无人自动气象站雷电防护技术浅析

无人自动气象站雷电防护技术浅析

殷关所

曲靖市气象局云南曲靖655000

摘要：近年来，天气变化的情况十分剧烈。而人们对于天气质量以及天气变化的预报要求也变得有所提高。在一些野外，甚至是一些偏僻的地方，大多都已经设置了无人自动气象站，这种利用了新科技，新技术的无人自动气象站可以有效监测到偏远地区以及一些人力难以达到的地区中的天气情况的变化。由于无人自动气象站缺少人工人力的服务以及看管，因此，在对于一些无人自动气象站的运行中很容易受到雷电雷击的影响，从而造成一些预测和运行的问题。

关键词：无人；自动气象站；雷电防护；技术

引言

近年来，随着科技不断的发展，随着技术不断的升级和优化。无人自动气象站已经成为了观测天气的一个热门项目。相对于人工监测天气来说，无人自动气象站可以更加准确，并且有效的监测和勘测天气的变化情况以气象指数。无人自动气象站的出现，不仅减少了人工劳动的消耗，同时还对于一些技术进行了升级优化的应用，可以更加准确的向人们进行预报预测。然而，由于无人自动气象站依靠的是电子设备的运行。因此，在天气情况非常恶劣的时候，很容易受到雷电和雷击的影响。本文将围绕着无人自动气象站如何进行雷电防护的技术做出探讨和分析。

一、现阶段无人自动气象站的分布和情况

无人自动气象站其实就是在某一地区，针对当地具体的天气变化情况，能够进行没有人工的监测和运行的一个气象站。这个气象站在预测之后会将自动气象站所预测到的结果，上传到监测中心。由于我国目前仍然有一些偏远或者人力不足的地区存在，所以这些地区的气象的监测就必须要设置无人自动气象站。

无人自动气象站大多数的分布一般都是在比较偏僻或者平坦的地区。在每一个省市都会有十几到几十个不等的无人自动气象站进行工作和运行。由于我国南北地势分布不同，因此无人自动气象站还会分布在湖泊、山丘以及农村村庄等不同的地理位置。而在无人自动气象站工作运行的时候必须要要求长时间不间断的工作。因此，无人自动气象站很容易受到一些恶劣天气的影响。其中雷电和雷击对于无人自动气象站的影响是比较大的。由于雷电天气会导致一些电子设备产生失控的现象，同时还会由于雷击的不断进行对电子设备产生一定的损坏，因此，对于无人自动气象站来说，进行雷击防护和防御是非常重要的[1]。

二、无人自动气象站受到雷击的原因分析

无人自动气象站由于没有人力劳动的条件，因此它所运行的过程中全部要依靠电子设备以及一些电子技术的支持，其中无人自动气象站必须要有电源、电缆以及传感器和打印机等能够进行运行和传输的电子配件及设备。雷电天气的情况下雷电及其容易进行地面传导和传输。无人自动气象站在这样的天气下就会受到极大的影响。由于无人自动气象站的一些主要组成必须通过电子设备来进行，当雷电天气，有雷击击到附近建筑物或者是附近一些地区的时候，雷电就会通过地面导电的现象，传达到无人自动气象站，甚至当雷击直接影响到无人自动气象站的电缆时，电缆上受到的影响会传到电源以及其他成部分，最终会对无人自动气象站造成相当大的影响和损坏[2]。

三、无人自动气象站雷电防护技术的思考

由于无人自动气象站分布在很多不同的地理位置上。而无人自动气象站也必须在长时间的工作下长期暴露在外界的天气当中。因此，无人自动气象站将会受到很多恶劣情况的影响，而对于雷电的相关防护技术，根据现代的雷电防护技术的理论来说，必须要通过一些当地的情况分析以及无人自动气象站的放置位置，天气的变化和防护措施方面进行相关的分析，同时加以技术上的融入和思考。

（一）对于无人自动气象站整体外部的防护

由于雷电天气，无人自动气象站会因自身的金属以及电子设备原因接收外界的雷电能源，因此可以在无人自动气象站整体的外部进行一些风球的设置。通过在无人自动气象站的一些容易引发雷电传输的部位设置风球的防护，可以让这些雷电的能源转移到风球上面，以此来防止无人自动气象站本体的接收和损坏。同时在风杆上设置风球以外，还需要设置一个系统的接地设置。通过接闪杆对于雷电的吸引，传达到风球上转移雷电对无人自动气象站本体的影响，然后将雷电能源传输到地面以下。当然，在这个操作的阶段过程中，其实是有非常严格的要求的。一般的电阻必须要在4Ω以内，但是由于整体的无人自动气象站需要耗费的电源以及它的自身情况来说，电阻必须是在这个限制以上的。因此，在进行系统的接地设置操作过程中可以采用降阻的方式，这样就可以有效将雷电能源引入到地面，从而消耗雷电能源，防止无人自动气象站受到影响[3]。

（二）无人自动气象站在雷电防护中对电源的保护

电源是确保无人自动气象站能够正常运行的一个工作前提。而由于无人自动气象站的分布地点比较特殊，并且比较偏僻，是无法通过城市内的供电来进行电源的支撑的。因此，大多数时候，会依靠太阳能供电的原理进行工作，而由于无人自动气象站所拥有的电子设备和配件并不是十分繁多，也不需要逆变器，因此对于无人自动气象站的电源保护措施并不是特别的严格。而在无人自动气象站对于雷电防护的措施中，必须要对于电源进行相关的保护和防御。可以将无人自动气象站中提供电源能源的太阳能系统设置一级和二级的保护器，由于雷电的最大电流是在10KA左右，因此必须要设置称放电流在一半数值的一级保护器，同时对于其它太阳能供电系统部分采取二级保护器的防护措施。

（三）对于无人自动气象站的信号系统进行相关防护

众所周知，无人自动气象站的最终目标是要将预测以及监测出来的结果和信息传达到监控中心的。因此，在无人自动气象站工作和运行的同时，必须要将信号传感系统进行完善以及防护措施的安装。在对于无人自动气象站信号系统的运行中，应该进行传感器防雷装置的防护，保持信号系统温度不会过低或者过高，而造成信号的流失。除此以外，接下线的时候要用金属的外皮，同时做好接闪器的安装。防止由于接下线吸收雷电电源而导致信号的流失和阻断。为了确保无人自动气象站的信号采集以及信号传输正常运作，必须要对于信号传感系统中的温度传感器，湿度传感器，以及风向风力传感器进行相关的防雷设施安装。这样才不会影响到无人自动气象站监测到的结果和传输的正常工作[4]。

结束语

由于无人自动气象站是对于目前阶段天气情况监测来说比较有效并且合理的一种工作站。因此，为了能够更好地监测相关地区和相关地区的天气指数变化情况，必须要对于无人自动气象站进行防雷技术的防护。笔者通过对于无人自动气象站的自身情况以及受雷电影响原因和相关的技术防护方面进行了思考和分析。希望通过技术的不断发展以及优化和升级，能够将无人自动气象站的防雷技术改革和完善的越发完备，而且，只有这样才能极大地保证野外地区和偏僻地区的安全情况。

参考文献：

[1]王卫东.自动气象站雷电防御工作措施分析[J].农业与技术,2018,38(18):236

[2]姜子明.自动气象站防雷工作中的问题及应对措施[J].农业与技术,2018,38(14):232

[3]宋伯钊.试论自动气象站雷电防御存在的问题及措施[J].城市建设理论研究(电子版),2018(15):199

[4]赵龙,贾柯佳,杨军奇,德庆措姆.无人自动气象站雷电防护技术浅析[J].黑龙江科技信息,2015(30):96-97