室外气象电子设备防雷保护

来源：职称阁分类：电子论文时间：2020-06-20 11:09热度：

　　雷电是一种破坏力特别强的自然灾害，特别是对电子设备的危害更强。若电子设备防雷保护不到位，一旦遭受雷击，将会导致电子设备出现无法修复的损坏。目前各气象区域站都位于野外，且气象电子设备都是精密的电子仪器，文章分析了室外气象电子设备的防雷保护要点。

室外气象电子设备防雷保护

　　关键词：雷电;室外气象设备;防雷保护

　　1视频监控系统防雷保护要点

　　(1)要依据建筑物防雷要求来对视频监控室外部防雷装置进行科学设计，要求设计与相关国家标准和行业标准的要求保持一致。例如，应在屋顶周围装布设避雷带，并利用引下线将其连接到接地装置上。(2)所选设备应与电子设备的防雷要求相符。当前市场上已经有具备防雷功能的监控设备，可以科学选用。此外，还可以单独装设避雷器。(3)视频监控系统需要采取雷电防御措施。需要安装电源防雷装置，最好安装信号防雷或隔离装置。(4)监视系统室外的摄像机以及其他设备均需要采取单独的接闪杆加以防护。一般要先采用滚球法计算，从而获取接闪器的雷电防护范围以及防雷区域。之后要求把设备布设于防雷装置的有效防护区限内。现阶段，有用于监视摄像机的长度约0.3～1.0m，直径约12.0～14.0mm的专门的接闪杆。当需要对感应雷进行防御的时候，应尽量避免使用避雷器，而应使用雷电保护电路。(5)视频监控系统需要采取等电位连接措施，通常涉及到室内金属构件等电位连接以及室外金属构件的等电位连接。众所周知，不管是直击雷雷电保护还是雷电感应保护，雷电均会通过接地装置把雷电流向地面泄放，因此监控设备有必要安全可靠地接地。监控机房应使用公共接地装置，其接地电阻要求不大于4Ω。公共接地装置还需要满足系统电气安全以及抗干扰的实际要求，同时不要和电网零线短路亦或者混合。(6)室外通讯线以及信号线有必要通过金属管进行屏蔽，并且必须进行等电位连接。信号线还可以使用光缆信号加以传输，两端的转换器会屏蔽以及布设信号SPD。信号线、电源线不可以在同一金属线槽中平行放置，并且其间距要求大于或者等于30.0cm。由电缆本身形成的感应环路的面积应最小化。(7)室外立杆的接地要求：现场土壤条件良好，一般可以通过立杆直接进行接地，可以把避雷器和摄像机的地线焊接于立杆上，但是需要尽可能远离闪光灯杆;当现场土壤状况不好时，应使用导电设备，并且可以使用40×3扁钢沿着立杆拉下，摄像机与避雷器的地线和扁钢保持连接状态，通过镀锌钢打到地下大约3m，并且同扁钢进行焊接。(8)必须要符合系统的防雷保护要求，系统要求单点接地。例如，摄像机装置和金属立杆绝缘，钢结构未绝缘，并采取了许多接地避雷器，这些措施均会导致多个接地点，并且会对系统安全性带来一些风险。

　　2区域自动站的防雷保护要点

　　目前，我国大部分区域自动气象站位于野外高地、屋顶等偏辟区域。许多因为环境以及安装时间紧迫等因素而导致防雷工作不到位。所以，在区域自动站防雷保护方面应注意下述要点：(1)区域自动站防雷保护工作应依据《QX4-2000气象台(站)防雷技术规范》和《QX30-2004自动气象站场室防雷技术规范》等相关标准要求进行落实。全面考虑自动站建设、防雷、通信等相关因素，并从最经济的方面来科学选址。当使用自动站作为基础时，应预先设置接地处。(2)为了减少被雷击的几率，应避免在山顶和其他突出部分安装带有风传感器的自动气象站。(3)气象观测站需要做等电位连接。裸露的导电部分依据设备外部的导电部分都要开展等电位连接，它的过渡电阻要求不能超过0.24Ω，等电位接地端子和接地设备的电阻应不超过4Ω。(4)区域自动站的主控柜要求装设弱电防雷系统，应当在气象观测站的顶部安装接闪装置(一般避雷针的方向应该和风杆保持平行状态，且处在风杆的正东侧)。与基本的防雷接地装置保持可靠连接，要求防雷接地电阻不应超过10Ω。(5)应防止自动站内的信号线架空布设。结合增强防雷性能方面考虑，最好全部的穿线管均使用金属管，尤其是在容易发生雷击的区域或重要的自动站，金属管需要有效连接至接地体。(6)区域自动站的电源主要是低压传输线完成的。若电源线被雷电击中，雷电流会沿着传输线以脉冲波的方式进入设备，从而损坏设备。所以，最好将电源线在连接到自动线前铺设在地下，入地长度要求最少为15m，且要求最少为15m。

　　3卫星接收系统室外设备的防雷保护要点

　　气象局的卫星接收系统涵盖北斗卫星接收系统以及CMACASE卫星接收系统等，这些气象卫星系统在气象数据的接收和紧急通信中发挥着十分重要的作用，通常在相对空旷、无障碍的屋顶或者其他高处，大多数都直接连接到计算机房中的设备，因此应尤其要注重保护卫星天线以及机房设备免受雷电危害。卫星接收系统室外设备的防雷保护要点：(1)为避免卫星天线被雷击，需要与天线相距超过3m的地方布设单独的接闪杆，使受保护的天线处在直击保护范围内。(2)卫星天线连接到防雷装置(立柱与防雷网均能够用圆钢进行有效焊接)，确保天线和地面均处在等电位情况。(3)应在设备与馈线之间以及电源输入线处布设避雷装置。在信号传输距离很长的时候，例如大于20m，必须要思考由信号浪涌引起的信号衰减是否会对信息的正常接收造成影响。在具体操作过程中，可以只对卫星接收器做电源雷电防护。(4)天线的金属部分需要保持良好接地。卫星天线金属部分的接地应通过大于或者等于16m2的接地线与接地网单独相接，保护天线的接闪杆能够和办公建筑物的接地体共用接地，防雷接地电阻要求不超过4Ω。(5)卫星接收系统的室内设备必须屏蔽并接地。此外，对设备全部进行防静电接地、安全保护接地以及SPD接地端子均要求等电位接地。接地线应按照最短路径布线。(6)室内接收系统和天线高频之间的信号线需要使用金属软管沿墙壁进行屏蔽操作，尤其注意要求金属软管的底部必须有效接地。

　　4小结

　　总之，室外气象电子设备受其环境以及自身特性的影响，极易遭受雷击。本文主要对视频监控系统、区域自动气象站、卫星接收系统等这些室外气象电子设备的防雷保护要求进行探讨，总结了防雷保护要点，为今后更好的对气象设备采取防雷措施提供参考。

　　参考文献

　　[1]周立清,王贞林.气象电子设备的防雷保护方式[J].电子技术与软件工程,2018(8):96.

　　[2]刘柳成.视频监控系统防雷研究[J].技术与市场,2014,21(8):44-45.

　　[3]王新清,李广智,孙喜明,等.区域自动气象站雷电防护探析[J].内蒙古科技与经济,2013(7):48-50.

　　[4]李霖,谢丹,江彩英.室外气象电子设备防雷保护要点[J].绿色科技,2015(08):281-283.

　　作者：李新豫黄晓华

文章名称：室外气象电子设备防雷保护

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