雷電預(yù)警裝置及設(shè)備的安全性和有效性如何、應(yīng)用場景

雷電預(yù)警裝置及設(shè)備的安全性和有效性是確保雷電防護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)作和減少雷電災(zāi)害損失的關(guān)鍵因素。以下是對其安全性和有效性的詳細(xì)分析：

安全性

1. 硬件設(shè)計(jì)：

• 雷電預(yù)警裝置通常采用高可靠性、高穩(wěn)定性的硬件設(shè)計(jì)，如采用高檔鋰電池供電，能夠在嚴(yán)寒、高溫等惡劣環(huán)境中使用，確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

• 設(shè)備內(nèi)部帶有電源自動投切裝置，可設(shè)置一路常用電源和一路備用電源，當(dāng)常用電源故障時(shí)，備用電源自動切入，保證系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。

2. 防雷措施：

• 雷電預(yù)警設(shè)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(shè)備而導(dǎo)致的損壞。

• 通過合理布線、屏蔽隔離等措施，減少雷電對設(shè)備內(nèi)部電路的干擾和破壞。

3. 數(shù)據(jù)安全：

• 雷電預(yù)警系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通常通過加密傳輸，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。

• 系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制，防止數(shù)據(jù)丟失或被篡改。

有效性

1. 預(yù)警準(zhǔn)確性：

• 雷電預(yù)警裝置通過監(jiān)測大氣電場、電磁輻射、云層電荷等物理參數(shù)的變化，結(jié)合先進(jìn)的算法和模型進(jìn)行判斷，能夠在雷電發(fā)生前提供準(zhǔn)確的預(yù)警信息。

• 例如，某些先進(jìn)的雷電預(yù)警系統(tǒng)能夠在雷電到來前5-30分鐘內(nèi)發(fā)出預(yù)警，為相關(guān)部門和人員提供足夠的時(shí)間采取預(yù)防措施。

2. 監(jiān)測范圍：

• 雷電預(yù)警裝置的監(jiān)測范圍廣泛，能夠覆蓋較大的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對多個(gè)雷電活動的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警。

• 通過模塊化設(shè)計(jì)和有線/無線通信方式，可以實(shí)現(xiàn)一套系統(tǒng)連接多套預(yù)警裝置，進(jìn)一步擴(kuò)大預(yù)警信息的覆蓋面。

3. 功能擴(kuò)展性：

• 雷電預(yù)警系統(tǒng)通常具備功能擴(kuò)展性，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求自行增加或更改告警模塊，提高系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。

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

4. 應(yīng)急響應(yīng)：

• 雷電預(yù)警系統(tǒng)不僅提供預(yù)警信息，還能夠與應(yīng)急預(yù)案相結(jié)合，指導(dǎo)相關(guān)部門和人員快速有效地采取應(yīng)對措施，降低雷電災(zāi)害造成的損失。

• 通過與氣象、應(yīng)急管理等部門的聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同作戰(zhàn)，提高應(yīng)對雷電災(zāi)害的效率和效果。

綜上所述，雷電預(yù)警裝置及設(shè)備在設(shè)計(jì)和應(yīng)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(jìn)算法和模型、廣泛監(jiān)測范圍以及靈活的功能擴(kuò)展性等措施，確保了雷電預(yù)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性；同時(shí)通過與應(yīng)急預(yù)案相結(jié)合以及與其他部門的聯(lián)動合作，提高了應(yīng)對雷電災(zāi)害的效率和效果。

雷電預(yù)警裝置及設(shè)備的應(yīng)用場景廣泛，涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)，以下是對其應(yīng)用場景的詳細(xì)歸納：

1. 氣象部門

• 實(shí)時(shí)監(jiān)測與預(yù)警：氣象部門通過安裝雷電預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測雷電活動的發(fā)生、發(fā)展和變化，及時(shí)發(fā)布雷電預(yù)警信息。這些信息對于氣象部門來說至關(guān)重要，它們能夠幫助氣象部門預(yù)測未來一段時(shí)間內(nèi)的天氣狀況，為公眾提供準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)服務(wù)。

• 數(shù)據(jù)支持與研究：雷電預(yù)警系統(tǒng)還能為氣象部門提供豐富的雷電數(shù)據(jù)，有助于他們更深入地研究雷電現(xiàn)象，提高氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2. 電力行業(yè)

• 電網(wǎng)安全保護(hù)：電力系統(tǒng)對雷電的敏感性極高，雷電活動可能導(dǎo)致線路跳閘、設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。雷電預(yù)警系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測雷電活動，及時(shí)預(yù)警并采取相應(yīng)的防護(hù)措施，減少因雷電造成的設(shè)備損壞和停電事故。

• 數(shù)據(jù)分析與應(yīng)對：系統(tǒng)還能為電力部門提供雷電數(shù)據(jù)的分析和處理功能，幫助他們更好地了解雷電對電網(wǎng)的影響規(guī)律和特點(diǎn)，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供有力保障。

3. 航空領(lǐng)域

• 飛行安全保障：雷電天氣對飛行安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，可能導(dǎo)致飛機(jī)遭受雷擊、通訊中斷等后果。雷電預(yù)警系統(tǒng)可以在航空領(lǐng)域提供重要的雷電活動信息，為飛機(jī)起飛、降落和飛行路線規(guī)劃提供決策支持，確保飛行安全。

• 預(yù)警信號與措施：系統(tǒng)還能為航空部門提供雷電數(shù)據(jù)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(guī)律和特點(diǎn)，及時(shí)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(yè)和大型機(jī)械設(shè)備，且高聳的建筑物和金屬設(shè)備容易成為雷電的襲擊目標(biāo)。雷電預(yù)警系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測雷電活動的發(fā)生和分布情況，以便及時(shí)采取防護(hù)措施保障工人和設(shè)備的安全。

• 預(yù)警與撤離：系統(tǒng)能夠提前預(yù)警雷電天氣的到來，讓工地負(fù)責(zé)人有足夠的時(shí)間安排工人撤離危險(xiǎn)區(qū)域，并采取必要的防護(hù)措施。

5. 旅游景區(qū)

• 游客安全保障：旅游景區(qū)通常位于山區(qū)或水域附近，雷電活動頻繁。雷電預(yù)警系統(tǒng)可以幫助景區(qū)管理部門及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，保障游客的安全。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號時(shí)，景區(qū)可以迅速關(guān)閉戶外游樂設(shè)施、疏散游客到安全區(qū)域等措施，降低雷電對游客的影響。

6. 林業(yè)和農(nóng)業(yè)

• 農(nóng)事活動安排：雷電預(yù)警系統(tǒng)可以為林業(yè)和農(nóng)業(yè)部門提供雷電活動信息，幫助他們合理安排農(nóng)事活動，減少雷電對農(nóng)作物和林業(yè)資源的損害。

7. 工業(yè)園區(qū)與油庫罐區(qū)

• 安全監(jiān)控與預(yù)警：在工業(yè)園區(qū)和油庫罐區(qū)等關(guān)鍵區(qū)域，雷電預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測雷電活動，防止雷擊引發(fā)安全事故，有效保證財(cái)產(chǎn)設(shè)備及人身安全。

8. 高速公路與礦山

• 交通與作業(yè)安全：雷電預(yù)警系統(tǒng)在高速公路和礦山等場所的應(yīng)用，有助于提前預(yù)警雷電天氣，確保交通安全和礦山作業(yè)安全。

綜上所述，雷電預(yù)警裝置及設(shè)備的應(yīng)用場景非常廣泛，涵蓋了氣象、電力、航空、建筑、旅游、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)園區(qū)、油庫罐區(qū)、高速公路和礦山等多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測雷電活動并提供預(yù)警信息，這些系統(tǒng)為保障各行業(yè)的安全運(yùn)行和減少雷電災(zāi)害損失發(fā)揮了重要作用。

智能雷電預(yù)警系統(tǒng)設(shè)備及裝置

■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)場及航空航天保障、電力系統(tǒng)安全、油田油庫石油鉆井平臺、高爾夫球場、旅游景區(qū)、海濱浴場、野外采礦區(qū)等重要場所的短時(shí)雷暴檢測和預(yù)警。得到預(yù)警信息以后，現(xiàn)場操作人員可根據(jù)大氣電場儀顯示的預(yù)警等級，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                                                                      

大氣電場儀(雷電預(yù)警）主要功能為實(shí)時(shí)測量記錄地面上的靜電場值與變化率；還可對頭頂雷進(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)、爆炸處理和儲藏、危險(xiǎn)品操作、油庫和煉油廠、機(jī)場油料補(bǔ)充作業(yè)和停機(jī)坪。

■產(chǎn)品特點(diǎn)                                                                      

●探頭采用了差模測量技術(shù)，相對于采用共模測量技術(shù)，避免了許多不需要的干擾信號，使得測試結(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、昆蟲等對測試電場產(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)對探頭的傷害，延長探頭使用壽命；

●能夠組網(wǎng)，一套上位機(jī)軟件可以配合多套探頭使用，對多個(gè)探測點(diǎn)返回的信號進(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端平臺具有報(bào)警功能，可以設(shè)置3個(gè)報(bào)警等級；移動端小程序與PC端平臺數(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                                                                      

大氣電場儀作為探測大氣中電場強(qiáng)度的主要儀器，在雷電監(jiān)測和預(yù)警中起著重要作用，是一種高科技高集成度的大氣探測設(shè)備，室外探頭采用差分式探測結(jié)構(gòu)，將探測結(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。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

室外探頭部分包括電場探頭、數(shù)據(jù)處理主機(jī)兩部分組成，電場探頭負(fù)責(zé)對地表附近的大氣靜電場場強(qiáng)進(jìn)行測量，在完成一次數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)處理主機(jī)主要完成電場探頭所采集數(shù)據(jù)的分析、處理和存儲，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果打上時(shí)標(biāo)發(fā)送出去，同時(shí)還對電場探頭進(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)行識別和監(jiān)控。此外，電源端口和信號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)控云平臺負(fù)責(zé)將信息處理箱發(fā)來的探測數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，顯示在 PC 端上，并在監(jiān)控云平臺上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和雷電預(yù)警。整個(gè)系統(tǒng)可由大氣電場儀傳感器和監(jiān)控云平臺組成也可由多個(gè)大氣電場儀傳感器和監(jiān)控云平臺軟件組成。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；通過對數(shù)據(jù)的分析，對雷云靜電場強(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，包括了電場探頭、數(shù)據(jù)處理主機(jī)、平臺顯示和聲光警報(bào)信號的報(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)警電場探頭時(shí)，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(yīng)直接安裝在室外無阻檔的開闊地帶。安裝時(shí)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(nèi)。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(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。

■云平臺軟件功能說明                                                               

1.產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲

大氣電場儀的數(shù)據(jù)存儲在云平臺，存儲的數(shù)據(jù)內(nèi)容包 括數(shù)據(jù)文件和狀態(tài)文件，存儲的數(shù)據(jù)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(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)測系統(tǒng)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(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)平臺登陸權(quán)限管理

(6)設(shè)備管理

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

b)告警：可對設(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。

③三色燈會根據(jù)報(bào)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(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)為一級告警，數(shù)值 <-10000 或>10000 時(shí)為二級告警，數(shù)值 <-15000或>15000 時(shí)為三級告警。（此告警設(shè)置數(shù)據(jù)為測試值，供參考用，具體數(shù)值根據(jù)現(xiàn)場雷電實(shí)際情況設(shè)定）。

(7)實(shí)時(shí)監(jiān)測

a) 主要對系統(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，請您仔細(xì)核對與設(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?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。整理附件物品，并妥善存放。鎖好箱體。