雷電預警裝置及設備的安全性和有效性如何、應用場景

雷電預警裝置及設備的安全性和有效性是確保雷電防護系統正常運作和減少雷電災害損失的關鍵因素。以下是對其安全性和有效性的詳細分析：

安全性

1. 硬件設計：

• 雷電預警裝置通常采用高可靠性、高穩定性的硬件設計，如采用高檔鋰電池供電，能夠在嚴寒、高溫等惡劣環境中使用，確保設備的穩定運行。

• 設備內部帶有電源自動投切裝置，可設置一路常用電源和一路備用電源，當常用電源故障時，備用電源自動切入，保證系統持續運行，提高了系統的可靠性和安全性。

2. 防雷措施：

• 雷電預警設備自身也具備防雷功能，能夠抵抗一定程度的雷電沖擊，防止因雷電直接擊中設備而導致的損壞。

• 通過合理布線、屏蔽隔離等措施，減少雷電對設備內部電路的干擾和破壞。

3. 數據安全：

• 雷電預警系統采集的數據通常通過加密傳輸，確保數據在傳輸過程中的安全性。

• 系統內部設有數據備份和恢復機制，防止數據丟失或被篡改。

有效性

1. 預警準確性：

• 雷電預警裝置通過監測大氣電場、電磁輻射、云層電荷等物理參數的變化，結合先進的算法和模型進行判斷，能夠在雷電發生前提供準確的預警信息。

• 例如，某些先進的雷電預警系統能夠在雷電到來前5-30分鐘內發出預警，為相關部門和人員提供足夠的時間采取預防措施。

2. 監測范圍：

• 雷電預警裝置的監測范圍廣泛，能夠覆蓋較大的區域，實現對多個雷電活動的實時監測和預警。

• 通過模塊化設計和有線/無線通信方式，可以實現一套系統連接多套預警裝置，進一步擴大預警信息的覆蓋面。

3. 功能擴展性：

• 雷電預警系統通常具備功能擴展性，用戶可以根據實際需求自行增加或更改告警模塊，提高系統的靈活性和適應性。

• 例如，可以配置聲光報警裝置、語音播報裝置等，以滿足不同場所和需求的預警需求。

4. 應急響應：

• 雷電預警系統不僅提供預警信息，還能夠與應急預案相結合，指導相關部門和人員快速有效地采取應對措施，降低雷電災害造成的損失。

• 通過與氣象、應急管理等部門的聯動，實現信息共享和協同作戰，提高應對雷電災害的效率和效果。

綜上所述，雷電預警裝置及設備在設計和應用過程中充分考慮了安全性和有效性兩方面的需求。通過采用高可靠性硬件、先進算法和模型、廣泛監測范圍以及靈活的功能擴展性等措施，確保了雷電預警系統的準確性和可靠性；同時通過與應急預案相結合以及與其他部門的聯動合作，提高了應對雷電災害的效率和效果。

雷電預警裝置及設備的應用場景廣泛，涵蓋了多個領域和行業，以下是對其應用場景的詳細歸納：

1. 氣象部門

• 實時監測與預警：氣象部門通過安裝雷電預警系統，能夠實時監測雷電活動的發生、發展和變化，及時發布雷電預警信息。這些信息對于氣象部門來說至關重要，它們能夠幫助氣象部門預測未來一段時間內的天氣狀況，為公眾提供準確的天氣預報服務。

• 數據支持與研究：雷電預警系統還能為氣象部門提供豐富的雷電數據，有助于他們更深入地研究雷電現象，提高氣象預報的準確性和可靠性。

2. 電力行業

• 電網安全保護：電力系統對雷電的敏感性極高，雷電活動可能導致線路跳閘、設備損壞等嚴重后果。雷電預警系統可以實時監測雷電活動，及時預警并采取相應的防護措施，減少因雷電造成的設備損壞和停電事故。

• 數據分析與應對：系統還能為電力部門提供雷電數據的分析和處理功能，幫助他們更好地了解雷電對電網的影響規律和特點，為電網的安全運行提供有力保障。

3. 航空領域

• 飛行安全保障：雷電天氣對飛行安全構成嚴重威脅，可能導致飛機遭受雷擊、通訊中斷等后果。雷電預警系統可以在航空領域提供重要的雷電活動信息，為飛機起飛、降落和飛行路線規劃提供決策支持，確保飛行安全。

• 預警信號與措施：系統還能為航空部門提供雷電數據的分析和處理功能，幫助他們更好地了解雷電對飛行的影響規律和特點，及時采取避讓措施保障飛行安全。

4. 建筑工地

• 施工安全保障：建筑工地通常涉及高空作業和大型機械設備，且高聳的建筑物和金屬設備容易成為雷電的襲擊目標。雷電預警系統可以實時監測雷電活動的發生和分布情況，以便及時采取防護措施保障工人和設備的安全。

• 預警與撤離：系統能夠提前預警雷電天氣的到來，讓工地負責人有足夠的時間安排工人撤離危險區域，并采取必要的防護措施。

5. 旅游景區

• 游客安全保障：旅游景區通常位于山區或水域附近，雷電活動頻繁。雷電預警系統可以幫助景區管理部門及時發布預警信息，保障游客的安全。當系統發出預警信號時，景區可以迅速關閉戶外游樂設施、疏散游客到安全區域等措施，降低雷電對游客的影響。

6. 林業和農業

• 農事活動安排：雷電預警系統可以為林業和農業部門提供雷電活動信息，幫助他們合理安排農事活動，減少雷電對農作物和林業資源的損害。

7. 工業園區與油庫罐區

• 安全監控與預警：在工業園區和油庫罐區等關鍵區域，雷電預警系統能夠實時監測雷電活動，防止雷擊引發安全事故，有效保證財產設備及人身安全。

8. 高速公路與礦山

• 交通與作業安全：雷電預警系統在高速公路和礦山等場所的應用，有助于提前預警雷電天氣，確保交通安全和礦山作業安全。

綜上所述，雷電預警裝置及設備的應用場景非常廣泛，涵蓋了氣象、電力、航空、建筑、旅游、農業、林業、工業園區、油庫罐區、高速公路和礦山等多個領域和行業。通過實時監測雷電活動并提供預警信息，這些系統為保障各行業的安全運行和減少雷電災害損失發揮了重要作用。

智能雷電預警系統設備及裝置

■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。