李 超

(93313部隊，長春 130111)

移動氣象臺的防雷技術及安防對策探究

李 超

(93313部隊，長春 130111)

對于移動氣象臺的日常使用，必須在預防氣象災害和突發(fā)天氣氣象事件中進行應急處理，在最短時間內(nèi)快速提供天氣氣象資訊。移動氣象臺往往會在重大氣象災害天氣發(fā)生之前或正在發(fā)生時，安放在高大的建筑物附近或在空曠的場地，很容易成為雷電擊中的目標。因此，對移動氣象臺防雷技術及安防做出應對方案十分重要。

移動氣象臺；防雷技術；對策研究

1 移動式氣象臺的部件結構設計

設備包括全自動化氣象站、移動式風廓線儀、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、移動式視頻檢測系統(tǒng)、氣象觀測會商集成系統(tǒng)、獨立式的供電系統(tǒng)、車載型雷達系統(tǒng)等，這些配件分別安裝在移動氣象臺通信指揮車和獨立雷達車上，可獨立完成氣象數(shù)據(jù)的信息采集、智能化分析以及傳輸天氣預報的發(fā)布等天氣觀測預報的全部環(huán)節(jié)。

移動式氣象臺大多數(shù)使用的都是在發(fā)生重大災害性氣候時，它是雷電擊中的主要目標之一，如果防雷安全系數(shù)不規(guī)范，不符合國家防雷安全標準，移動氣象臺在使用過程中極易發(fā)生安全事故。

2 移動式氣象臺遭受雷電擊中的災害種類

2.1 雷電直接擊中

直接擊中式的雷電是指雷電直接擊中到物體上，雷電的大部分能被所擊中的物體導走，移動氣象臺的天線以及附屬信號傳輸線路都有可能遭到直擊雷的破壞。當遭到雷擊時，電線及相關信號傳輸線非常容易產(chǎn)生放電打火現(xiàn)象，引起火災的發(fā)生；還能夠通過電力線傳輸進入車廂機房內(nèi)，造成所有的零部件遭到超大電能的毀壞，導致設備停用、信號傳輸中斷。

2.2 雷電中產(chǎn)生的電磁感應

當移動氣象臺處于雷電發(fā)生的附近區(qū)域，車載機房內(nèi)的所有設備都會受到電磁場的干擾，當電路處于未形成閉合電路回路時，其電路處于敞開式的環(huán)形，會產(chǎn)生較大的感應電流，可使氣象檢查設備及系統(tǒng)癱瘓。

2.3 電力線、傳輸線會引入過電壓

當移動氣象臺處于雷電發(fā)生區(qū)域內(nèi)，附近的區(qū)域會產(chǎn)生瞬間變化的電磁場，在車體周圍形成過電壓，通過電力線或傳輸線、信號線將其過電壓導入機房內(nèi)，使機房內(nèi)的機器產(chǎn)生靜電感應，靜電感應的電壓通過傳輸線引入到機房內(nèi)，造成設備損壞。

2.4 移動氣象臺的外部接收天線引入過電壓

移動氣象臺的外部天線與車體的外部支撐鐵甲緊密相連，車體與外部天線形成了一個電容組織，當移動氣象臺處于雷電區(qū)域內(nèi)，雷電會沿著外部天線和車體將過電壓導入車內(nèi)。外部天線必須接地，且接地點不少于2個點才能減少危險的發(fā)生。

3 移動式氣象臺防雷技術的研究對策

3.1 移動式氣象臺的外部防護措施

3.1.1 在移動式氣象臺車頂安裝避雷針

在設計安裝時，要測量好移動通信車輛的外形及尺寸，精準確定避雷針的安放位置，必須采用具有提前放電作用或能夠防止雷電側(cè)擊的避雷針。為了方便車輛的運輸，保證避雷針方便折疊或拆卸。見圖1。

圖1 移動氣象臺雷電防護區(qū) ( LPZ)分布圖Fig.1 Mobile weather station lightning protection area (LPZ) distribution map

3.1.2 安裝引下線

移動氣象臺安裝避雷針的引下線不能少于2根，要采用多股銅芯電纜線。引下線的安裝要與避雷針的底端相連，保證與車體有高強度的絕緣效果。在使用過程中，引下線必須沿著車體外側(cè)對稱安裝，保證車體的高度絕緣。

3.2 移動氣象臺的內(nèi)部構建防護

3.2.1 移動氣象臺車載配件的電源防護

移動氣象臺車載發(fā)電機的電流輸出在進入整流設備前，加裝完交流電源防雷器之后的通流量應大于或等于100KA，交流電源防雷器的遞減會與車內(nèi)的接地系統(tǒng)相連。加裝交流電源防雷器的目的是為了防止由外部引入的雷電擊中車輛，產(chǎn)生過電壓造成車載內(nèi)部設備損壞；加裝直流電源防雷器是為了防止地位電的反擊，反擊所產(chǎn)生的過電壓也會造成直流電源設備的損壞，會阻礙對感應雷電擊中所產(chǎn)生的過電壓。

3.2.2 車載設備的保護以及環(huán)形線路接地

移動氣象臺車體可以在車內(nèi)的箱體中安裝靜電地板，在下面安裝接地匯流排，呈環(huán)形布置，將整個車體金屬部分接地端、設備的金屬外殼、直流電源的接地線、避雷針的接地線、靜電底線等就近與環(huán)形的地匯流排相連；環(huán)形的地匯流排線路要在車體的外部四周安裝，整個接地體距離車子的水平位置要大于5 m，并且要遠離防雷接地線。當移動氣象臺接近高大建筑物時，就能夠利用建筑物的地網(wǎng)作為移動氣象臺車輛的保護接地線，將過電壓通過建筑物的地網(wǎng)導入地下。

4 移動氣象臺雷達車的防雷技術對策

4.1 雷達車的雷達防護作用

在移動氣象臺雷達車天線基座的車頂平臺上，要安裝避雷針的接閃裝置。避雷針的安裝要與外接的地線連接，當雷達天線的基座平臺較低時，可在地面上單獨設置獨立的避雷針或架空式避雷線的閃接。

避雷針的金屬支撐桿應該和平臺上所有的金屬配件相連接，才能減少避雷針或架空式避雷線金屬支撐桿對雷達的影響。見圖2。

4.2 雷達車電纜線與導波管的防護措施

雷達車天線接到車廂機房所有的電纜線金屬屏蔽槽內(nèi)，金屬屏蔽槽和導波管在穿過車廂箱體時，必須與車廂的箱體等電位電氣連接，同時，保證金屬屏蔽槽的首位電氣貫通。

4.3 雷達車車體機房的防護措施

為有效預防雷達車在工作過程中遭到雷電電磁波脈沖的干擾，車體內(nèi)外的電纜線都要鋪設在金屬屏蔽槽內(nèi)，與等電位相連接后才能夠進入機房內(nèi)部，雷達車箱的機房中和控制室必須使用金屬門板，金屬門板上還要加設國家標準的金屬網(wǎng)。金屬門與金屬網(wǎng)能夠有效的與車廂的外壁形成可靠的電氣連接。見圖3。

圖3 在 LPZ1 或 LPZ2 放置雷達設備的空間Fig.3 To set the radar equipment in LPZ1 or LPZ2

4.4 雷達車通信信號傳輸系統(tǒng)的防護措施

移動氣象臺雷達車的雷達數(shù)據(jù)傳輸采用的是有線傳輸?shù)墓步M方式，電纜線必須采用屏蔽電纜或埋置金屬屏蔽槽內(nèi)引入地下。雷達數(shù)據(jù)在傳輸過程中要采用無線傳輸?shù)姆绞剑诶走_天線發(fā)射端和設備接受端上，雷達數(shù)據(jù)的傳輸要通過SPD部件完成，含有金屬的光纜傳輸時，應該在光纜的終端將金屬的零部件直接或通過SPD開關接到等電位連接，并進行接地處理。

[1] 李宇春，李濤，薛光昕.移動通訊基站防雷接地技術分析.[J].建筑工程與設計，2015，(08)：67-69.

[2] 向成.淺談移動通信基站防雷技術研究.[J].通訊世界，2017，(05)：48-49.

[3] 張海林，薛祿宇.分析移動氣象臺防雷技術及對策.[J].河南科技，2013，(01)：84-85.

Researchonlightningprotectiontechnologyandsecuritycountermeasureofmobilemeteorologicalstation

LI Chao

(93313 Army, Changchun 130111, China)

For the daily use of mobile weather stations, it is necessary to carry out emergency treatment in the prevention of meteorological disasters and sudden weather events, and to provide weather information in the shortest time. Moving meteorological stations tend to be placed in front of tall buildings or in open spaces before or during the occurrence of major meteorological disasters, and are likely to be targets of lightning strikes. Therefore, it is very important to make a response to the technology and security of the mobile station.

Mobile weather station; Lightning protection technology; Countermeasure research

TM862

B

1674-8646(2017)18-0056-02

2017-07-15

李超(1978-)，女，本科，工程師。