智能雷電預(yù)警系統(tǒng)

本文源自百度文心一言：

智能雷電預(yù)警系統(tǒng)是一種先進(jìn)的雷電監(jiān)測(cè)和預(yù)警技術(shù)，其工作原理基于大氣電場(chǎng)監(jiān)測(cè)與雷電預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)合。以下是關(guān)于智能雷電預(yù)警系統(tǒng)的詳細(xì)回答：

一、系統(tǒng)原理

智能雷電預(yù)警系統(tǒng)通過測(cè)量環(huán)境靜電場(chǎng)來對(duì)雷云進(jìn)行偵測(cè)分析。當(dāng)雷雨云中的電荷達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，會(huì)在云內(nèi)不同部位之間或云與地面之間形成很強(qiáng)的電場(chǎng)。當(dāng)電荷積聚到一定程度時(shí)，就會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象，即雷電。系統(tǒng)通過偵測(cè)這種電場(chǎng)強(qiáng)度的變化來預(yù)測(cè)雷電的發(fā)生。

具體來說，當(dāng)雷雨云靠近或形成時(shí)，地面靜電場(chǎng)會(huì)按照一定的方式變化。在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量狀態(tài)下，平原、平底、無尖端效應(yīng)時(shí)，靜電場(chǎng)在天氣晴好時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)平均值約為150伏每米。當(dāng)雷雨云出現(xiàn)時(shí)，靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度可增+/-15K伏每米，甚至更高。根據(jù)這些變化，系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)雷電的發(fā)生。

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

1. 提前預(yù)警：智能雷電預(yù)警系統(tǒng)能夠在雷電發(fā)生前15-30分鐘進(jìn)行預(yù)警，為相關(guān)人員提供充足的時(shí)間采取預(yù)防措施。

2. 高效率：系統(tǒng)具有超高的探測(cè)效率和有效監(jiān)測(cè)區(qū)域，最大可達(dá)半徑15kM以上，適合各種環(huán)境的監(jiān)測(cè)。

3. 誤報(bào)率低：系統(tǒng)的誤報(bào)漏報(bào)率小于1%，具有較高的可靠性。

4. 可視化：系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化、可視化、智能化、數(shù)字化、安全監(jiān)管，方便用戶實(shí)時(shí)查看和管理。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

智能雷電預(yù)警系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于油庫罐區(qū)、石油化工、機(jī)場(chǎng)、工業(yè)園區(qū)等重要設(shè)施。這些地方對(duì)安全要求極高，一旦遭遇雷擊，可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失。雷電預(yù)警系統(tǒng)能在雷電來臨前提前報(bào)警，為相關(guān)人員提供充足的時(shí)間采取預(yù)防措施，有效避免雷擊帶來的損失。

此外，在林區(qū)等防火重點(diǎn)區(qū)域，智能雷電預(yù)警系統(tǒng)也發(fā)揮著重要作用。通過在林區(qū)安裝多個(gè)地面電場(chǎng)儀，監(jiān)測(cè)各點(diǎn)雷暴發(fā)生的可能性，一旦發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)，能夠及時(shí)采取行動(dòng)，避免火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

總之，智能雷電預(yù)警系統(tǒng)是一種高效、可靠、先進(jìn)的雷電監(jiān)測(cè)和預(yù)警技術(shù)，能夠?yàn)橛脩籼峁?zhǔn)確的雷電預(yù)警信息，幫助用戶提前防范、科學(xué)應(yīng)對(duì)雷電災(zāi)害。

智能雷電預(yù)警系統(tǒng)

■產(chǎn)品用途                                                                      

 智能雷電預(yù)警系統(tǒng)可用于常規(guī)氣象業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)、森林雷擊火災(zāi)預(yù)警、機(jī)場(chǎng)及航空航天保障、電力系統(tǒng)安全、油田油庫石油鉆井平臺(tái)、高爾夫球場(chǎng)、旅游景區(qū)、海濱浴場(chǎng)、野外采礦區(qū)等重要場(chǎng)所的短時(shí)雷暴檢測(cè)和預(yù)警。得到預(yù)警信息以后，現(xiàn)場(chǎng)操作人員可根據(jù)大氣電場(chǎng)儀顯示的預(yù)警等級(jí)，來決定采取事先做好的何種應(yīng)急預(yù)案，來降低雷暴天氣對(duì)人員、建筑物、用電設(shè)備等造成的影響和損害。

■應(yīng)用領(lǐng)域                                                                      

大氣電場(chǎng)儀(雷電預(yù)警）主要功能為實(shí)時(shí)測(cè)量記錄地面上的靜電場(chǎng)值與變化率；還可對(duì)頭頂雷進(jìn)行預(yù)警，并判別解除雷擊危險(xiǎn)時(shí)間，尤其適用于：航天發(fā)射、武器庫和爆破作業(yè)、爆炸處理和儲(chǔ)藏、危險(xiǎn)品操作、油庫和煉油廠、機(jī)場(chǎng)油料補(bǔ)充作業(yè)和停機(jī)坪。

■產(chǎn)品特點(diǎn)                                                                      

●探頭采用了差模測(cè)量技術(shù)，相對(duì)于采用共模測(cè)量技術(shù)，避免了許多不需要的干擾信號(hào)，使得測(cè)試結(jié)果更加精確；

●探頭的外形設(shè)計(jì)獨(dú)特，能夠有效避免積水、昆蟲等對(duì)測(cè)試電場(chǎng)產(chǎn)生的影響，采用獨(dú)特設(shè)計(jì)能有效消減強(qiáng)風(fēng)地區(qū)對(duì)探頭的傷害，延長(zhǎng)探頭使用壽命；

●能夠組網(wǎng)，一套上位機(jī)軟件可以配合多套探頭使用，對(duì)多個(gè)探測(cè)點(diǎn)返回的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄和分析，從而擴(kuò)大預(yù)警的范圍及預(yù)警精度；

●上位機(jī)軟件功能強(qiáng)大，可提供歷史數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)和分析，并配有曲線圖；

●PC端平臺(tái)具有報(bào)警功能，可以設(shè)置3個(gè)報(bào)警等級(jí)；移動(dòng)端小程序與PC端平臺(tái)數(shù)據(jù)同步；

●能適應(yīng)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(xù)工作7天；

■技術(shù)參數(shù)                                                                      

■工作原理                                                                      

大氣電場(chǎng)儀作為探測(cè)大氣中電場(chǎng)強(qiáng)度的主要儀器，在雷電監(jiān)測(cè)和預(yù)警中起著重要作用，是一種高科技高集成度的大氣探測(cè)設(shè)備，室外探頭采用差分式探測(cè)結(jié)構(gòu)，將探測(cè)結(jié)果進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換，并和時(shí)間信息一起打包，通過 RS-485串口或者無線 GPRS 方式遠(yuǎn)程傳送給監(jiān)控云平臺(tái)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

室外探頭部分包括電場(chǎng)探頭、數(shù)據(jù)處理主機(jī)兩部分組成，電場(chǎng)探頭負(fù)責(zé)對(duì)地表附近的大氣靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行測(cè)量，在完成一次數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)處理主機(jī)主要完成電場(chǎng)探頭所采集數(shù)據(jù)的分析、處理和存儲(chǔ)，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果打上時(shí)標(biāo)發(fā)送出去，同時(shí)還對(duì)電場(chǎng)探頭進(jìn)行供電和箱體內(nèi)溫度的電路板的溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，電源電壓，經(jīng)緯度等數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別和監(jiān)控。此外，電源端口和信號(hào)端口都做了防雷電波感應(yīng)和入侵的防護(hù)，用來抵抗因雷擊或電網(wǎng)中大功率設(shè)備通斷產(chǎn)生的電涌侵襲，保護(hù)設(shè)備不受損壞。

■系統(tǒng)組成                                                                      

1——電場(chǎng)探頭

2——數(shù)據(jù)處理主機(jī)

3——三色燈報(bào)警箱

監(jiān)控云平臺(tái)負(fù)責(zé)將信息處理箱發(fā)來的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，顯示在 PC 端上，并在監(jiān)控云平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和雷電預(yù)警。整個(gè)系統(tǒng)可由大氣電場(chǎng)儀傳感器和監(jiān)控云平臺(tái)組成也可由多個(gè)大氣電場(chǎng)儀傳感器和監(jiān)控云平臺(tái)軟件組成。用戶可以將雷電預(yù)警系統(tǒng)與電腦連接，從而達(dá)成遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的；通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)雷云靜電場(chǎng)強(qiáng)度和極性變化做出更準(zhǔn)確的判斷。同時(shí)，雷電預(yù)警系統(tǒng)還可以與聲光報(bào)警系統(tǒng)相連接。下圖為雷電預(yù)警系統(tǒng)示意圖，包括了電場(chǎng)探頭、數(shù)據(jù)處理主機(jī)、平臺(tái)顯示和聲光警報(bào)信號(hào)的報(bào)警箱。

雷電預(yù)警系統(tǒng)示意圖

■安裝地點(diǎn)選擇                                                                   

為了雷電預(yù)警的更加準(zhǔn)確，在安裝雷電預(yù)警電場(chǎng)探頭時(shí)，因盡量避開周圍建筑物或通信天線對(duì)雷云電場(chǎng)的干擾，電場(chǎng)探頭應(yīng)直接安裝在室外無阻檔的開闊地帶。安裝時(shí)使電場(chǎng)探頭頭的仰角>60℃，以保證天空和云層都在探測(cè)范圍內(nèi)。電場(chǎng)探頭可直接安裝在地面上，或安裝在屋頂平臺(tái)上，探頭必須良好接地，以便其被雷擊中時(shí)將雷電電流導(dǎo)向大地，并減少雷電干擾。數(shù)據(jù)處理主機(jī)、太陽能板與電場(chǎng)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(hù)和保養(yǎng)                                                                     

雷電預(yù)警設(shè)備每年以保障設(shè)備的有效性，維護(hù)工作體內(nèi)容如下:

1.電場(chǎng)探頭：在正常使用環(huán)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(zhuǎn)片、定片和機(jī)體內(nèi)部，清洗完成后，擦干水漬，重新安裝。

2.數(shù)據(jù)處理主機(jī)：建議用戶注意電纜和連接器的維護(hù)。小心電纜和連接器的搬運(yùn)。不要在堆放或安裝電纜時(shí)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(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問題，及時(shí)更換。

4.支架：檢查立桿情況，出現(xiàn)腐蝕情況，及時(shí)處理并重新噴漆，情況嚴(yán)重則及時(shí)更換。

5.三色報(bào)警燈：檢查三色燈報(bào)警情況，出現(xiàn)故障則維修，情況嚴(yán)重時(shí)及時(shí)更換。

■云平臺(tái)軟件功能說明                                                               

1.產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

大氣電場(chǎng)儀的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云平臺(tái)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)內(nèi)容包 括數(shù)據(jù)文件和狀態(tài)文件，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量為 3 年。

2.平臺(tái)功能

大氣電場(chǎng)儀云平臺(tái)軟件主要用來接收大氣電場(chǎng)儀采集的電場(chǎng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理、顯示。其主要功能模塊有登錄模塊、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線顯示、告警記錄查詢、歷史記錄查詢，告警設(shè)置等。

雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)云平臺(tái)（軟件）：

(1)基于 GIS 的移動(dòng)基站的位置管理

(2)基于 GIS 的大氣電場(chǎng)儀的位置管理

(3)雷電預(yù)警 AI 計(jì)算

(4)接入氣象局雷電預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)，此項(xiàng)為根據(jù)客戶需求而定，按年收取數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)

(5)平臺(tái)登陸權(quán)限管理

(6)設(shè)備管理

a)對(duì)設(shè)備告警數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢以及對(duì)告警數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并更新處理狀態(tài)。

b)告警：可對(duì)設(shè)備進(jìn)行告警參數(shù)設(shè)置，當(dāng)設(shè)備到達(dá)告警值的時(shí)，平臺(tái)發(fā)出告警提示。

①設(shè)備達(dá)到設(shè)置的告警值后頁面右上角會(huì)出現(xiàn)告警提示信息。

②點(diǎn)擊跳出告警彈窗，點(diǎn)擊彈窗內(nèi)信息進(jìn)入到設(shè)備“告警記錄”界面。

③三色燈會(huì)根據(jù)報(bào)警等級(jí)亮燈：一級(jí)告警閃綠燈，二級(jí)告警閃黃燈，三級(jí)告警閃紅燈并鳴叫。

④設(shè)備數(shù)據(jù)恢復(fù)正常后，彈窗消失，三色燈也不再閃爍。

⑤注：當(dāng)設(shè)備報(bào)警引起注意，想要強(qiáng)制關(guān)閉報(bào)警燈可以“設(shè)備管理-設(shè)備信息管理”-“強(qiáng)制關(guān)閉告警燈”告警燈則暫停1小時(shí)報(bào)警。

c)示例：下例示圖為設(shè)備數(shù)值 <-5000 或>5000 時(shí)為一級(jí)告警，數(shù)值 <-10000 或>10000 時(shí)為二級(jí)告警，數(shù)值 <-15000或>15000 時(shí)為三級(jí)告警。（此告警設(shè)置數(shù)據(jù)為測(cè)試值，供參考用，具體數(shù)值根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)雷電實(shí)際情況設(shè)定）。

(7)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

a) 主要對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)、歷史記錄、告警記錄進(jìn)行展示。

3.一個(gè)典型的雷電發(fā)生過程

■安裝及調(diào)試

一、安全規(guī)定

因機(jī)柜內(nèi)部某些組件的工作電壓及電流很大，為保證人身安全，應(yīng)時(shí)刻遵守以下規(guī)定：

1．只有接受過電工培訓(xùn)并充分掌握與配電相關(guān)知識(shí)的人員才可以安裝此設(shè)備安裝過程中，應(yīng)始終遵守列出的安全規(guī)定。

2. 安裝過程中，應(yīng)確保設(shè)備不帶電。

3．配電電纜布線應(yīng)合理，避免電纜被其它尖銳硬物刺傷。

4．設(shè)備安裝在機(jī)柜內(nèi)部或特定的環(huán)境中，安裝完畢后應(yīng)妥善保管機(jī)柜鑰匙和處理好后續(xù)事宜。

二、開箱檢查

打開包裝箱后，您將看到與產(chǎn)品配套的裝箱清單，請(qǐng)您仔細(xì)核對(duì)與設(shè)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(chǎn)品前，應(yīng)先斷開機(jī)柜的總斷路器，避免人身遭觸電危險(xiǎn)。雷電預(yù)警系統(tǒng)產(chǎn)品說明書

2. 安裝過程中應(yīng)避免將設(shè)備的電纜、傳感器接口、斷路器與尖銳硬物發(fā)生碰撞。

3．安裝結(jié)束后，請(qǐng)?jiān)俅螜z查，確保傳感器和交流電源接入到正確的端口。

三、調(diào)試

1. 上電前檢查 

上電前應(yīng)對(duì)設(shè)備的電氣連接情況進(jìn)行檢查、記錄檢查結(jié)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(diào)試

a.將設(shè)備上電。

b.正常運(yùn)行，連網(wǎng)成功后可以云平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示避雷器各項(xiàng)參數(shù)。

c.設(shè)備安裝要可靠接地。

四、后續(xù)工作

安裝和調(diào)試完成后，根據(jù)記錄好設(shè)備地址等參數(shù)相應(yīng)的內(nèi)容。清理安裝現(xiàn)場(chǎng)。整理附件物品，并妥善存放。鎖好箱體。