气象防雷技术工作要点研究

前言

近年来，国际国内在雷电形成机制分析、精准预警和工程防护等领域取得了多项突破，其技术体系正以传统的避雷针式防护，朝着天地一体化协同、智能感知与主动干预相结合的方向迈进。现代防雷技术融合了大气科学、电学、信号处理、大数据等多学科成果，依托卫星遥感、三维闪电定位等技术工具，构建起全覆盖、高精度的防雷减灾网络，这一发展趋势对防雷技术的理论创新和实践应用提出了更高要求。

1 气象防雷技术研究的意义

1.1 减少雷电灾害风险

雷电是一种极具威力的自然现象，可在短时间内释放出惊人的能量，对人类生命和财产构成广泛威胁。有数据显示，在全球范围内，每年因雷击导致的死亡和受伤人数接近数千，而由此带来的经济损失接近百亿美元。雷暴引起的电流强度，一般可达数万甚至数十万安培，轻则损毁房屋、树木，重则引发山林大火、损坏供电设备，且造成各类精密电器永久性失效。尤其是在某些地势特殊或气候多变的区域，雷电出现的频率明显高于其他地区，进一步放大了灾害的潜在影响。目前针对雷电的防灾防害问题，相关技术研究已从多个角度展开，比如大气中的电荷如何积累、怎样分布，以及放电的具体路径如何形成；如何合理设置避雷针、降低接地装置的电阻、采用何种材料屏蔽电磁脉冲等，都是为了将雷电流安全导入大地，减少对人员和设备的伤害。总之，通过不断探究雷电规律、发展监测与防护技术，有助于加强防范灾害的主动性，减轻其对社会造成的负面影响[1]。

1.2 推动技术创新发展

气象防雷的相关研究，本质上是认识并把握雷电这一自然现象的物理规律，借助不断发展的技术手段，对其进行更为深入的解析与干预。该领域的研究工作，除需要大气电学、电磁理论等基础学科支撑外，还必须结合材料特性、电子信息处理、高精度传感等多方面的技术进展。我国科研人员着力于构建更接近真实的雷电模型，依托计算机模拟和数值计算，精准分析云内电荷分布、先导放电路径以及回击过程的能量释放特性，反映出了研究方法的进步性。同时，为获取全面且准确的雷电活动数据，对观测设备的响应速度、抗干扰能力、覆盖范围等，又有着一定的要求，它也促进了硬件技术的提升，包括新型传感器、高速信号采集电路、远程实时数据传输等。

1.3 保障关键设施运行

关键设施如电力枢纽、通信中心、交通控制系统以及水资源调度站等，内部包含着大量高精度电子设备、自动化控制单元，彼此之间紧密耦合、互为依托，即使是局部遭受过电压或电磁脉冲的干扰，都会导致整个系统功能紊乱，甚至彻底停摆。像避雷针等传统方法，虽然会起到分流的作用，但在高强度电流和伴随而来的电磁干扰下，仍然暴露出了一些问题。因此，必须依靠更深入的气象防雷研究，从雷电的形成机理、放电路径到与各类建筑材料的相互作用进行分析，只有在系统且持续的科学探索中，才能构建出更加精准的预警模型，以及更具适应性的防护体系，反之，防护工程就会陷入经验主义思维，难以应付雷电这种多变而强烈的自然特性。

2 气象防雷技术工作的要点

2.1 完善雷电监测网络，提高立体观测能力

所谓的立体观测，是指打造一个上下联动、多维配合的监测体系，依托卫星、雷达、地面设备等手段，全方位探究雷电现象，从高空云层的形成发展，到近地面电场的变化，均被纳入监测范围，形成一个从千米高空到地表的一体化监测网络。其特点有二，一是连续性，各类监测设备保持全天候运行，记录雷暴从生成、发展到消散的全过程；二是多样性，除收集雷电发生的时间、位置等基本信息，还同步获取大气电场、温湿度、风速等多类气象要素，为综合分析提供丰富的数据支撑[2]。

而要构建这样的立体观测网络，首要之务是布设地面监测站点，在雷电多发区或重点防护区，科学规划监测设备的分布密度、位置，设备方面包括可以感知电场变化的电场仪、精确定位闪电位置的定位仪，以及配套的各类气象传感器，通过增加设备数量、优化空间布局，逐步消除监测盲区，尤其在山区、沿海等更复杂的地形，应使用移动监测站或无人机搭载设备等方式进行补充；另一方面，整合各类监测数据并加强应用，建立数据收集平台，将来自卫星、雷达、地面站点的多源数据进行融合处理，然后依托智能算法分析数据，探索雷电活动的规律特征。这个过程中，常建议采用有线光纤与无线网络相结合的方法，保证监测数据快速送达处理中心，最终形成的数据产品要便于工作人员理解和使用。

2.2 加强相关隐患的排查与治理

隐患排查对象十分广泛，如常见的高层住宅、商业综合体、化工仓储、通信枢纽，甚至户外景区、临时工地等开放场所，均需覆盖。排查工作应严格参照防雷技术规范，准确找出隐患位置、判定风险等级，预判其可能引发的各种后果。治理则要求根据隐患特点，实施有针对性和可持续性的技术整改方法，最终将风险消除或控制在可接受范围内。具体来说，首先是技术层面，室外环境下应先确认接闪器覆盖范围是否全面、有无损坏锈蚀，引下线布设间距与连接牢固性是否合格，测量接地电阻值，必要时开挖检查接地体状态。室内需查验电涌保护器（SPD）的安装参数和设备是否相符，工作指示是否正常，同时检查所有进出建筑物的金属管线、电缆的屏蔽与接地可靠性；其次在管理层面，检查防雷设施周边有无新增高大物体改变接闪路径，审阅以往的检测、维护等记录是否完成整改，核查安全管理制度和应急预案是否健全、人员是否熟悉流程[3]；治理实施需因地制宜，包括更换失效 SPD、修补接地装置、加强机房屏蔽、清理周边干扰物、设置安全警示标识等，全方位巩固成效。

2.3 为重点行业提供专业防护方案

每个行业所处的自然环境、所使用的设备类型千差万别，比如，石油化工厂内大型储罐和反应装置密集分布，金属构件多、电气系统复杂，雷击将点燃易燃物料，所产生的电磁脉冲还会干扰自动控制设备；再如电力输电线路常跨区分布，杆塔和变电站设备暴露性强，一次雷击跳闸就会影响整个电网的运行，因此制定提供针对性、专业性的防护策略，至关重要。首先，依据国家防雷标准和行业规范，对具体项目进行雷电风险评估和等级划分，譬如化工厂，既要架设避雷针和避雷带形成接闪网络，还要在所有管线进出口、仪表信号端加装高性能电涌保护器，关键金属设备之间做等电位跨接，接地系统尽量做到低电阻和均压分布；对于信息系统密集的场所如数据中心，需强化建筑屏蔽、采用隔离变压器和光纤传输，在强弱电入口逐级布设SPD，并利用网格接地避免各设备间产生高电位差；此外，应进行定期的接地电阻测试、日常设备检修计划，这些也是确保防雷系统长期有效的必要环节。

3 结束语

综上所述，通过明确防雷技术在保障社会运行安全、减轻自然灾害影响等方面的地位，从监测网络建设、隐患治理和行业防护三个角度探析具体的工作要点，有助于实际防雷工作的推进，也为相关部门开展风险防控与应急管理提供了更实用的参考。未来还应加强课题研究，不断完善防雷标准、健全管理制度，强化对新兴设施、复杂环境的防护与治理。

参考文献

[1]刘小平,谌云鹏,蔡蔷.信息技术在气象防雷减灾工作中的应用[J].农业灾害研究,2024,14(10):308-310.

[2]杨晨,杨小兵.气象防雷技术工作要点探讨研究[J].农业灾害研究,2023,13(10):323-325.

[3]汪开斌,崔晓军.气象防雷标准技术水平现状研究[J].陕西气象,2023,(04):74-80.

作者简介：李龙（1988-），男，汉族，哈尔滨双城人，大专，助理工程师，研究方向:防雷检测。