自动式气象站防雷系统如何做？

自动式气象站防雷系统设计需兼顾外部防雷（直击雷）和内部防雷（感应雷、雷电波侵入），以下是具体措施：

外部防雷设计

1. 接闪器设置：

• 利用自动气象站的风杆，在风杆顶端安装避雷针，确保避雷针安装高度可保护自动气象站内的所有仪器设备。例如，风向杆高度一般为10m到12m，以10m避雷针为例，按照滚球法，其在2.2m高度和2.8m高度的保护半径分别为17.068m和15.051m，一般情况均能处于避雷针的保护范围内。

• 当采用风杆作为避雷针的支撑件，尚有部分设备不在保护范围内时，应在该设备附近安装避雷针，使其处于保护范围内。

• 避雷针应选用直径不小于16mm的圆钢，长度不小于1500mm，并通过绝缘杆固定于风杆上，水平绝缘距离不应小于500mm。

2. 引下线设计：

• 避雷针引下线应沿风杆上端拉线入地，该拉线应通过绝缘等级为35kV（1.2/50μs）的拉线绝缘子与风杆绝缘。

• 引下线宜采用屏蔽电缆，芯线截面积不应小于50mm²，入地点附近应设置垂直接地体，并与观测场地网作可靠电气连接。

3. 接地装置：

• 接地体应与共用接地装置电气连接，观测场风杆宜采用金属管作支撑件。

• 自动气象站观测场应采用人工垂直接地体与水平接地体结合的方式埋设人工接地体，人工水平接地体的埋设深度不应小于500mm；人工垂直接地体应沿水平接地体均匀埋设，其长度宜为2500mm，垂直接地体的间距宜大于其长度的两倍。

• 接地体规格要求如下：圆钢直径不应小于10mm；扁钢截面不应小于100mm²，其厚度不应小于4mm；角钢厚度不应小于4mm；钢管壁厚不应小于3.5mm。

• 自动气象站观测场所有设备宜共用同一接地系统，其接地电阻不宜大于4Ω。在土壤电阻率大于1000Ω·m的地区，可适当放宽其接地电阻值要求，但此时接地系统环形接地网等效半径不应小于5000mm。

内部防雷设计

1. 等电位连接：

• 新型自动气象站场室内的所有机柜、电气和电子设备的外壳和机架、计算机直流地（逻辑地）、防静电接地、金属屏蔽线的线外屏蔽层、交流地（PE线）和对供电系统的相线、中性线进行电涌保护的SPD接地端等均应进行等电位连接，并采用直接连接导体连接的方式。连接导线应采用截面积不小于4mm²、长度不大于0.5m的截面积4mm×40mm的热镀锌扁钢。

• 计算机房的等电位连接应采取“S”型星型结构连接，等电位连接应排在计算机房配电箱内。

2. 屏蔽措施：

• 电源线在入户前必须穿镀锌钢管埋地至少15m，入户后电缆外皮及钢管应与等电位带可靠连接。

• 风向、风速数据传输线应采用带屏蔽层的线缆经金属风杆内敷设，传输线的外屏蔽层首尾两端与风杆应电气连接；当数据传输线无法敷设在金属风杆内或采用金属塔作为支撑物时，应将数据传输线穿金属管垂直敷设，传输线的外屏蔽层和金属管均应在首尾两端与风杆或金属塔作电气连接，金属管首尾应电气贯通。

• 观测场内金属围栏、百叶箱支架、雨量器、遥测雨量计、虹吸雨量计、小型蒸发皿、校对蒸发雨量器、自动气象站信号转接盒等金属外壳应就近与观测场地网电气连接。

• 观测场观测设备数据传输线应选用带屏蔽层的电缆，并宜穿金属管埋地敷设，金属管和数据传输线的外屏蔽层在进入电缆沟处、外转接盒处应就近接地。若该金属管长度超过一定值（与土壤电阻率有关）时应增加其接地点。

• 由观测场至工作室的数据传输线外屏蔽层及金属管在观测场地网边缘处应就近接入观测场地网，金属管首尾应电气贯通，若该金属管长度超过一定值时应增加其接地点。

• 当数据传输线无法埋地时，宜穿金属管或金属桥架屏蔽敷设，金属管应电气贯通并在首尾接入地网，当金属管长度超过20m时应在适当的位置增加其接地点。

3. 电涌保护器：

• 自动气象站低压配电应采用TN-C-S系统，供电系统按照业务用设备、辅助设备、照明三个独立的部分负荷要求并留有余量。所有工作设备必须从进户配电盘单独使用一相专线供电，不得与其它用电器混用；进值班室前功率负荷>2.0kVA（含原有设备），对交流电的要求为50Hz。供电线路宜采用具有金属护套或绝缘护套电缆穿金属管埋地引入，埋地长度不应小于一定值（与土壤电阻率有关），且最短不应小于15m，并就近可靠接地。

• 自动气象站观测场室的供电系统由蓄电池、充电电源、空气开关、防雷模块组成，当遇到超出范围的电压或者电流时，空气开关会自动关闭。另外，防雷板主要对采集器进行保护，但由于防雷板在设计上的一些缺陷，且并未考虑电源系统的分级防护，其防雷效果并不如人意，故应对其电源和信号系统加强过电压防护。

• 电源系统一般采用TN-S或TN-C-S系统供电方式，并进行多级防雷保护。第一级在电源的总进线处安装一个40kA以上的电源SPD；第二级在机房配电进线至UPS之间安装一个20kA的电源SPD；第三级在采集器前端安装一个10kA的电源SPD，在每台计算机电源与UPS之间安装插座式避雷器。

• 信号线路首端与观测场地网连接，整个线路应穿金属线槽屏蔽后沿线缆地沟敷设，在信号线路进入值班室接口处还应安装电涌保护器，进入值班室的线路尾端要与室内工作地网作可靠连接。