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1、雷电监测预警系统郑州万佳防雷有限公司2018年8月列缺霹雳，丘峦崩摧。”诗人李白在梦游天姥吟留别中对雷电的描写可谓气势磅礴。然而，在现实生活中，雷电却是一个对人类威胁重重的“杀手”，雷电灾害是联合国“国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一，已然成为我国危害程度仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害的第三大气象灾害。据不完全统计，1997-2006 年我省发生雷电灾害事故852起，造成 320人死亡，361人受伤，位居全国第四。雷电灾害具有随机性、小概率性和不可预见性，对雷电的有效预警是减少雷电灾害事故发生的重要保障。随着探测手段和科学的进步，对雷电机理认识的进一步提高，基于大气电场仪的精细化和雷电
2、监测预警系统研发成功，能够及时、准确地预报当地雷电活动情况，为易燃易爆场所、人员密集场所提供预警信息，使工作人员能够有充分的时间施加防范措施，减少雷电灾害的发生！2008年，北京奥运会首次在奥运赛场的足球场使用大气电场仪，监测大气静电变化，一旦有雷电发生的可能，比赛就会取消。“这是我国在体育事业上首次使用大气电场仪。”对传统防雷方法不能起到保护作用的高压输电线、大型石油化工基地、雷电易发区的矿区、旅游景点等需采取主动躲避的防护方法，精细化雷电监测预警系统使原来的不可能变成可能。2018年,省气象灾害防御技术中心积极引进精细化雷电监测预警系统，在全省选取具有代表性的旅游景区和易燃易爆场所进行试点
3、，该系统能在半径10公里范围内，雷击发生前的530分钟左右发出雷电警告讯号，从而实现短时临近雷电预警功能，进一步提高保护对象防雷安全能力，切实保障生命财产安全。在了解了系统的功能后，试点单位表示“目前正是强对流天气多发时期，精细化雷电监测预警系统投入使用意义非凡。”自2007年以来，省气象灾害防御技术中心就开始和南京信息工程大学联合开发“贵州省雷电预警预报服务系统”项目，该系统是在全省雷电定位系统提供的地闪观测资料的基础上，基于地理信息系统(GIS)，采用多参数、多算法集成的综合雷电预警预报技术，建立的一套雷电监测和预警服务系统。该系统可以根据全省雷达拼图、卫星资料、雷电定位资料、大气电场资料
4、，利用综合预警算法，提供未来01h内雷电可能发生的区域、概率和闪电频数等雷电预报产品。经过5年的业务运行，该系统取得了良好的社会经济效益，在2011年获得了省科学技术进步贰等奖。随着雷电监测网络的不断完善为雷电监测预警服务系统的建立提供了 “木之本” “水之源”。2007年、2009年贵州省气象局先后建成了覆盖全省的闪电监测定位网，由12套闪电定位仪、3套大气电场仪构成，该监测定位网能实时监测地闪活动，有效促进了为全省的防雷减灾工作的开展。近年来随着航天航空、超高层智能建筑物的快速发展、敏感电子设备的广泛应用，云闪对其影响逐渐引起重视。2013年8月，贵州省建成三维闪电定位网由6台闪电探测站、
5、中心站处理端与图形显示及产品制作应用服务系统组成。2017年3月，又新增10台闪电探测站，实现闪电辐射源的时间、位置、高度、强度及极性等主要参数的三维定位。目前，省气象部门已建立起覆盖全省的地闪监测网、能够探测云闪和地闪的三维闪电监测网和雷电监测预警系统，为省有效减少雷电灾害损失、降低人员伤亡和保障安全生产发挥了重要的作用。网络功能： 雷电预警系统软件具备了完善的网络传输功能；数据的传输完全遵循TCP/IP网络协议。 雷电预警系统的配套软件，包括单站点版本以及多站点中央监控软件。单站点软件可以作为多站点中央监控软件的一部分而加以使用；并且，除具备对站点数据处理主机进行设定的功能外，还提供了电场
6、探测数据和日记的存储、查询、输出、打印以及网络通讯功能，操作员还可以自行输入非探测因素记录（如当时现场事件等），作为附加参考资料加以保存。多站点预警设备网络系统中央监控 雷电预警系统中央监控软件是我们专门为多站点应用客户开发的中央监控软件，允许用户通过一台中央监控PC机：1.读取多个站点PC机的实时数据。2.跟踪监测大范围区域的静电场场强3.DHCP模式下的TCP/IP协议网络传输（用户无需拥有固定IP地址）。 系统监测范围： 理论上，对空间电场的探测是不存在范围限制的。但实际上，由于受到电场衰减变化的固有物理定律，以及一些其它环境客观因素的影响，所有基于场磨原理的雷电预警设备只能在一定范围内
7、起到预警作用。一般而言，雷电预警系统的有效预警范围是在815 km的范围。超出上述范围的雷暴现象，由于电场衰减原因，将无法触发预警警报。（详请观察下图的记录波形以及电场幅值） 从实践经验而言，任何一个单一的监测手段均存在其不足之处；例如大气电场仪就很容易因雷云受风向影响而在*后时刻改变方向，或者其它气象原因，使雷暴未能在发布了预警信息的安装地点附近发生，而产生事实上的错误警报。所以，通过多个系统（如多普勒雷达、雷电定位系统等）所提供的信息进行交叉参照分析，综合得出监测结果才是*为可靠的方法。四、技术优势雷电预警系统其技术优势包括：高精度数字非参考面取样 与传统产品相比，雷电预警系统的探头采用了
8、更高精度及动态范围的电子元件，能够直接对安装点上方雷云采样，无需设置参考电场感应面；5级自动增益数字采样电路设计，可以独立进行模拟信号到数字信号的转换和后处理，保证了数据的精确性，监测动态范围达到+/- 650kV/m，适宜于任何极端使用环境！高抗环境干扰能力 由于舍弃了取样参考面，使周边环境电场对探测所造成的附加影响降至*低，保证了电场探测数据的有效性。同时，直接对雷云取样也使探头相对于安装点地面的高度不敏感，在一定程度上降低了安装地点条件要求，使不同站点数据的一致性较好，利于使用者选择站点以及预警决策。智能电机控制 基于场磨探测原理的电场仪产品，其负责驱动屏蔽叶片的电机转动的稳定性精度在很
9、大程度上决定了系统的精度，因此对于驱动电机的旋转稳定性有非常高的要求，这也是很多同类设备通常故障间隔较短的原因。 雷电预警系统由于探头PLC内置，其智能控制程序能够对电机的转速进行监测，然后通过程序将电场采样值与电机转速关联，并计算出输出值。这样一方面对于电机稳定性以及维护成本得以降低；另一方面，数据的精确性也得到保证。多站点信息监控平台 在雷电预警系统的组网应用中，中央监控室数据汇总功能是必不可少的环节。雷电预警系统特有的双屏显示功能使各级别决策者能够方便且全面地了解监控区域的大气电场分布，以及电场曲线变化，并针对国内的网络现状作了许多传输性能优化，是重要的预警决策辅助系统。雷电预警系统构成
10、雷电预警系统由两大部分组成：1. WJ 电场探头2. WJ 数据处理主机（内置UPS不间断电源） 对于需要对大范围区域进行雷暴监控预警的行业用户（如气象、航空、石化等）来说，该软件可以提供更加直观的界面，更清晰的辅助决策依据，同时，可以在一定程度上，节省用户的设备以及人力投入成本。安装和维护电场探头（WJ）的安装： 为使对雷云电场的探测尽量避免叠加干扰的影响，电场探头应被直接安装于室外无阻挡的开阔地，取样口朝上，外壳朝下。安装时使探头的视野立体角尽量大（*小 90度），以保证天空和云层都在探测范围内。 电场探头应被固定在一根长12米的50金属管上。该金属管可直接安装在地面上，或沿着房屋屋顶安装
11、，或安装在屋顶平台上。探头必须良好接地，以便在其被雷电击中的情况下能将雷电电流导向大地；以及中和一些电场叠加干扰。 在探头安装于地面的情况下，必须确保在距探头10米的范围内没有人员，车辆，动物通行。如果这个区域范围由铁丝网圈定，那么探头的高度必须高于铁丝网的高度。 探头不能被安装在靠近烟囱的地方或发电机组的排气出口处。因为，烟雾中所带的电荷会干扰探测，并且*终使探头运转不灵活。电场探头（WJ）的维护 在正常使用环境情况下，建议每年清洗一次屏蔽转盘。如在空气污染较严重，特别是存在强烟尘污染的情况下使用，有必要进行更频繁的清洗。 在使用方法得当的情况下，建议每三年进行一次返厂维护，以检查更换已损坏的部件（如电机、蓄电池等）
