网站地图 加入收藏 设为首页 原创论文网,覆盖经济,法律,医学,建筑,艺术等800余专业,提供60万篇论文资料免费参考

雷击环境下气象电子设备保护策略

作者:原创论文网 时间:2018-05-04 16:51 加入收藏
摘要

  1、雷电的危害及气象电子设备防雷的必要性

  1.1、雷电的危害分析

  雷电是一种自然现象,雷电在放电的过程中,会产生高压、大电流及电磁脉冲,由于雷电具有发生频率高、破坏性强等特点,从而使其对地面建筑物、高压线路、各种电子设备带来了巨大的威胁。此外如果雷电击中森林中的树木,还可能引起森林火灾,其后果非常严重。正因如此,雷电现已被列入到最严重的自然灾害当中。

  1.2、气象电子设备防雷的必要性

  电子设备是各类气象台站的重要组成部分,比较常见的有通讯系统、气象传感器、气象探测器、数据记录器、微电脑气象数据采集仪、计算机系统等等。其中有些气象电子设备装于室内,有些则需要安装在室外空旷的场地上。对于室内的气象电子设备而言,雷电放电时产生的电磁脉冲会经由各种通道侵入到室内,由此会对电子设备的运行造成影响,严重时可能会导致设备损坏;安装在室外的气象电子设备,在雷电出现时,会受到直击雷的威胁。一旦气象电子设备遭受雷击发生故障,便无法获取相关的气象信息,不利于气象业务的开展。为最大限度地降低雷击对气象电子设备的危害,必须采取合理可行的防雷方式,对气象电子设备进行保护。由此可见,对气象电子设备进行防雷显得尤为必要。

  2、气象电子设备的防雷保护方式

  由上文分析可知,气象电子设备的种类比较繁杂,并且安装的位置也不集中,有的在室内,有的在室外。因此,在防雷保护方式的选择上必须要有针对性,这样才能达到最佳的防雷效果。

  2.1、室内气象电子设备防雷

  在气象台、气象观测站中,主要的电子设备有气象传感器、通讯系统和计算机系统等,对于这些电子设备的防雷保护,可以采取如下技术措施:

  2.1.1、屏蔽技术

  雷电产生出来的电磁干扰会导致气象传感器无法正常采集数据,并且还可能造成计算机系统死机。通过屏蔽技术的运用,可以使电子设备免受电磁干扰的影响,具体做法如下:

  室内的数据传输线全部采用屏蔽电缆引入,并在屏蔽层的两端进行等电位连接,非屏蔽电缆全部敷设在金属管内,借此来降低电磁干扰对线路的影响,确保气象电子设备的稳定运行。

  2.1.2、等电位连接

  雷电会使不同电子设备之间产生出电位差,等电位连接就是通过等电位导体,将各种电子设备连接到一起,以此来达到消除电位差的目的。可将气象电子设备所在建筑中的金属管道与电缆在建筑的入口处做成等电位连接,这样即使雷电流侵入,也会直接泄放到大地当中,不会对气象电子设备造成影响。

  2.1.3、加装SPD

  SPD即浪涌保护器,这是一种非常实用的防雷装置。气象电子设备本身都是精密的仪器,它们存在一个共性,即耐过电压的能力较差,当雷击出现时,瞬间产生的过电压较高,若是作用到电子设备上,会直接导致设备损坏。

  通过SPD的使用,可以在雷电流出现后完成导通分流,从而对电子设备起到保护效果。

  2.1.4、接地保护

  在电子设备的防雷措施中,接地是较为重要的环节,任何的雷击形式产生的雷电流均可以通过接地装置直接泄放到大地当中。对气象电子设备进行接地保护时,可与防雷接地系统共用一个接地体,在此需要注意的一点是,接地电阻应当小于1Ω。

  2.2、室外气象电子设备防雷

  对处在室外的气象电子设备防雷时,应对如下事项加以注意:

  (1)为避免室外的卫星天线遭受雷击,可在距离天线3m以上的位置处加装一个独立的接闪杆,借此来对天线所在的区域进行保护。

  (2)可将室外的卫星天线与防雷装置进行可靠连接,具体做法如下:用圆钢将立柱与防雷网焊接在一起,这样便可使天线与大地形成等电位。

  (3)卫星天线上所有的金属部件均应当进行良好的接地,同时,接闪杆可以与建筑的接地体共用一个接地装置。

  (4)可在设备与电源进线的位置处加装避雷器,如果信号的传输距离比较远,为避免信号衰减,可只对卫星接收机的电源进行防雷保护。

  2.3、移动气象系统防雷

  移动气象系统是一类较为特殊的气象电子设备,它以专用的车辆作为载体,系统内部集成了大量的电子设备,相对而言,其抗雷电干扰能力较差,并且作业环境也比较恶劣,所以必须做好防雷保护,从而确保系统能够稳定运行。对该系统可采取如下防雷保护方式:

  2.3.1、合理选择作业地点

  若是需要在比较空旷的地带进行作业时,应当尽可能远离铁塔、金属立杆及体量较为高大的树木,这样可以减少系统遭受雷击的概率。

  同时为了保证接地效果,移动气象系统应选择潮湿的环境作为作业地点。

  2.3.2、对信号进行防雷保护

  由于移动气象系统中有着不同类型的数据传输线,这在一定程度上增大了雷击的可能性,为达到最佳的防雷保护效果,可按照传输线的类型选择适宜的防雷保护器,如通信设备的I/O接口、网络设备的接口可加装电涌保护器;信号收发设备的射频信号出入端口,则可加装天馈线电涌保护器。

  2.3.3、设置接闪杆

  可在移动气象系统的载体上装设一个独立的接闪杆,借此来对直击雷进行防护,接闪杆的支架应当与车体绝缘。由于移动气象系统需要长时间在野外环境中作业,故此选用的接闪杆应当具备提前放电的功能。此外,可以按照载体的具体情况,在其顶部位按对角线设计可折叠式的接闪杆。

  3、结论

  综上所述,雷电对气象电子设备的正常运行会造成一定程度的影响,严重时,可能导致设备损坏,这极不利于气象业务的开展。为此,必须采取行之有效的方式,对气象电子设备进行防雷保护,最大限度地降低雷电对设备的威胁,从而使设备能够安全、稳定、可靠运行,这对于推动我国气象领域的发展具有重要的现实意义。

  参考文献
  [1]魏明,张斌.自动气象站雷电防御存在的问题及措施探讨[J].门窗,2017(02):32-33.
  [2]余小玲,樊华.自动气象站防雷技术对农业的影响分析[J].农家参谋,2017(12):214-215.
  [3]阳青山,雍志刚,谭祎.自动气象站防雷工作中的常见问题及防护对策[J].北京农业,2015(04):56-57.
  [4]敖振浪,敖进华,龚志鹏.电缆铺设对气象设备的防雷效果对比分析[J].电子测量技术,2017(07):99-100.

雷击环境下气象电子设备保护策略相关文章
重要提示:转载本站信息须注明来源:原创论文网,具体权责及声明请参阅网站声明。
阅读提示:请自行判断信息的真实性及观点的正误,本站概不负责。
别人都分享了,你还在等什么?赶快分享吧!
更多
快速导航: