С реализацией проекта по созданию интегрированной системы атмосферных наблюдений автоматические метеорологические станции, являющиеся важным компонентом наземных атмосферных исследований, стали источником метеорологической информации для служб точного прогнозирования и принятия метеорологических решений *. Географическая среда, в которой построена подвижная метеорологическая станция, в основном пуста, а установки противоминной защиты и их собственные установки противоминной защиты очень хрупки. В случае прямого удара или воздействия индукционной мины это неизбежно приведет к определенному ущербу или потере. Эта статья предназначена для анализа причин удара молнии автоматическим оборудованием наблюдения метеорологической станции и соответствующих методов защиты с точки зрения молниезащиты.

Введение:

Молниеносные катастрофы являются неизбежными стихийными бедствиями, и молниеносная активность происходит каждый момент на планете, где живет человечество. Поэтому очень важно овладеть законами их возникновения, развития и принять необходимые меры предосторожности. Молния представляет большую угрозу для информационно - коммуникационных систем, и ее действие на систему связи и ее повреждение обычно имеют две формы: во - первых, индукционная мина вызывает повреждение оборудования, а во - вторых, металлический провод или соединитель непосредственно влияет на оборудование, чтобы вызвать его повреждение. Статистика показывает, что 30% повреждений оборудования связи вызваны молнией. Поэтому установка профессиональных и комплексных молниезащитных сооружений для автоматических станций стала очень важной задачей.

I. Характеристика минных бедствий на автоматических метеорологических станциях

1. Сила перенапряжения молнии

Согласно статистике, молниеносное перенапряжение на линиях электропередачи низкого напряжения ниже 6 кВ, ток от 3 кА до 10 кА. Перенапряжение индукционной молнии на линии связи составляет около 5 кВ, а ток - несколько сотен ампер. Исследование США 1971 года [AD722675] указывает на то, что компьютеры имеют неправильное действие, когда сила магнитной индукции достигает 7×10 - 8 Т при вспышке молнии, и постоянное повреждение при достижении 2,4×10 - 6 Т. Эти две цифры эквивалентны 860 м и 83 м, вызванным прохождением молниеносного тока в 100 кА от Земли.

Электромагнитные эффекты, возникающие при ударе молнии по земле, угрожают системе лампового оборудования радиусом от 400 м до 800 м; Для транзисторного оборудования 800 м - 1. 200 м; для микроэлектронных устройств 2? Свыше 1000 метров. Если электроны автоматических метеорологических станций находятся на расстоянии от 10 м до 100 м от точки удара молнии, магнитная чувствительность, вызванная линией питания молнии, составляет 0,6 - 2 × 10 - 5 Т; магнитная чувствительность, создаваемая линией связи молнии, составляет от 107 до 106 Т порядка. Первый достаточно, чтобы вызвать ошибку или повреждение микроэлектронного оборудования, а второй также может привести к неправильному действию оборудования, что указывает на плохую способность автоматической метеорологической станции противостоять молниеносным электромагнитным импульсам, поэтому необходимо принять меры молниезащиты для автоматической метеорологической станции.

2 Анализ путей проникновения молнии

Прямой удар молнией. Прямой удар молнией наносится непосредственно на оборудование автоматической метеорологической станции, что приводит к частичному или полному повреждению схемы метеорологического оборудования. Поскольку автоматические метеорологические станции оснащены громоотводом, это происходит реже. Обследование автоматических метеорологических станций в городе Шаньтоу и районах, находящихся под его юрисдикцией, еще не произошло такого удара молнии;

Высокий импульс напряжения. Импульсы высокого напряжения от электростатической и электромагнитной индукции молнии индуцируют высокое напряжение от нескольких тысяч вольт до десятков киловольт в различных кабелях. Это, как правило, влияет на различные датчики. Среди них датчики направления ветра, поскольку они являются автоматическими метеорологическими станциями, расположенными на высоте zui приборов и собирают большое количество полупроводниковых компонентов, часто при сбое молнии; Удар молнии вызывает повышение потенциала. В непосредственной близости от точки удара молнии вызывает повышение потенциала земли, высокий потенциал вводится в цепь через заземление устройства, что приводит к повреждению элементов цепи;

Вторжение линий электропитания переменного тока. Источники питания автоматических метеорологических станций обеспечиваются линиями электропередач низкого напряжения, которые при ударе молнии вводятся в оборудование бегущей волной вдоль линии электропередач, чтобы вывести ее из строя или повредить. При прямом ударе молнии по линии электропередачи среднего и высокого напряжения создаваемое перенапряжение соединяется через трансформатор на вторичную величину, создавая перенапряжение молнии на линии низкого напряжения, в то время как электростатическая и электромагнитная индукция молнии, индуцирующая перенапряжение на линии электропередачи низкого напряжения, также может нанести ущерб оборудованию. Из - за подключения панели электропитания к переменному току, в статистике молниеносных аварий на автоматических метеорологических станциях в городе Шаньтоу и районах, находящихся под его юрисдикцией, панель электропитания является устройством с большой вероятностью отказа. Во время двух сильных ударов молнии, которые произошли в течение двух месяцев на наблюдательной площадке в округе Южная Австралия *, панели питания в коллекторе также были повреждены.

II. Применение технологии противоминной защиты автоматических метеорологических станций

1. Заземление с противоминной защитой

Заземление молниезащиты является основным техническим звеном в технологии противоминной защиты, будь то прямой удар молнии или индукция мины, в конечном итоге должен ввести молниеносный ток на землю, из чего видно, что для надежной и стабильной работы по противоминной защите необходимо установить стабильное и надежное заземление. Заземление автоматизированной станции должно осуществляться методом заземления с использованием одноточечного заземления, общей сети заземления, с сопротивлением заземления 4 Ом. Рабочее заземление и защитное заземление должны вводиться в земную сеть на расстоянии > 5 м от нисходящей линии, чтобы обеспечить подключение всей сети к сети.

2.Внешняя противоминная защита

В соответствии с нормативными требованиями автоматические метеорологические станции в основном расположены на открытых площадках и уязвимы для молниеносных атак. Наличие внешней молниезащиты от автоматических станций напрямую связано с безопасностью работы автоматических станций. Противоракетный молниеотвод состоит из металлических элементов, молниеотвода, молниеотвода и сети молниеотвода. Солнечные батареи и коллекторы в районе Пранджана защищены отдельными молниеотводами. Дежурная станция также обеспечивает молниезащиту здания, где находится дежурная. Поле наблюдения и коллекторы, линии связи, датчики и другое наружное оборудование могут предполагать громоотвод на ветровой стержень, вычисляя диапазон его защиты, и этот диапазон должен строго соответствовать требованиям технических спецификаций молниезащиты. В частности, следует отметить, что сам ветровой стержень является металлической текстурой и является очень подходящим каналом для сброса молнии вниз. Неправильное проектирование и установка наружной сети может привести к полному повреждению аппаратуры наблюдения в случае удара молнией. Поэтому мы должны убедиться, что противоминные устройства установлены правильно, чтобы молния могла быть успешно введена в землю.

3 Внутренняя противоминная защита

Молниезащита в этой области должна учитывать не только защиту от индукционных мин, поскольку индукционные мины вызывают перегрузку напряжения на электрическом оборудовании вдоль линии электропередач и распространяются на оборудование через информационные сигналы и линии электропитания, что приводит к потере молнии.

3.1 Защита от молниеносных волн.

Ущерб причиненный электронному и информационному оборудованию в результате удара молнии в основном был вызван волновым напряжением вызванным молнией. Эти волны проникают внутрь электронных компонентов, вызывая повреждение чипа, интерфейса или линии. Поэтому сигнальные противоминные устройства следует устанавливать между сигнальными линиями и применять многоступенчатые меры защиты. В переходных зонах различного уровня устанавливаются соответствующие типы сигнальных противоминных устройств. На сетевых линиях автоматических станций также должны быть установлены молниеотводы, особенно коллекторы, маршрутизаторы, системы передачи сигналов и т. Д., Чтобы установить соответствующие молниезащитные устройства. Компьютерная сетевая связь обычно использует широкополосный (ADSL) доступ к Интернету для передачи данных. В соответствии с различными требованиями устанавливаются соответствующие сигнальные разрядники, по крайней мере, для вторичной защиты и обработки заземления оборудования, связанного с компьютерной информационной системой.

3.2 Защита от мин систем электропитания.

В настоящее время система питания метеорологического оборудования Plandian, как правило, использует систему питания TN - S или TN - C - S для многоступенчатой защиты от мин, чтобы предотвратить проникновение молнии, вызывающее повреждение распределительной системы и связанного с ней оборудования. На первой ступени устанавливается SPD питания мощностью более 40 кА на общем входе. Вторая ступень устанавливает SPD питания мощностью 20 кА между распределительной линией машинного отделения и UPS. На третьем уровне на передней части коллектора устанавливается SPD питания мощностью 10 кА, а между источником питания каждого компьютера и UPS устанавливается розеточный разрядник.

III. Анализ перспектив развития технологии метеорологической противоминной защиты

Метеорологические технологии противоминной защиты продвигаются в направлении прогнозирования раннего предупреждения

Поскольку в процессе метеорологической противоминной защиты ни контроль во время инцидента, ни последующий контроль не могут сравниться с разумным уклонением от предстоящей молниеносной атаки, метеорологическая противоминная защита, как технология, которая имеет большое значение для предварительного прогнозирования, является неизбежной тенденцией в будущем развитии технологии молниеносного обнаружения и технологии раннего предупреждения и прогнозирования.

2. Непрерывная реформа и инновации в области метеорологической противоминной технологии

Техническая работа по метеорологической противоминной защите не может быть ограничена существующими достижениями, прошлые недостатки также должны учиться, только опираясь на историю, чтобы лучше продвигаться вперед, история - это зеркало, люди могут избежать тех же ошибок в прошлом. Только путем преодоления существующих ограничений можно будет более эффективно продвигать развитие метеорологической противоминной технологии. На пути к реализации генерального плана, иерархической реализации, синергии вверх и вниз в метеорологической отрасли, чтобы гарантировать, что она может обеспечить высокую степень единообразия и обращения доверия как вертикально, так и горизонтально, а также может координировать различные аспекты ресурсов, чтобы действительно достичь высокого уровня координации и эффективности работы, чтобы избежать потерь, вызванных дублированием работы.

IV. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Для современного общества с частыми метеорологическими катастрофами, для отдельных районов с большим количеством молниеносных катастроф, как неуклонно продвигать работу метеорологической молниезащиты является важной проблемой для обеспечения безопасности жизни и имущества людей. В соответствии с предпосылкой уделения должного внимания технической работе по метеорологической противоминной защите, мы должны понять ключевые моменты работы по метеорологической противоминной технике, увеличить инвестиции, обеспечить научное и рациональное проведение работы по противоминной защите, социальные интересы в качестве цели, чтобы метеорологическая противоминная защита и даже вся метеорологическая работа обслуживали экономику роста и содействия развитию. Обеспечить, чтобы метеорологические технологии противоминной защиты в полной мере выполняли свою роль и функции.