自動(dòng)氣象站供電與網(wǎng)絡(luò )環(huán)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(zhù)地方城市化進(jìn)程的推進(jìn)，某些周邊環(huán)境嚴重影響了氣象觀(guān)測條件，所以氣象觀(guān)測站便遷移到郊外。局站合一的觀(guān)測站，值班室空間偏小，不能滿(mǎn)足工作需求，局站分離的觀(guān)測站，雖然空間得到了擴展，但功能布局上也不盡合理。無(wú)論哪種形式的觀(guān)測站，都與現代觀(guān)測技術(shù)要求存在一定的距離。隨著(zhù)通信網(wǎng)絡(luò )的加強和保障能力的提高，目前基層氣象觀(guān)測站全部配備了電信和移動(dòng)雙網(wǎng)通信，配備發(fā)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(guān)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(xiàn)自由拉，只要實(shí)現目的便可，而在整體布局規劃、形象外觀(guān)方面嚴重欠缺。有的觀(guān)測站因條件所限，室內放置了通信網(wǎng)絡(luò )機柜和功率較大的UPS電源，產(chǎn)生的噪音很大，一方面給工作環(huán)境帶來(lái)不利影響，另一方面通風(fēng)散熱不好，設備也容易出故障，其次是無(wú)秩序的線(xiàn)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(guān)系到人和設備的工作環(huán)境改善應該是最主要的項目，改善的目的一個(gè)是實(shí)現人的工作場(chǎng)所安靜、舒適，另一個(gè)是實(shí)現設備的工作場(chǎng)所安全、技術(shù)達標。有鑒于此，文章提出：基層氣象觀(guān)測站在建設或改善中應至少劃分出三個(gè)界限明確的功能區，即工作值班區域、通信網(wǎng)絡(luò )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(yè)務(wù)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(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 )區域，放置UPS、電源控制器ATS、網(wǎng)絡(luò )通信機柜等設備，該區域必須保證通風(fēng)、散熱、無(wú)塵環(huán)境、配備專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員管理和操作，避免違規或誤操作等情況發(fā)生。數據采集區即觀(guān)測場(chǎng)，該區域重點(diǎn)加強防雷、防靜電措施。
3、設計方案
3.1供電環(huán)境設計
氣象觀(guān)測站的交流供電要按照業(yè)務(wù)用電與生活用電分開(kāi)的原則進(jìn)行改造。供電系統按照自動(dòng)站設備、輔助設備、照明三個(gè)獨立的部分設計，氣象站的配電線(xiàn)路和分支線(xiàn)路必須采用TN-S系統。線(xiàn)路選用電源線(xiàn)材的標準，應滿(mǎn)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(fā)動(dòng)機，在電源控制器ATS的作用下，實(shí)現電力的連續供應。
3.2防雷設計
因各種因素制約，氣象觀(guān)測站的防雷、防靜電設施不是很完善和規范，但現代的觀(guān)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(shù)規范》。防雷基礎環(huán)境改善方面主要是進(jìn)行地網(wǎng)改造和線(xiàn)路改造。地網(wǎng)改造應分觀(guān)測站地網(wǎng)和觀(guān)測場(chǎng)地網(wǎng)兩個(gè)部分。觀(guān)測站地網(wǎng)形式簡(jiǎn)單，無(wú)論采用線(xiàn)性接地體或環(huán)形接地體，只要接地電阻在2歐以下，就可達到觀(guān)測站電源和網(wǎng)絡(luò )的接地要求。觀(guān)測場(chǎng)地網(wǎng)應沿著(zhù)觀(guān)測場(chǎng)外一米處敷設成環(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(méi)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(cháng)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(xiàn)：觀(guān)測站內設備金屬外殼、穿線(xiàn)金屬管、金屬線(xiàn)槽就近與接地干線(xiàn)連接，連接部位做防腐處理，觀(guān)測站內的金屬護欄、金屬支柱等金屬物應與環(huán)形接地體做等電位連接，連接點(diǎn)間隔不大于18m。室外觀(guān)測儀器設備的數據傳輸線(xiàn)應使用屏蔽電纜并穿金屬線(xiàn)槽（管）敷設，金屬線(xiàn)槽（管）與接地干線(xiàn)多出連接，每隔5～10m連接一次。觀(guān)測場(chǎng)與業(yè)務(wù)值班室之間接地裝置互相連接，等電位連接導體可通過(guò)穿線(xiàn)鋼管、電纜溝的鋼筋、金屬管道、專(zhuān)用接地干線(xiàn)等連接。
3.3網(wǎng)絡(luò )環(huán)境設計
寧夏基層氣象站通信設備經(jīng)過(guò)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(wǎng)熱備份通信能力，設備添加很多而布局比較混亂，多數站點(diǎn)雖然配備了通信機柜，但機柜放置環(huán)境不盡合理，機柜內設備布線(xiàn)凌亂、有的機柜里放置閑置設備，許多站點(diǎn)因受客觀(guān)條件布局限制，沒(méi)有機房空間，很難做到布局的規范化、合理化。通過(guò)臺站的綜合改善，可以有效地解決這些問(wèn)題。一是設計專(zhuān)業(yè)機房，放置網(wǎng)絡(luò )通信設備和UPS設備，二是合理布局機柜設備，使得機柜內線(xiàn)路清晰，標牌明確，三是安裝空調機，保障機房環(huán)境溫度要求。
4、結束語(yǔ)
隨著(zhù)氣象觀(guān)測自動(dòng)化水平的提高，測報人員已經(jīng)從繁重的體力工作中解放出來(lái)，從而轉向設備維護、技術(shù)保障方面�；鶎优_站經(jīng)過(guò)綜合改善后，有了劃分明顯的功能區，標示明確的設備線(xiàn)路布設，通過(guò)實(shí)行規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(chǎng)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(xué)
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