自動氣象站供電與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)論文
1、現(xiàn)狀
寧夏九十年代以前所建的基層氣象站絕大多數(shù)局站合一，隨著地方城市化進(jìn)程的推進(jìn)，某些周邊環(huán)境嚴(yán)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(kuò)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(xiàn)代觀測技術(shù)要求存在一定的距離。隨著通信網(wǎng)絡(luò)的加強(qiáng)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(wǎng)通信，配備發(fā)電機(jī)和功率不低的UPS電源，因?yàn)槿狈侠淼牟季忠?guī)劃和相關(guān)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，在歷次項(xiàng)目建設(shè)或升級改造工程中，幾乎都是圖省事、方便，設(shè)備隨便放，管線自由拉，只要實(shí)現(xiàn)目的便可，而在整體布局規(guī)劃、形象外觀方面嚴(yán)重欠缺。有的觀測站因條件所限，室內(nèi)放置了通信網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜和功率較大的UPS電源，產(chǎn)生的噪音很大，一方面給工作環(huán)境帶來不利影響，另一方面通風(fēng)散熱不好，設(shè)備也容易出故障，其次是無秩序的線路布設(shè)，給維護(hù)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(nèi)容雖然很多，但關(guān)系到人和設(shè)備的工作環(huán)境改善應(yīng)該是最主要的項(xiàng)目，改善的目的一個(gè)是實(shí)現(xiàn)人的工作場所安靜、舒適，另一個(gè)是實(shí)現(xiàn)設(shè)備的工作場所安全、技術(shù)達(dá)標(biāo)。有鑒于此，文章提出：基層氣象觀測站在建設(shè)或改善中應(yīng)至少劃分出三個(gè)界限明確的功能區(qū)，即工作值班區(qū)域、通信網(wǎng)絡(luò)區(qū)域、數(shù)據(jù)采集區(qū)域，以達(dá)到現(xiàn)代氣象所具備的各項(xiàng)要求。工作值班區(qū)就是測報(bào)值班室，室內(nèi)放置業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、監(jiān)控器等辦公設(shè)備，盡量不要放置UPS及其它噪聲大的設(shè)備，給業(yè)務(wù)人員提供一個(gè)良好舒適的工作環(huán)境。在通信網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，放置UPS、電源控制器ATS、網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)柜等設(shè)備，該區(qū)域必須保證通風(fēng)、散熱、無塵環(huán)境、配備專業(yè)技術(shù)人員管理和操作，避免違規(guī)或誤操作等情況發(fā)生。數(shù)據(jù)采集區(qū)即觀測場，該區(qū)域重點(diǎn)加強(qiáng)防雷、防靜電措施。
3、設(shè)計(jì)方案
3.1供電環(huán)境設(shè)計(jì)
氣象觀測站的交流供電要按照業(yè)務(wù)用電與生活用電分開的原則進(jìn)行改造。供電系統(tǒng)按照自動站設(shè)備、輔助設(shè)備、照明三個(gè)獨(dú)立的部分設(shè)計(jì)，氣象站的配電線路和分支線路必須采用TN-S系統(tǒng)。線路選用電源線材的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)滿足最大承擔(dān)負(fù)荷要求并留有充分余量。在資金充裕的條件下，應(yīng)配備相當(dāng)功率的.發(fā)動機(jī)，在電源控制器ATS的作用下，實(shí)現(xiàn)電力的連續(xù)供應(yīng)。
3.2防雷設(shè)計(jì)
因各種因素制約，氣象觀測站的防雷、防靜電設(shè)施不是很完善和規(guī)范，但現(xiàn)代的觀測設(shè)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(shè)計(jì)，應(yīng)嚴(yán)格依照QX4-20xx《氣象臺站防雷技術(shù)規(guī)范》。防雷基礎(chǔ)環(huán)境改善方面主要是進(jìn)行地網(wǎng)改造和線路改造。地網(wǎng)改造應(yīng)分觀測站地網(wǎng)和觀測場地網(wǎng)兩個(gè)部分。觀測站地網(wǎng)形式簡單，無論采用線性接地體或環(huán)形接地體，只要接地電阻在2歐以下，就可達(dá)到觀測站電源和網(wǎng)絡(luò)的接地要求。觀測場地網(wǎng)應(yīng)沿著觀測場外一米處敷設(shè)成環(huán)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(shè)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?yàn)r青油做防腐處理。屏蔽與布線：觀測站內(nèi)設(shè)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(nèi)的金屬護(hù)欄、金屬支柱等金屬物應(yīng)與環(huán)形接地體做等電位連接，連接點(diǎn)間隔不大于18m。室外觀測儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸線應(yīng)使用屏蔽電纜并穿金屬線槽（管）敷設(shè)，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(yè)務(wù)值班室之間接地裝置互相連接，等電位連接導(dǎo)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(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)
寧夏基層氣象站通信設(shè)備經(jīng)過多年的升級換代后，通信現(xiàn)代化程度較高。目前已全部具備雙網(wǎng)熱備份通信能力，設(shè)備添加很多而布局比較混亂，多數(shù)站點(diǎn)雖然配備了通信機(jī)柜，但機(jī)柜放置環(huán)境不盡合理，機(jī)柜內(nèi)設(shè)備布線凌亂、有的機(jī)柜里放置閑置設(shè)備，許多站點(diǎn)因受客觀條件布局限制，沒有機(jī)房空間，很難做到布局的規(guī)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(shè)計(jì)專業(yè)機(jī)房，放置網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和UPS設(shè)備，二是合理布局機(jī)柜設(shè)備，使得機(jī)柜內(nèi)線路清晰，標(biāo)牌明確，三是安裝空調(diào)機(jī)，保障機(jī)房環(huán)境溫度要求。
4、結(jié)束語
隨著氣象觀測自動化水平的提高，測報(bào)人員已經(jīng)從繁重的體力工作中解放出來，從而轉(zhuǎn)向設(shè)備維護(hù)、技術(shù)保障方面。基層臺站經(jīng)過綜合改善后，有了劃分明顯的功能區(qū)，標(biāo)示明確的設(shè)備線路布設(shè)，通過實(shí)行規(guī)范的操作與管理方法，可以使得業(yè)務(wù)工作人員很快熟悉和掌握工作場景，達(dá)到快速排除設(shè)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(xué)
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