谈自动气象站雷电综合防护体系

谈自动气象站雷电综合防护体系（共4篇）

1.谈自动气象站雷电综合防护体系 篇一

a)开展煤矿自动化控制系统雷电安全防护工作可以为煤矿安全生产工作提供保障。煤矿自动化控制系统涉及到煤矿生产中的方方面面，如排水通风、监控系统等，这些装置在工作过程中都需要借助于自动化控制系统才能发挥功能。而雷电防护体系的建立，可以为设备的完善提供基础条件，并保证矿井安全体系的有效性得到提升；b)煤矿自动化控制系统的雷电安全防护可以保证煤矿工作生产的正常有效开展。一般来说，煤矿生产必须具备较强的连续性，而煤矿自动化系统的建立，也是为了对煤矿生产的连续性进行充分保障；c)煤矿自动化控制系统在雷电安全防护的作用下，自身的风险率将会极大地降低。总的来说，弱电体系本身承载能力有限，当出现雷击现象之后，可能会由于自动化控制系统中传输信号无法承受较大的电压和电流而导致熔断和穿透现象的出现，并造成设备的大范围损坏。雷电安全防护策略的实施，不仅合理地避免了上述问题的出现，还能为整个系统提供保护性支撑，促使自动化控制系统在煤矿开采过程中发挥更大的作用[2]。

2.谈自动气象站雷电综合防护体系 篇二

一、内部防雷

由均压等电位连接、各种过电压保护器 (避雷器) 等组成, 通过对雷电流的截流、屏蔽、均压, 分流、接地等措施达到均衡系统电位, 限制过电压幅值的作用。

1. 良好屏蔽。

屏蔽是防止任何形式电磁干扰的基本手段之一。屏蔽的目的。一是限制某一区域内部的电磁能量向外传播, 二是防止或降低外界电磁辐射能量向被保护的空间传播。

自动气象站的通信电缆线、信号电缆线采用金属护套电缆或敷处设在金属管内, 电缆线金属护套或金属管应在顶部及进入自动气象站机房入口处的外侧就近分别接地, 进入自动气象站的低压电力电缆宜全程埋地引入, 电缆埋地长度不应小于15m。

2. 均压。

等电位均压也称电位均衡连接 (简称等电位连接) 。就是把所有导体相互作良好的导电性连接, 并与接地系统连通。其中非带电导体直接用导线连接, 带电导体通过避雷器连接。其本质是由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线、等电位连接器 (即避雷器、地线隔离器) 和所有导体组成一个电位补偿系统。因此, 自动气象站应采用共用接地系统。站内的电子设备应共用一组接地装置, 按均压、等电位的原理, 将工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网。站内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入。

3. 合理接地

接地是分流和泻放直击雷和雷电电磁干扰能量的最有效的手段之一, 也是电位均衡补偿系统基础。目的是使雷电流通过低阻抗接地系统向大地泄放, 从而保护建筑物、人员和设备的安全。没有良好的接地系统或者接地不良的避雷设施会成为引雷入室的祸患;避雷装置接地不好, 还提供了雷电电磁脉冲对电气和电子设备产生电感性、电容性耦合干扰的机会。

改造地线, 对不符合自动气象站要求的地线进行适当改造。必要时采用低阻、高效、非金属接地模块和高效降阻剂, 以减小地线电阻, 从而为降低反击电位和“共地”提供前提条件。

合理接地, 将自动气象站信息系统的接地和防雷接地实行共地。即由公共接地点提供保护接地、工作接地和防雷接地等所需的基准零电位, 避免出现因各系统分别接地在个各地线间产生毁坏性电位差。

二、外部防护

由接闪器 (避雷针、避雷带) 、引下线、接地体组成, 可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。自动气象站的防雷宜按照第二类防雷建筑物要求设计。利用自动气象站内高为10.3米的风杆, 在风杆顶上安装避雷针, 避雷针安装高度超过风杆顶5米 (见图1) 。用滚球法确定自动气象站接闪器的保护范围为34m。防雷接地装置接地电阻小于4Ω。该避雷针可保护自动气象站内的所有仪器设备, 免受直击雷的侵害。

对于自动气象站内的设备而言, 雷电电磁脉冲能量的耦合主要通过以下三个通道侵入:一是雷电电磁脉冲能量通过各种多发管线通道 (多发管道、多发构件、各种线缆等) 的传导耦合;二是通过地线通道的传导耦合 (地电位反击) ;三是雷电电磁脉冲能量通过空间通道的辐射耦合。由于雷电的侵袭是无孔不入的, 因此自动气象站防雷是综合性的系统工程, 所采取的技术措施也是多方面的。任何单一的防护措施, 其效果都是有限的。这些防护措施和技术可概括为:两个部分 (内部防护、外部防护) 和五项技术 (拦截、屏蔽、均压、分流和接地) 。不同部分和各项技术都有其重要作用, 相互之间紧密联系, 不能将它们割裂开来, 也不存在替代性。

摘要：自动气象站是地面气象观测的重要组成部分, 更是开展精细化预报所不可缺少的气象要素源。自动气象站是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备, 一般由传感器、采集器、通讯接口、系统电源、计算机等部分组成。电子设备对雷电电磁脉冲特别敏感, 因此自动气象站的电子设备和计算机网络等电子系统潜伏着严重的不安全性, 从技术角度讲, 雷电防护不仅要考虑到自动站的防直击雷, 还要考虑到雷电电磁脉冲的防护。

3.自动气象站的雷电及过电压防护 篇三

[摘要]自动气象站为我国的经济生产带来了极大的益处，因为其可以有效地对自然界的气象变化进行准确的监测与预测，将自然界对人类生产的危害程度降至最低点。由于自动气象站易于受到自然界的雷电破坏，雷电所产生的过电压对自动气象站的危害不容忽视，因此，本文针对自动气象站的雷电进行了分析，并探讨了雷电过电压防护的措施。

[关键词]自动气象站；雷电；危害；过电压防护；措施

[中图分类号]P415.1+2 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0040-01

一、引言

自然界的雷电对于自动气象站的影响与危害，在我们的生产实践中不容忽视，其后果很有可能会给社会和人们的生命财产带来严重的损失。因此，有必要在自动气象站的工作中注重对雷电及其过电压的防护工作，尽可能的减少雷电过电压对气象站的设备造成损失。为了做好防护措施，就要首先对气象站的系统设备有一个清楚的了解。由于自动气象站的系统一般都是采用高科技的微电子产品，对于外界的低压能够承受，但是对于强烈的电磁干扰，尤其是电磁脉冲的冲击，其抗性就会大大降低。再加上自然界的雷电所产生的过电压可以借助多种途径侵入自动气象站的设备。情况较为轻的就是干扰设备的正常功能，时系统无法进行准确的气象观测与预测，如果情况较为严重，就会有可能造成整个气象站系统的瘫痪，最终导致设备的报废，带来严重的经济损失。因此，雷电过电压的危害，气象站的工作人员应给予高度的重视，在工作中注重各种经验的积累，采取有效的措施对雷电过电压进行防护工作，最大限度的降低其带来的危害。

二、自动气象站的雷电干扰和入侵途径

（一）自动气象站的雷电干扰

就目前而言，我国的自动气象站监测系统基本上采用的都是大量的高科技产品，也就是电子元器件，由这些电子元器件有机组合在一起，从而形成了微电子的系统设备。由于气象站系统的电子设备对于外界强烈的电磁干扰非常敏感，因此，在人们的生产和生活实践中也会产生一定强度的电磁干扰，但是这种人为的电磁干扰能够很好地被控制，所造成的危害也是较小的。然而来自大自然的电磁干扰就比较严重。比如自然界的电磁干扰主要有雷电发生时产生的放电和过电压，宇宙中的强烈射线，还有其他的气象活动等，这些都会严重影响到气象站的正常工作。其中雷电的放电和过电压造成的危害最大。雷电产生的危害主要有两种形式，有直击雷、感应雷。其中直击雷能击中自动站的可能性较小，在工作中采用一般的避雷网或者避雷针都可以对自动站进行有效地保护，但是感应雷所产生的危害就比较大，针对此情况，应该采用综合性的措施进行防护工作。

（二）自动气象站的雷电入侵途径

自动气象站的雷电入侵途径有多种形式，主要是通过辐射耦合和传导耦合两种形式进行的，通过这两种形式将雷电过电压输送到自动气象站，导致气象站的系统设备受到严重损害。从子动气象站的组成系统来看，雷电入侵的主要途径会有电源线的入侵、各种连接部件之间的通道和网络的通信电路等，其中以电源线的入侵最为利害，掌握几种雷电过电压的入侵途径，才能有效的采取措施进行防护。在电源线入侵途径中，由于自动气象站的电源是由低压线进行传输电力，进而引到电源室内，这就会有可能导致输送电力的路线受到雷电的损害，雷电的过点烟就会沿着电力路线周围的配电线路进行传播，最终侵入电源，使其功能失效，受到危害。直击雷和感应雷都会在低压的线路上产生过电压，都会对电源设备造成危害。在通信线的入侵途径中，对于直击雷来说，只有当对其的防护措施不力时，才会导致灾害发生。比如，路面的高层建筑物或者突起的物体就会受到是直击雷的危害，直击雷所产生的过电压就会有可能击穿地面上的土壤，后果也是较为严重，不仅会使室外的气象站中的设备系统，轻则失去正常的功能，重则就会全体瘫痪，过电压还会击穿各个连接处的保护电缆线的绝缘层，这样的情况下，直击雷所产生的过电压就会顺着通信线入侵气象站的系统。如果通信线遭到的是感应电所产生的过电压，其后果将会更严重，因为感应电过电压可以在极短的时间内产生强大的电压，造成极大的危害。

三、自动气象站的雷电所产生的过电压的防护措施

了解了自动气象站的电磁干扰源及其所产生的危害，还有雷电过电压入侵系统的主要途径，就要根据现有的技术水平，采取相应的有效措施进行强有力的预防。一下就介绍几种有效的也较为常用的防护措施。

（一）接地的防护措施

接地的防护措施在雷电过电压的防护工作中较为常见，也有很不错的效果。接地防护是防雷击的重要基础，接地的种类和运行的形式也有多种，种类主要有交流电源的接地、防雷接地以及直流电源接地等，其运行的形式主要有两种，分别是共地运行和分地运行，对于自动气象站而言，经过分析后，建立联合的共地运行方式较为有效。一股情况下，为了防止频率较低而且杂散的电流危害，就要把气象站的设备多处进行接地，比如电源接地，感应器和采集器也要接地，还有保护接地等，需要注意的是，为了有效地将这些接地的系统和防雷系统分开，这些接地都要采用整体统一的单点接地才可以。对于地面上的建筑物来说，可以通过建筑物底层的接地系统中的壁垒装备有效地将建筑物之间的接地系统自动连通，有效保护自动气象站的安全。

（二）屏蔽的防护措施

屏蔽的防护措施在生产实践中也很有效。采用屏蔽防护就是将外界中所有的电磁干扰拒之于门外，阻碍其侵入自动气象站的内部系统。一般情况下，就是采用能导电的一些物体，比如金属网、管子以及金属箔等导体，利用它们有效将自动气象站系统内需要保护的设备完全包起来，不与外界环境接触，可有有效地实行保护。如果进行传输的电缆是暴漏在外面的，就要采用全面屏蔽的措施进行保护，可以使用全屏蔽线对其进行直接有效的保护，在接地上也要注意采用对点同时进行接地。对于自动气象站周围雷电活动较多的地方，可以采用在电缆的上方大约有30厘米之处，建立与电缆相互平行一致的金属导体，必须要接地。对于与电源相连的低压电源线，要安置在地面以下，再加上屏蔽层，切记暴漏在空中。另外在有些的网线上也要装上信号避雷针，这样才会有效阻断雷电过电压的危害，进而保护自动气象站的系统。

（三）分流的防护措施

分流是近年来兴起来的，主要的防护原理就是在电源线以及有关的通信线路等雷电入侵通道和接地线之间并上一个避雷装置，例如避雷器，这样就可以有效地降低雷电过电压对自动气象站的破坏。

四、结束语

综上所述，做好雷电过电压的防护工作，就能保证自动气象站有效长久的为人类社会服务。

参考文献

[1]虞昊，现代防雷技术基础[M]，北京；气象出版社，2002

4.铁路信号设备的雷电综合防护体系 篇四

关键词：铁路信号设备,雷电综合防护体系,安全发展

风雨雷电是大自然的正常天气表现, 不仅人们的出行以及生活会因此而受到影响, 而且一些电器、机械设备同样也会受到影响, 尤其是受到雷电的影响。就拿铁路运输业而言, 其受到雷电的影响是非常大的, 不仅影响铁路的正常运行, 而且还会影响铁路运输信号设备的正常运行, 那么在具体的实际生活之中铁路信号设备会因为雷电气候而产生怎样的影响呢?下面就让我们简要的来讨论了解一下吧。

1关于铁路信号设备受到的雷电影响

自然天气是变化莫测的, 风雨雷电虽然是最为常见的, 但是它的影响力以及破坏力也是比较大的, 无论是在人们的日常出行上, 还是在交通运输上都会产生一定影响的。对于铁路运输来说, 雷电天气将会直接干扰到铁路的正常运行, 尤其是铁路信号的正常运行。我们都了解铁路信号的运行主要是依靠电流, 而雷电的脉冲将直接破坏电流的正常运行, 如果电流不稳定或者是跟不上信号灯所需要的电流时都会对其正常运行造成一定的伤害。

铁路信号灯就和公路上的红绿灯一样, 有调节铁路运行的效果, 由于铁路运输线较长, 一旦沿途因为一些不可抗力因素而造成延误时都会对其他铁路造成一定的影响, 如果在这个时候没有铁路信号灯的指引的话, 很有可能会早晨悲剧的发生, 我们都了解如果铁路发生事故的话, 其伤害是公路交通伤害的上百倍, 其影响也是非常大的, 它不仅仅会对人们的生命财产安全造成一定的伤害, 而且对于铁路事业的正常发展也是有一定的影响的, 尤其是在人们选择出行交通工具时。因此, 雷电由于强大的脉冲力很有可能使得信号灯瘫痪, 从而造成悲剧的发生。因此我们在进行铁路运输设计的时候应该注意雷电防护体系的建立与设计。下面就让我们简要的来了解一下吧。

2关于铁路信号设备的雷电综合防护设计

在之前的讨论之中, 我们简要的了解到了雷电天气对于铁路的信号设备的影响是非常大的, 尤其是在信号灯的作用之上, 所以我们不需采取一定的措施, 来避免类似事件的发生。那么, 我们应该如何去做才能减少雷电对于铁路信号设备的影响呢?我们主要从以下几个方面入手, 即:

2.1机房建筑物直击雷防护和屏蔽信号

机械室可以说是控制铁路运输的一个指挥台, 它关系到整个铁路的正常运行与安全, 所以机械室的建筑安全是非常重要的, 尤其是在雷电的防护措施上, 所以, 为了保证机械室以及这个铁路系统的正常运行, 应该在铁路机械室建筑周围安装防雷措施, 以保障铁路指挥系统的正常运行。

2.2室外信号设备直击雷防护和屏蔽

包含信号设备的箱、盒、柜等壳体应具有良好的电气贯通和电磁屏蔽性能, 壳体内设专用接地端子 (板) 。室外信号设备的金属箱、盒壳体必须接地, 屏蔽电缆的金属屏蔽层应接地。

2.3接地系统

信号设备应设安全地线、屏蔽地线和防雷地线, 上述地线均由共用接地系统的地网引出;室内信号设备的接地装置应构成网状 (地网) ;接地导线上严禁设置开关、熔断器或断路器。地网由各接地体、 建筑物四周的环形接地装置相互连接构成。环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成, 应环绕建筑物外墙闭合成环, 受条件限制时可敷设成“U形”或“L形”, 机械室不是独立建筑、两侧有其他建筑时, 在信号楼前后设“一字形”接地装置, 但应尽可能沿建筑物周围设置, 以便与地网连接的各种引线就近连接。垂直接地体可采用石墨电极、 铜包钢、铜材、热镀锌钢材 (钢管、圆钢、角钢、扁钢) 或其它新型接地材料, 电力牵引区段宜采用石墨接地体。贯通地线在信号机房建筑物一侧每隔2- 3m用50mm2 裸铜线与环形接地装置连接, 两端各连接两次, 设置贯通地线的区段, 站内的各种室外信号设备的各种地线均应就近与贯通地线连接。

2.4接地汇集线及等电位连接

2.4.1控制台室、继电器室、防雷分线室 (或分线盘) 、机房和电源室 (电源引入处) 应设置接地汇集线。接地汇集线宜采用大于30mm× 3mm紫铜排, 可相互连接成条形、环形或网格形, 环形设置时不得构成闭合回路。

2.4.2电源室 (电源引入处) 防雷箱处、防雷分线室 (或分线盘) 处的接地汇集线应单独设置, 并分别与环形接地装置单点冗余连接。

2.4.3室内走线架、组合架、电源屏、控制台、机架、机柜等所有室内设备必须与墙体绝缘, 其安全地线、防雷地线、工作地线等必须以最短距离分别就近与接地汇集线连接。同一排不同的金属机架、柜之间用铜导线栓接后再就近与接地汇集线连接。

2.4.4走线架不得布置成环型, 已构成闭合回路的可加装绝缘。在不构成闭合回路的前提下, 必须保持走线架在电气上的连续性, 接地汇集线栓接, 连接螺栓采用 Φ8mm铜质, 并不得少于3枚, 组合架侧螺栓不少于2枚。

2.4.5机房面积较大时, 可以设置与地网单点冗余连接的总接地汇集线。控制台室、继电器室、计算机房的接地汇集线可分别与总接地汇接线单点连接, 也可相互连接后与总接地汇接线单点连接。

2.4.6机房分布在几个楼层时, 各楼层可设置总接地汇集线, 总接地汇集线间应采用50—95mm2 的有绝缘外护套的多股铜导线加线鼻栓接。

3铁路信号设备的雷电综合防护体系建立的意义

在之前的讨论之中我们了解到了雷电天气对于铁路信号设备的影响以及我们应该如何去设计实施, 才能减少雷电天气对于铁路信号设备的影响。如果可以做到以上几点的话不仅可以保障乘客的出行安全, 为消费者带来出行便利的同时也提供了安全保障, 而且对于我国交通运输网的完善以及铁路事业的健康发展都有着积极的作用。

4结论

综上所述, 我们以“铁路信号设备的雷电综合防护体系”为课题, 对雷电天气对铁路设备的影响、怎样采取防护措施减少雷电天气对于铁路信号设备的影响等几个方面的内容, 相信大家对于铁路信号设备以及信号设备的防护措施都有了一定的了解, 我相信如果在以后的铁路建设以及在原有的铁路设备之上进行维修以及重建的话, 我国铁路事业的发展一定会有所提高的, 与此同时人们对于铁路运输的满意度也会有所上升的。在以后的发展之中, 随着交通运输线以及铁路信号设备的不断完善, 铁路事业的发展将呈现出多元化的高速发展阶段, 我国的经济水平也会有所提高的。

参考文献

[1]王云涛.铁路信号设备的可靠性探讨[J].信息通信, 2015 (9) .

[2]张建民.三防漆在铁路信号设备中的应用[J].信息通信, 2013 (3) .