智能防雷無線監控雷電預警系統解決方案

智能防雷無線監控雷電預警系統解決方案是一種利用現代信息技術，通過無線通信技術對防雷設施進行實時監測、預警和管理的系統。該系統能夠顯著提高防雷保護的安全性、可靠性和智能化程度，降低運維成本和風險。以下是對該解決方案的詳細闡述：

一、系統組成

智能防雷無線監控雷電預警系統主要由前端監測設備、信號傳輸設備（無線方式）、后端監控平臺三部分組成。

1. 前端監測設備：

• 智能防雷監測終端：集成了傳感器（如雷電流傳感器、SPD漏流傳感器、溫濕度傳感器等）、微處理器、通信模塊（支持無線通信）和電源模塊的智能設備。這些設備安裝在防雷設施的關鍵位置，如避雷針、接地裝置、SPD等，實時采集防雷設施的運行數據。

• 智能防雷器：具有智能監測功能的SPD，能夠監測自身的劣化狀態、雷電計數、壽命等，并與智能防雷監測終端通信，形成智能防雷網絡。

2. 信號傳輸設備：

• 無線通信模塊：采用無線電波、衛星信號或移動網絡等無線通信技術，將前端監測設備采集的數據傳輸到后端監控平臺。這種方式適用于距離遠、環境復雜的場合，如室外或高空的避雷針等。

3. 后端監控平臺：

• 基于云計算和大數據技術的軟件系統，能夠接收來自前端監測設備的數據，進行實時處理、分析和展示。平臺提供雷電預警、故障報警、數據記錄、數據分析等功能，并可通過網頁、手機APP或短信等方式向用戶發送報告和提醒。

二、工作原理

1. 數據采集：前端監測設備實時采集防雷設施的運行數據，包括雷電流峰值、極性、能量、次數、時間等參數，以及SPD的劣化程度、動作次數、環境溫濕度等參數。

2. 數據傳輸：通過無線通信模塊，將采集到的數據實時傳輸到后端監控平臺。

3. 數據處理與分析：后端監控平臺接收數據后，進行實時處理和分析，識別雷電事件，計算其參數，并進行數據融合和風險評估。

4. 預警與報警：當檢測到潛在的雷電威脅或防雷設施故障時，系統自動觸發警報，通過聲音、光信號、短信或APP推送等方式通知用戶采取相應的防護措施。

5. 遠程管理與控制：用戶可以通過后端監控平臺遠程查看防雷設施的運行狀態，進行遠程復位、遠程測試、遠程調試等操作。

三、應用場景

智能防雷無線監控雷電預警系統可廣泛應用于電力、通信、交通、金融、教育、醫療、安防、工業、農業等多個行業和領域。特別是在雷電活動頻繁或防雷要求高的區域和設施中，如變電站、通信基站、機場、港口、橋梁、隧道等，該系統能夠顯著提高防雷保護的效果和可靠性。

四、優勢與作用

1. 提高防雷保護的安全性和可靠性：實時監測和預警，及時發現和處理故障或劣化，避免防雷設施失效或降低效果。

2. 降低運維成本和風險：減少人工檢查和維護的次數和成本，延長防雷設施的使用壽命。

3. 提升智能化和便捷化：通過網絡或短信等方式向用戶發送防雷數據和報告，方便用戶隨時隨地了解防雷設施的運行情況。

4. 促進科學化和優化化：對防雷數據進行統計和分析，揭示雷電災害的規律和特征，為防雷決策和優化提供科學依據。

綜上所述，智能防雷無線監控雷電預警系統是一種高效、可靠、智能化的防雷解決方案，能夠為各行各業提供專業的防雷保護服務。

雷科星智能防雷系統的功能

智能防雷系統集雷電監測、預警、分析、管理等功能于一體，能夠實時監測雷電活動，提前發出預警，并提供雷電數據分析，幫助用戶制定有效的防雷措施。

1. 雷電監測

智能防雷系統采用多種雷電監測技術，如電場、磁場、光學、聲學等，可以實時監測雷電活動，包括雷電位置、強度、類型等信息。

2. 雷電預警

智能防雷系統根據雷電監測數據，結合氣象等信息，可以提前發出雷電預警，為用戶提供充足的防雷準備時間。預警方式包括聲光報警、短信、電話等。

3. 雷電數據分析

智能防雷系統可以對雷電監測數據進行分析，包括雷電活動規律、雷電強度分布等，幫助用戶了解雷電災害風險，制定針對性的防雷措施。

4. 管理功能

智能防雷系統提供完善的管理功能，包括用戶管理、設備管理、預警管理、數據管理等，方便用戶對系統進行管理和維護。

二、智能防雷系統的原理

智能防雷系統主要由以下幾部分組成：

雷電監測傳感器：用于采集雷電活動數據。

數據采集器：用于采集傳感器數據，并將其傳輸至數據中心。

數據中心：用于存儲、分析雷電監測數據，并發出雷電預警。

終端設備：用于接收雷電預警信息，并顯示或播放。

智能防雷系統的基本工作原理如下：

雷電監測傳感器采集雷電活動數據。

數據采集器將傳感器數據傳輸至數據中心。

數據中心對雷電監測數據進行分析，并根據預警規則發出雷電預警。

終端設備接收雷電預警信息，并顯示或播放。

雷電預警設備主要包含以下設備和組件：

硬件設備

1. 大氣電場儀（或大氣電場監測探頭）：

• 這是雷電預警系統的核心監測設備，通過監測大氣電場的變化來識別和預測雷電活動。

• 它通常由探頭和支撐桿等設備組成，利用FSM差模技術，通過探頭電機的旋轉來獲取連續的大氣電場值變化。

2. 雷電預警主機：

• 主機是雷電預警系統的控制中心，負責接收來自大氣電場儀等監測設備的數據，并進行處理和分析。

• 它根據預設的參數和算法，判斷雷電的風險等級，并觸發相應的預警響應。

3. 雷電預警聲光報警裝置：

• 當雷電預警主機判斷到雷電風險達到一定程度時，會通過聲光報警裝置向用戶發出預警信號。

• 這些信號通常包括聲音警報和光信號（如閃爍的燈光），以便用戶能夠迅速注意到并采取相應的防護措施。

4. 無線數據傳輸模塊：

• 該模塊負責將雷電預警系統監測到的數據實時傳輸到預警主機或其他指定設備。

• 它通常采用網絡通信設備（如4G物聯網卡）來實現數據的遠程傳輸和共享。

5. 供電系統：

• 雷電預警設備需要穩定的電源供應來保證其正常運行。

• 供電系統可以包括市電供電和太陽能供電等多種方式，以適應不同的使用環境和需求。

6. 其他輔助設備：

• 根據具體需求和配置，雷電預警設備還可能包括其他輔助設備，如避雷針、防雷接地裝置等，以提高整個系統的防雷能力和安全性。

軟件部分

1. 數據采集軟件：

• 負責從大氣電場儀等監測設備中采集數據，并將其傳輸到雷電預警主機進行處理。

2. 雷電預警應用軟件：

• 該軟件安裝在雷電預警主機上，用于對采集到的數據進行處理和分析，判斷雷電的風險等級，并觸發相應的預警響應。

• 它還提供了用戶界面，允許用戶設置預警參數、查看預警信息等。

3. 通訊管理軟件：

• 用于管理雷電預警系統與其他設備或系統之間的通信，確保數據的實時傳輸和共享。

綜上所述，雷電預警設備是一個由多種設備和組件組成的復雜系統，通過監測大氣電場的變化來預測雷電活動，并為用戶提供及時的預警信息。

雷科星智能雷電預警系統

■產品用途                                                                      

 智能雷電預警系統可用于常規氣象業務預報、森林雷擊火災預警、機場及航空航天保障、電力系統安全、油田油庫石油鉆井平臺、高爾夫球場、旅游景區、海濱浴場、野外采礦區等重要場所的短時雷暴檢測和預警。得到預警信息以后，現場操作人員可根據大氣電場儀顯示的預警等級，來決定采取事先做好的何種應急預案，來降低雷暴天氣對人員、建筑物、用電設備等造成的影響和損害。

■應用領域                                                                      

大氣電場儀(雷電預警）主要功能為實時測量記錄地面上的靜電場值與變化率；還可對頭頂雷進行預警，并判別解除雷擊危險時間，尤其適用于：航天發射、武器庫和爆破作業、爆炸處理和儲藏、危險品操作、油庫和煉油廠、機場油料補充作業和停機坪。

■產品特點                                                                      

●探頭采用了差模測量技術，相對于采用共模測量技術，避免了許多不需要的干擾信號，使得測試結果更加精確；

●探頭的外形設計獨特，能夠有效避免積水、昆蟲等對測試電場產生的影響，采用獨特設計能有效消減強風地區對探頭的傷害，延長探頭使用壽命；

●能夠組網，一套上位機軟件可以配合多套探頭使用，對多個探測點返回的信號進行統一的數據記錄和分析，從而擴大預警的范圍及預警精度；

●上位機軟件功能強大，可提供歷史數據的查詢、統計和分析，并配有曲線圖；

●PC端平臺具有報警功能，可以設置3個報警等級；移動端小程序與PC端平臺數據同步；

●能適應各種惡劣的天氣，可以外接太陽能供電，能保證市電中斷后，繼續工作7天；

■技術參數                                                                      

■工作原理                                                                      

大氣電場儀作為探測大氣中電場強度的主要儀器，在雷電監測和預警中起著重要作用，是一種高科技高集成度的大氣探測設備，室外探頭采用差分式探測結構，將探測結果進行 AD 轉換，并和時間信息一起打包，通過 RS-485串口或者無線 GPRS 方式遠程傳送給監控云平臺。其系統結構如下圖所示：

室外探頭部分包括電場探頭、數據處理主機兩部分組成，電場探頭負責對地表附近的大氣靜電場場強進行測量，在完成一次數據采集。數據處理主機主要完成電場探頭所采集數據的分析、處理和存儲，并將轉換結果打上時標發送出去，同時還對電場探頭進行供電和箱體內溫度的電路板的溫濕度進行實時監控，電源電壓，經緯度等數據進行識別和監控。此外，電源端口和信號端口都做了防雷電波感應和入侵的防護，用來抵抗因雷擊或電網中大功率設備通斷產生的電涌侵襲，保護設備不受損壞。

■系統組成                                                                      

1——電場探頭

2——數據處理主機

3——三色燈報警箱

監控云平臺負責將信息處理箱發來的探測數據進行解析，顯示在 PC 端上，并在監控云平臺上進行實時監控和雷電預警。整個系統可由大氣電場儀傳感器和監控云平臺組成也可由多個大氣電場儀傳感器和監控云平臺軟件組成。用戶可以將雷電預警系統與電腦連接，從而達成遠程監控的目的；通過對數據的分析，對雷云靜電場強度和極性變化做出更準確的判斷。同時，雷電預警系統還可以與聲光報警系統相連接。下圖為雷電預警系統示意圖，包括了電場探頭、數據處理主機、平臺顯示和聲光警報信號的報警箱。

雷電預警系統示意圖

■安裝地點選擇                                                                   

為了雷電預警的更加準確，在安裝雷電預警電場探頭時，因盡量避開周圍建筑物或通信天線對雷云電場的干擾，電場探頭應直接安裝在室外無阻檔的開闊地帶。安裝時使電場探頭頭的仰角>60℃，以保證天空和云層都在探測范圍內。電場探頭可直接安裝在地面上，或安裝在屋頂平臺上，探頭必須良好接地，以便其被雷擊中時將雷電電流導向大地，并減少雷電干擾。數據處理主機、太陽能板與電場探頭安裝在一起，更方便接線。選址示例如圖：

■安裝參考圖                                                                     

■維護和保養                                                                     

雷電預警設備每年以保障設備的有效性，維護工作體內容如下:

1.電場探頭：在正常使用環境情況下，建議定期清洗一次，用清水及軟毛刷清洗探頭裸露在空氣中的轉片、定片和機體內部，清洗完成后，擦干水漬，重新安裝。

2.數據處理主機：建議用戶注意電纜和連接器的維護。小心電纜和連接器的搬運。不要在堆放或安裝電纜時傷害電纜。不要直角折疊電纜。建議用戶定期檢查蓄電池的情況。

3.太陽能板：檢查太陽能板工作情況，一旦發現出現問題，及時更換。

4.支架：檢查立桿情況，出現腐蝕情況，及時處理并重新噴漆，情況嚴重則及時更換。

5.三色報警燈：檢查三色燈報警情況，出現故障則維修，情況嚴重時及時更換。

■云平臺軟件功能說明                                                               

1.產品數據存儲

大氣電場儀的數據存儲在云平臺，存儲的數據內容包 括數據文件和狀態文件，存儲的數據量為 3 年。

2.平臺功能

大氣電場儀云平臺軟件主要用來接收大氣電場儀采集的電場數據，并進行處理、顯示。其主要功能模塊有登錄模塊、實時數據曲線顯示、告警記錄查詢、歷史記錄查詢，告警設置等。

雷電監測系統云平臺（軟件）：

(1)基于 GIS 的移動基站的位置管理

(2)基于 GIS 的大氣電場儀的位置管理

(3)雷電預警 AI 計算

(4)接入氣象局雷電預警系統數據，此項為根據客戶需求而定，按年收取數據服務費

(5)平臺登陸權限管理

(6)設備管理

a)對設備告警數據進行查詢以及對告警數據進行處理并更新處理狀態。

b)告警：可對設備進行告警參數設置，當設備到達告警值的時，平臺發出告警提示。

①設備達到設置的告警值后頁面右上角會出現告警提示信息。

②點擊跳出告警彈窗，點擊彈窗內信息進入到設備“告警記錄”界面。

③三色燈會根據報警等級亮燈：一級告警閃綠燈，二級告警閃黃燈，三級告警閃紅燈并鳴叫。

④設備數據恢復正常后，彈窗消失，三色燈也不再閃爍。

⑤注：當設備報警引起注意，想要強制關閉報警燈可以“設備管理-設備信息管理”-“強制關閉告警燈”告警燈則暫停1小時報警。

c)示例：下例示圖為設備數值 <-5000 或>5000 時為一級告警，數值 <-10000 或>10000 時為二級告警，數值 <-15000或>15000 時為三級告警。（此告警設置數據為測試值，供參考用，具體數值根據現場雷電實際情況設定）。

(7)實時監測

a) 主要對系統實時參數、歷史記錄、告警記錄進行展示。

3.一個典型的雷電發生過程

■安裝及調試

一、安全規定

因機柜內部某些組件的工作電壓及電流很大，為保證人身安全，應時刻遵守以下規定：

1．只有接受過電工培訓并充分掌握與配電相關知識的人員才可以安裝此設備安裝過程中，應始終遵守列出的安全規定。

2. 安裝過程中，應確保設備不帶電。

3．配電電纜布線應合理，避免電纜被其它尖銳硬物刺傷。

4．設備安裝在機柜內部或特定的環境中，安裝完畢后應妥善保管機柜鑰匙和處理好后續事宜。

二、開箱檢查

打開包裝箱后，您將看到與產品配套的裝箱清單，請您仔細核對與設備配套的物料和附件以確保無誤。

注意

1. 為安全起見，在安裝本產品前，應先斷開機柜的總斷路器，避免人身遭觸電危險。雷電預警系統產品說明書

2. 安裝過程中應避免將設備的電纜、傳感器接口、斷路器與尖銳硬物發生碰撞。

3．安裝結束后，請再次檢查，確保傳感器和交流電源接入到正確的端口。

三、調試

1. 上電前檢查 

上電前應對設備的電氣連接情況進行檢查、記錄檢查結果，確保傳感器、交流電纜以及其它各部件安裝牢固、接線緊密可靠。

2. 上電調試

a.將設備上電。

b.正常運行，連網成功后可以云平臺實時顯示避雷器各項參數。

c.設備安裝要可靠接地。

四、后續工作

安裝和調試完成后，根據記錄好設備地址等參數相應的內容。清理安裝現場。整理附件物品，并妥善存放。鎖好箱體。