自動氣象站供電與網絡環境設計論文
1、現狀
寧夏九十年代以前所建的基層氣象站絕大多數局站合一，隨著地方城市化進程的推進，某些周邊環境嚴重影響了氣象觀測條件，所以氣象觀測站便遷移到郊外。局站合一的觀測站，值班室空間偏小，不能滿足工作需求，局站分離的觀測站，雖然空間得到了擴展，但功能布局上也不盡合理。無論哪種形式的觀測站，都與現代觀測技術要求存在一定的距離。隨著通信網絡的加強和保障能力的提高，目前基層氣象觀測站全部配備了電信和移動雙網通信，配備發電機和功率不低的UPS電源，因為缺乏合理的布局規劃和相關的驗收標準，在歷次項目建設或升級改造工程中，幾乎都是圖省事、方便，設備隨便放，管線自由拉，只要實現目的便可，而在整體布局規劃、形象外觀方面嚴重欠缺。有的觀測站因條件所限，室內放置了通信網絡機柜和功率較大的UPS電源，產生的噪音很大，一方面給工作環境帶來不利影響，另一方面通風散熱不好，設備也容易出故障，其次是無秩序的線路布設，給維護保障工作造成了一定的困難。
2、改善目的
基層氣象臺站綜合改善涉及的內容雖然很多，但關系到人和設備的工作環境改善應該是最主要的項目，改善的目的一個是實現人的工作場所安靜、舒適，另一個是實現設備的工作場所安全、技術達標。有鑒于此，文章提出：基層氣象觀測站在建設或改善中應至少劃分出三個界限明確的功能區，即工作值班區域、通信網絡區域、數據采集區域，以達到現代氣象所具備的各項要求。工作值班區就是測報值班室，室內放置業務計算機、打印機、監控器等辦公設備，盡量不要放置UPS及其它噪聲大的設備，給業務人員提供一個良好舒適的工作環境。在通信網絡區域，放置UPS、電源控制器ATS、網絡通信機柜等設備，該區域必須保證通風、散熱、無塵環境、配備專業技術人員管理和操作，避免違規或誤操作等情況發生。數據采集區即觀測場，該區域重點加強防雷、防靜電措施。
3、設計方案
3.1供電環境設計
氣象觀測站的交流供電要按照業務用電與生活用電分開的原則進行改造。供電系統按照自動站設備、輔助設備、照明三個獨立的.部分設計，氣象站的配電線路和分支線路必須采用TN-S系統。線路選用電源線材的標準，應滿足最大承擔負荷要求并留有充分余量。在資金充裕的條件下，應配備相當功率的發動機，在電源控制器ATS的作用下，實現電力的連續供應。
3.2防雷設計
因各種因素制約，氣象觀測站的防雷、防靜電設施不是很完善和規范，但現代的觀測設備全部電子化，對防雷、防靜電方面提出了很高的要求。氣象臺站的防雷設計，應嚴格依照QX4-20xx《氣象臺站防雷技術規范》。防雷基礎環境改善方面主要是進行地網改造和線路改造。地網改造應分觀測站地網和觀測場地網兩個部分。觀測站地網形式簡單，無論采用線性接地體或環形接地體，只要接地電阻在2歐以下，就可達到觀測站電源和網絡的接地要求。觀測場地網應沿著觀測場外一米處敷設成環形接地體，接地電阻需做到小于4歐，垂直接地體采用5×50×2000mm熱鍍鋅角鋼沒隔五米敷設一根，水平接地體采用4×40熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體與水平接地體的連接采用雙面焊接，水平接地體與水平接地體的搭接也采用雙面焊接，焊接長度不小于10厘米，焊接處刷紅丹或瀝青油做防腐處理。屏蔽與布線：觀測站內設備金屬外殼、穿線金屬管、金屬線槽就近與接地干線連接，連接部位做防腐處理，觀測站內的金屬護欄、金屬支柱等金屬物應與環形接地體做等電位連接，連接點間隔不大于18m。室外觀測儀器設備的數據傳輸線應使用屏蔽電纜并穿金屬線槽（管）敷設，金屬線槽（管）與接地干線多出連接，每隔5～10m連接一次。觀測場與業務值班室之間接地裝置互相連接，等電位連接導體可通過穿線鋼管、電纜溝的鋼筋、金屬管道、專用接地干線等連接。
3.3網絡環境設計
寧夏基層氣象站通信設備經過多年的升級換代后，通信現代化程度較高。目前已全部具備雙網熱備份通信能力，設備添加很多而布局比較混亂，多數站點雖然配備了通信機柜，但機柜放置環境不盡合理，機柜內設備布線凌亂、有的機柜里放置閑置設備，許多站點因受客觀條件布局限制，沒有機房空間，很難做到布局的規范化、合理化。通過臺站的綜合改善，可以有效地解決這些問題。一是設計專業機房，放置網絡通信設備和UPS設備，二是合理布局機柜設備，使得機柜內線路清晰，標牌明確，三是安裝空調機，保障機房環境溫度要求。
4、結束語
隨著氣象觀測自動化水平的提高，測報人員已經從繁重的體力工作中解放出來，從而轉向設備維護、技術保障方面。基層臺站經過綜合改善后，有了劃分明顯的功能區，標示明確的設備線路布設，通過實行規范的操作與管理方法，可以使得業務工作人員很快熟悉和掌握工作場景，達到快速排除設備故障的要求，可極大地提高工作效率。
作者：何耀龍 施禹 宣冬舒 單位：石嘴山市氣象局 華北電力大學
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