大气雷电预警系统的工作原理

雷电预警产品背景：
目前气象系统是以多普勒雷达和卫星提供长时间、大范围的雷电预报。暂无手段对短时小区域雷暴在何时何地发生进行准确预报。造成局部的雷电、雷暴云预警、预报处于空白阶段，这种局部雷暴对各个重点行业具有很大的危害。
根据IEC 62793定义：能够在雷击发生前的5~30分钟发生警报讯号的系统，称为雷电预警系统。我公司生产的雷电预警系统基于大地2000坐标系，支持离线地图，是一款集大气电场监测、雷电临近预警，软硬件高度集成的系统。
我公司生产的雷电预警系统可根据使用场景的要求，灵活采用不同的安装方式：固定式、车载式、便携式。
根据客户需求，分为：有线式、无线式。也可做涂装。

雷电预警基本原理
雷电的本质是雷云中的电荷在不断变化和增加时，电场强度也在不断变化和增强，因此可以通过监测电场强度的变化，分析它的变化趋势，就可以进行预判是否有雷击的发生。
太阳风、等离子体以及磁气圈中地磁场交互作用，形成了太阳风与磁气圈之间的大气电场层。在清朗的天气里，电场强度范围是＋500v/m～-500v/m，当雷暴接近时，电场强度范围近+2kv～-2kv，而当雷暴发生时，电场强度能增大到15kv以上。（注：不同海拔高度其值略有偏差）
雷暴的发生较为复杂，但变化过程较为缓慢，通常需要大约30分钟左右，通过实时监测大气电场异常变化，找出将要发生雷击变化的规律，综合参考各种数据，就可以分析和预测雷暴的发生。
产品用途
1.提醒野外作业人员及时停止或暂停室外作业，进屋避雷，防止重大雷击事故发生；
2.对某些可能造成重大危害的作业，雷击前及时启动紧急防御预案，减少雷电对人员的伤害危险和经济损失。
比如：易燃易爆场所的室外作业，此时必须停止或是暂停；
就是采取一种线路隔离雷电的防护措施，对一些重要设备进行保护。
重点易燃易爆石油化工场所防雷装置在线监测系统
该系统主要解决易燃易爆场所长期面临的雷电、静电、电气火灾等安全问题。可以做到全域实时在线监控、提前预警、集中监管、联动控制四大功能，能够真正体现出“小投入、高回报”的商业价值，可以有效解决因雷电、静电、电气火灾等。
雷电预警系统
考虑到石油化工场所的全天候运行要求，需要一套雷电预警系统实时测量记录地面上的静电场值与变化率，对雷电活动进行识别、预警，提前防范。
在雷电来临之前，采用自动隔离供电系统，记录和保存雷电强度的数据，结合实际发生的雷击损失数据，可以清楚地判知此区域的雷击危害程度，以及设备承受雷击的能力，从而可以科学地进行雷击风险评估，做好雷击防范措施。在指挥室设置各站点的雷情预警，便于观测和存储其他站点的雷击情况。
实现功能：
实时显示电场强度；
实时显示雷电预警状态；
声光语音告警；
实时监测与操控电源状态；
数据查询、数据分析。

产品结构
大气电场仪作为探测大气中电场强度的主要仪器，室外探头部分包括外场传感器、信号处理箱两部分组成，外场传感器负责对地表附件的大气静电场场强进行测量，再完成一次数据采集。信息处理箱主要完成传感器所采集数据的分析、处理和存储，并将转换结果打上时标发送出去，同时还对外场传感器进行供电和箱体内温度的电路板的温湿度进行实时监控，电源电压，经纬度等数据进行识别和监控。此外，电源端口和信号端口都做了防雷电波感应和入的防护用来抵抗因雷击或电网中大功率设备通断产生的电涌侵袭，保护设备不受损坏。
室内设备主要是上位机软件，负责将信息处理箱发来的探测数据通过上位机软件解析，并显示在PC机上，并在上位机上进行实时监控和雷暴预警。整个系统可由1组室外探头和上位机软件组成也可由多组室外探头和上位机软件组成。
性能参数：
探测半径：15km
电场测量范围：-50kv/m~+50kv/m
模拟输出：-10v~+10v
电场分辨率：<5V/m
灵敏度：<50V/m
响应时间：1秒
输出波特率：可调，初始9600波特率
通信方式：有线RS485、无线GPRS
信号接口：DB9芯232、485接口
支持的管理（控制）功能：3级预警阈值设置、外场系数设置
报警方式：声、光报警
工作环境温度：-20℃~55℃ 湿度：0%~100%
安装位置：室外
电气参数：电机转数 600rpm
电源提供：DC 12v或AC220V
电力消耗：<4W
设备外形参数支架高度： 1.5m
安装位置：室外

用户可以将雷电预警系统探头与电脑连接，从而达成远程监控的目的；或者，通过对数据的分析，对雷云静电场强度和极性变化做出更准确的判断。同时，本系统还可以与声光报警系统相连接。
雷电预警信号
一级预警（绿色）：雷暴在形成过程中，雷电可能发生，提示提醒操作人员对可能的雷暴进行注意，并通知进行注意和预防。
二级预警（黄色）：雷暴将要发生阶段，进一步确认信息，此时距雷闪真正发生时间至少约30分钟左右，提醒用户可以采取安全保护预案，以避免雷击损失。
三级预警（红色）：雷电很快发生，自动操作系统，此时距雷闪真正发生的时间约在5分钟左右，提醒用户采取安全防护措施，以避免雷击损失。
雷电预警系统安装要求：
1.雷电预警探头应在晴天进行安装；
2. 雷电预警探头应安装于无遮挡以及周边无遮挡物的户外；
3.不得安装在发电机排气出口处、电线杆旁及高压线下；
4.在非正常情况下，在突起于地面、靠近天线杆或其他设备时，场强及其测试数据有可能会被干扰；
5.有线方式下，室外电场仪探头至室内主机的布线距离不建议超过100米。
6.更多详情请咨询本公司
如有参数更新，恕不另行通知，技术解释权归本公司所有。