一、雷击的种类及其危害

空气自动监测站是对空气质量进行自动监测的一类环境工程基础设施，其中的自动分析仪器、自动监测系统等应用了大量的电子集成器件，且耐压程度低，因雷电感应而产生的过电压和过电流极容易对其产生严重性的破坏。加上空气自动监测站多设置在野外，属于雷电可直接击到区域，因此站房相应的防雷措施应予以重点考虑。

二、侵入空气自动站的途径

根据以往的经验分析，雷击对空气自动监测站的侵入途径主要有以下几种:

(1)雷电直接击在站房周身及屋顶的风向风速仪、温度传感器或空气采样头上，产生高电压、热效应和机械效应对站房内仪器设备进行破坏。

(2)直击雷击中了监测站的架空线缆上，使得高压雷电以波的形式沿着导线两边传播而引入室内。

(3)直击雷作用在站房或站房附近，通过地网入地并在地网上产生几百千伏的高电位，随着地下引线、电力系统零线或通信系统的地线等以波的形式引入到室内，从而危害到室内的电子设备。

(4)静电感应或电磁感应，感应出过电压，通过线缆引入室内

(5)空气自动监测站设备的接地体受到雷击作用，产生瞬间的高电位形成地电位“反击”而损坏。

(6)雷电脉冲沿着设备的信号线、电源线或其它金属管线入侵到空气自动监测站内，使得与线路相连接的数据采集器、分析仪器等设备受损。

由通信线路入侵具体又有三种形式:

①地面突出物遭受雷击作用时因强雷电压会将邻近的土壤击穿，进而使得雷电流侵入并击穿电缆外皮，损坏高压线路。

②雷云对地面放电并在线路上感应出数千伏的过电压，击坏与线路相连的电器设备，通过设备连电并在线路上感应出数千伏的过电压，击坏与线路相连的电器设备，通过设备连线还侵入通信线路。

③通过一条多芯电缆连接不同来源的导线，或多条电缆平行铺设时，其中的一条导线被击穿引发相邻的导线感应出过电压，击坏低压电子设备。

三、空气自动监测站的防雷措施

依据现行的建筑防雷设计规范 GB50057-2010，空气自动监测站的防雷措施主要可分为内部防雷和外部防雷两部分。

1.外部防雷措施

外部防雷措施主要由接闪器、引下线、屏蔽以及接地等装置构成。

(1)接闪器装置

监测站的四周可明铺避雷带，四角设置高1.5米Ф12mm 的避雷短针，屋面铺设避雷网格。为统一材料规格和便于长期使用和日后维修，可优先选用不锈钢材质,避雷网格与避雷带的直径可选择100mm的,其支撑面积应至少为 45mm2,高度不得小于 150mm。屋面突出的金属物部分(如金属栏杆等)应于防雷装置进行不少于两处的连接，连接材料可用镀锌扁钢。接闪器及其附属设施上严禁敷设或悬挂电视天线、低压架空线路电话线、网线等。

（2）引下线装置

空气质量监测站中可用利用站房的混凝土立柱或剪力墙中两条对角螺纹钢筋来作为引下线，并需要在建筑四周设置对称。接闪器中的避雷带应保持至少18米的距离焊接在引下线上，在室内外适当位置设若干与柱内钢筋相连的连接板，供测量、外接人工接地体和作等电位连接时使用，其高度不得小于300mm，并在焊接点做好相应的防腐措施。

(3)屏蔽装置

外部屏蔽装置主要可用来降低雷电电磁脉冲对监测站内电气设备或线路的影响，实践中可充分利用站房结构中的钢筋来组成法拉第笼，从而达到屏蔽的目的。如在新建的空气自动监测站房工程，可以将各层外圈梁内两条结构主筋通长焊接构成的均压环可与就近的外围引下线等电位连接而构成法拉第笼,其屏蔽网格不宜大于 5m×5m。而已建成的监测站则可以考虑其它屏蔽措施。

(4)接地装置

新建监测站工程可优先考虑用闭合环形网格状地网，尽可能利用建筑的承台桩、基础等结构钢筋来构成自然接地装置。如每根桩的结构中的两根对角钢筋作为垂直接地体,沿桩身隔2米的地方用箍筋将桩基外围的主筋焊接,连成钢筋笼或者利用基础结构梁中的两条主筋焊接成接地网格,并将地下部分结构外圈梁内两条主筋焊接连通作为环形接地装置，与引下线焊接连通。

2.内部防雷措施

为有效保障监测站内设施的安全性，还应从以下几点着手，做好站房内部防雷措施。

(1)电源防护

首先，在空气自动监测站的供电系统入口处可安装雷击电流放电器，做好第级防护。其次，可在监测站内专门向重要设备供电的分路配电装置上安装过电压放电器，它可以吸收站房供电入口电流放电器的剩余能量，并对瞬间的过电压有较好的抑制。另外，还可在电子设备内部安装内置的防雷保护器，从而消除微小瞬态的瞬态过电压。

(2)信号防护

监测站内的数据通信与监控设备接口处通常要比供电系统敏感地多，因此必须对数据接口的电路进行保护。而且与通信线相连接的设备耐压一般比较低，防雷器件更为严格。信号防雷同样可采用三级保护措施，依次在调制解调器前的调制解调器避雷器;在计算机前安装的计算机信号避雷器，以及在氮氧化物分析仪、二氧化硫分析仪等监测设备接口前的数字电路保护器

结语

空气自动监测站的防雷措施是一门专业技术，它涉及范围广，技术要求高除了普通建筑的防雷措施之外，还需要考虑站房内各种电子设备、仪器的特殊防雷措施。上文中主要是针对监测站内部和外部防雷措施的探讨，实际应用时还应考虑到监测站的防静电措施。如

可在自动监测站内安置导静电性能良好的材料(导静活动地板、导静电工作台面等)，并保证不能有金属裸露部分。同时，监测站内的导体需要与大地进行可靠连接，不得有对地绝缘的孤立导体，这样才能全方位地做好空气自动监测站的防雷措施。