1、引言
我国气象观测事业高速发展，气象观测设备的数量质量不断上升。气象观测场虽设有防雷设施，但设备遭受雷电攻击的情况还是会发生，给人民群众的人身安全和财产安全造成了极大的威胁。因此，推进雷电防御设备技术改进发展是非常重要的，做好雷电防御工作，避免自动气象站遭到雷击，影响数据传输的稳定性和数据存储的安全性，进而推动整个气象事业的稳定发展。
2、雷电形成的原因及气象特征
雷电天气的突出特征是雷鸣和闪电，它常常出现在一小片区域天空，借助积雨云形成对流天气，云朵上的小水滴、小冰晶和对流大气互相作用产生电荷，这就形成了雷电现象。闪电产生巨大火花使空气温度升高，空气温度无法在短期内散温降低，大气膨胀产生声波，形成雷鸣。
雷电来临前，区域气温会明显下降，但会让人感到闷热。雷电天气常常会伴随大风，有时还会有降雨出现，起初降雨密度小，雷电成熟后，降雨量增加，地面湿度也会显著增加。雷电严重者还会带来冰雹现象，重力落下，砸伤人畜、建筑物、农田，造成人员伤亡和经济损失。
3、雷电防护技术存在的隐患
3.1室外设备的防雷隐患
自动气象站室外的设备是主要由包括地面温度、风速、风向、温度、湿度在内的气象因素传感器组成，传感器放置于空旷的室外，所以遭到雷电攻击的可能性会比较大。
室外设备的雷电隐患主要包括三点：第一，室外环境大都空旷，无多余高大建筑物的遮挡，传感器的感应位置是金属材料制成，金属导电，受到雷电攻击的可能性就大；第二，监测风向风速的传感器设备最容易遭到受到电击，受到雷电伤害后，雷电产生的电磁波会通过电缆传送到室内的传感器设备上，造成室内设备的损耗；第三，当室外设备遭到电击时，自动观测场地的避雷针会形成强大的电力磁场，强大的电机磁场会使传输感应器探头受损，失去感应能力，无法接收气象监测数据。
3.2室内设备的防雷隐患
自动气象站的室内监测设备主要是由数据采集器、气压感应器和计算机处理系统组成。室内监测设备相比较于室外检测设备来说更容易收到雷电攻击。雷电形成的强大电磁场会使数据采集器的线路遭到破坏，导致整个运行系统的出现故障，严重得话可致整个气象自动站监测站点瘫痪。雷电产生的电磁还会通过设备电源线进入室内，损坏室内的电子设备。
4、雷电的防护措施
4.1直击雷防护，单独安装避雷针
直击雷快速猛烈放电的同时会伴随着机械力、电效应、热效应等一系列次生现象的出现，破坏力很强，对社会的危害也很。因此，虽然电击雷出现的频率比较小，也应该做好直击雷的防护工作。为了减少雷电攻击对监测设备传感器的影响，保护传感器的使用功能，一般都是对传感器进行独立安装避雷针。在避雷针的安装设置中应该采用滚球法对避雷针的防范距离进行系统精确的推测，实施的过程要严格按照国家的标准来确定距离，在不影响金属管制存在的同时，起到充分避雷的作用，保证整个气象观测场地在避雷针的有效保护下完成各个系统的稳定运行。
4.2合理布置信号线和引下线
在气象观测系统中，传感器的作用至关重要，因此要合理安排信号线和引下线的布置。在选择信号线时需要明确信号线缆必须是带有金属管的接地装置，信号线的外部需要具备金属屏蔽功能，聚氯乙烯这种材质充分具备金属屏蔽层，用在信号线的外皮最合适不过。引下线布置是应结合避雷针的安装，电源线、信号线、引下线三线应当分导管引入，不可以同一个导管引入，这样可以有效减少引下线遭到电击时出现的电流对电源线和信号线造成的影响。
4.3做好防雷设备接地防护
为防止直击雷、球形雷或感应雷等各种雷电形式的电流通过接地装置流入大地，电流通过人的一只脚接触到大地再到另一只脚构成回路，对人体造成伤害，应该做好接地防护、接地屏蔽工作。以气象站所有电子设备中电力最弱的设备为参考，防雷电阻应设置在不超过四欧姆的界限上。接地时需要预留出接地端子，如果电阻没有在四欧姆以下，需要进行降电阻工作。所有操作完成时再把自动站内的防御雷电设备全部进行接地操作，来保证雷电防御的效果。
4.4对管道和设备进行等电位连接
对于自动气象观测场地的设备而言，可以用金属装置连接分开的导体。如果观测设备遭到电击，这些导体之间的电位差就会大大降低，降低电位差从而降低电击电压。同时建筑物中的金属水管、线路屏蔽管也应该使用导体装置把他们进行连接，连接时可以在导体始端区域预留出端口，方便以后对新的监测设备进行接地连接。出现雷电灾害时，较高的电位差会产生电流，与接地装置结合后，设备能有效降低电位差，避免高电流。
4.5结合线路接闪器和纳米磁阻流器
电源开关是控制电源的关键渠道，但有时遇到雷电天气时，开关会失效跳闸，这是因为开关遇到了很强的电力磁场。设备导体一旦被雷电击中，输电线爆炸燃烧，电路就会发生异常。科学研究表明，降低电磁场干扰最好的方法就是把线路接闪器和纳米磁阻流器相结合，电磁场不对开关产生影响，输电线路就少有跳闸，雷电攻击带来的负面影响就会大大降低。
4.6屏蔽建筑物的导电线路
按照建筑物建造的材质来看，其内外部都有金属导电体的存在，气象观测场地的建筑自然也是，比如钢筋、铁门、铁窗、栏杆。雷电灾害发生时，这些导电体的周围都会形成强烈的电磁场。因此，做好气象站室外建筑物的接地屏蔽装置，可以有效避免室外电流通过建筑物的金属导电体流入室内，保护室内的监测设备。同时，也要做好双重保护，对室内的电子设备进行电磁屏蔽，阻隔电流的闭环式流入，保护电子设备，保证电子设备的正常工作和平稳运行。
4.7加强气象观测场的防雷管理
首先，气象部门要大力提升职工的防雷意识和对防雷工作的重视程度，对职工定期进行专业的考核培训，提高职工的业务能力水平，在日常工作中能够做到游刃有余，制定合理有效的防雷措施，故障出现时也能及时调整方案解决问题。
其次，要对气象观测场地的防雷设备进行定期监测、维修、保养，及时发现问题、及时处理，确保所有监测设备健康平稳运行，扼杀不必要的雷击隐患。
最后，政府及各部门应当建立健全雷电灾害预警机制，完善雷电监测预警系统，提升雷电防御效果。
5、结论
我国地理位置特殊，一些地区雷电灾害频发。因此，推动我国雷电防御技术的前进和改革，保证人民群众的生命财产安全至关重要。加大对防雷技术工作的重视程度和资金投入，掌握防雷技术工作的重点，保证防雷工作科学高效稳定的进行，使防雷工作能充分其自身的优越性和功能，推动气象防雷乃至整个公共气象事业的发展，服务国家经济增长，推动社会发展。
参考文献：
[1] 李志勤, & 王军. (2018). 浅谈气象防雷检测工作常见的问题及措施. 农村经济与科技, 29(18), 1.
[2] 赵长峰. (2017). 气象防雷检测工作常见问题及措施. 科学与财富, 000(035), 111-111.
[3] 孙华林, & 高丽萍. (2019). 关于自动气象站防雷工作问题及其措施的探讨. 农业科学（2630-4678）, 2(5), 2.
