装置，失去了对钢管内部线路的屏蔽效果;

　　风向杆接闪针引下线与信号线均敷设在风向杆内部，间隔很近，雷电流经过接闪针及其引下线泄入大地时，因为闪电感应的效果，流经引下线的雷电流的迅速变化在其周围会产生强壮的瞬变电磁场，使得接近的数据线上感应出很高的瞬态过电压和过电流;

　　数据线在电缆沟中没有任何屏蔽办法，数据线两头也没有装置过电压维护装置，因而该瞬态波即经过数据线路窜入下线路，致使与此线路衔接的后设备损坏。

　　3 防雷设备整改建议

　　(1)接闪针的引下线宜敷设在风向杆外部并接地，风向杆应装置接地装置。这样因为钢管的屏蔽效果，可使风向风速数据线得到必定的屏蔽维护，防止闪电感应对数据线的影响。

　　(2)观测场到值勤室之间的数据电缆均应做穿钢管或穿金属线槽，并在两头牢靠接地。

　　(3)在各个传感器的线路两头装置类型匹配、性能牢靠的信号用过电压维护器。

　　(4)完善配电线路的防闪电感应办法，严厉按照第二类防雷建筑物的防雷要求装置多过电压维护装置，并注意电涌维护器在能量上的合作，做好值勤室内的电气设备的等电位衔接。

　　4 定论

　　由此可见，坐落空阔、户外的主动气象站，年估计雷击次数较高，遭受雷击的概率较大，装置合理完善的防雷装置是防止遭受雷击灾祸的重要办法。要应按照《建筑物防雷设计规范》要求断定建筑物防雷类别，再挑选恰当的防雷设计方案，做好观测场及值勤室内仪器的等电位衔接及接地、合理布线、线缆屏蔽，挑选能量匹配的浪涌维护器。

　　本次雷电灾祸是因为观测场风向杆防雷办法不妥罢了引起的。在实践设备装置中，许多主动气象站观测场出于本钱节约的考虑，风向杆防雷办法都选用相似做法，此文可以对预防此类事情发作起到学习效果。

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