1.1 綜述

由于全球氣候變化，雷擊事故逐年上升，各類景區(qū)、游樂場(chǎng)、重點(diǎn)場(chǎng)所時(shí)有受災(zāi)。輕微者，造成電子設(shè)備損壞，嚴(yán)重者，有可能引起火災(zāi)及人員傷亡。因此，在做好直擊雷防護(hù)、接地及浪涌保護(hù)的基礎(chǔ)上，采用雷電預(yù)警系統(tǒng)是目前世界公認(rèn)的能大幅降低雷擊事故的有效措施。

JLT-LDYJ6.0 高性能雷電預(yù)警系統(tǒng)為全新一代雷電預(yù)警系統(tǒng)，其由高性能場(chǎng)磨式電場(chǎng)儀Pre-storm 2.0和閃電方向儀LDI二合一組成，能有效監(jiān)測(cè)其周圍20公里內(nèi)的大氣電場(chǎng)強(qiáng)度變化以及32公里內(nèi)的閃電發(fā)生及方位，屬于雷電探測(cè)技術(shù)中FSM與MDF技術(shù)的結(jié)合，雷電預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)至95%以上，預(yù)警時(shí)效也較傳統(tǒng)的單電場(chǎng)儀預(yù)警能提前10至20分鐘。

1.2 主動(dòng)防雷與被動(dòng)防雷的比較

隨著雷電災(zāi)害的不斷增加，越來越多的單位，集體以及各類組織開始意識(shí)到雷電保護(hù)的重要性，并且在實(shí)際應(yīng)用中，采用了完善的雷電保護(hù)措施，如，避雷針，接地系統(tǒng)和浪涌保護(hù)系統(tǒng)。然而，在很多情況下，以上所述的傳統(tǒng)被動(dòng)式雷電保護(hù)即使設(shè)計(jì)的再標(biāo)準(zhǔn)，也無法做到最全面的保護(hù)，每年依然有大量的雷電災(zāi)害損失產(chǎn)生。甚至，在一些特殊場(chǎng)合，無法采用傳統(tǒng)被動(dòng)式的雷電保護(hù)（例如，大面積的戶外活動(dòng)場(chǎng)所）。

因此，出于對(duì)重點(diǎn)單位，部門的防護(hù)等級(jí)提升的需求，在最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 38121-2019《雷電防護(hù) 雷暴預(yù)警系統(tǒng)》中提出了一個(gè)全新的概念 – 預(yù)防性保護(hù)：即，提前探測(cè)雷電的活動(dòng)趨勢(shì)，在精確的時(shí)間范圍內(nèi)，對(duì)特定的區(qū)域提供雷電預(yù)警信息，以便提前采取雷電災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案，從而便于用戶提高防護(hù)等級(jí)，減少財(cái)產(chǎn)，人身安全的損失，提升管理水平。

需要注意的是，雷電預(yù)防性保護(hù)并不是用來替代傳統(tǒng)被動(dòng)式雷電保護(hù)，而是一種提升保護(hù)等級(jí)的補(bǔ)充措施，尤其適合景區(qū)，石油石化，電力，通信，交通等對(duì)防護(hù)等級(jí)要求較高的場(chǎng)所。

注：在某些特殊場(chǎng)合，當(dāng)無法應(yīng)用傳統(tǒng)被動(dòng)式雷電保護(hù)時(shí)，可以將雷電預(yù)警作為單獨(dú)的保護(hù)措施使用。

1.3 本地雷電預(yù)警與氣象預(yù)警的區(qū)別

氣象部門對(duì)社會(huì)發(fā)布的雷電預(yù)警分為藍(lán)、黃、橙、紅四個(gè)等級(jí)預(yù)警，其標(biāo)準(zhǔn)為3小時(shí)內(nèi)發(fā)布區(qū)域可能發(fā)生雷電活動(dòng)以及可能出現(xiàn)雷災(zāi)的幾率大小，發(fā)布區(qū)域可能覆蓋整個(gè)縣市，范圍較大，對(duì)于某個(gè)具體的景區(qū)或場(chǎng)所在安全生產(chǎn)活動(dòng)中精準(zhǔn)性與操作性不是非常理想，只能作為大范圍的天氣預(yù)報(bào)術(shù)語。

本地雷電預(yù)警按照美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)雷擊實(shí)驗(yàn)室推出的《雷擊探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)》中的雷擊分級(jí)評(píng)估辦法，正常人在非完全封閉的室內(nèi)聽到雷聲可稱為“本地落雷”，而雷聲在空氣中的傳播距離一般為10~30公里，所以，一般以能有效監(jiān)測(cè)10~30公里內(nèi)的雷電探測(cè)傳感器組成的系統(tǒng)稱為本地雷電預(yù)警系統(tǒng)。

1.4 雷電的形成及雷電探測(cè)裝置的分類

在正常的天氣條件下，大氣中的正，負(fù)電荷處于平衡的狀態(tài)。此時(shí)，相對(duì)于大氣以及地面上的物體，大地?fù)碛懈嗟呢?fù)電荷。然而，當(dāng)一個(gè)雷電風(fēng)暴開始形成時(shí)，電荷將發(fā)生極化，該極化分為三個(gè)部分：云端頂部的正電荷，中間部分負(fù)電荷區(qū)（ -10 至 -20℃），以及在冰點(diǎn)附近的一小部分正電荷。由于云的較低部分充滿了負(fù)電荷，從而引起大地以及地面上物體充滿了正電荷，從而在大氣中產(chǎn)生可達(dá)數(shù)萬伏的電場(chǎng)。從可觀測(cè)和測(cè)量的角度，雷電的形成分為以下四個(gè)步驟：

階段一：電荷的分化和積累階段。在此階段能夠探測(cè)到大氣電場(chǎng)的上升，但一般并沒有成熟的雷電形成。

階段二：云間放電過程。在此階段，由于電荷的分化和積累達(dá)到一定程度，最先在云內(nèi)或云間產(chǎn)生了放電活動(dòng)。此時(shí)，可以聽到雷聲，或看到云內(nèi)的閃電。

階段三：云與地放電過程。在此階段，一個(gè)成熟的雷電活動(dòng)已經(jīng)形成，大量的云閃與地閃正在發(fā)生。

階段四：消散過程。由于放電結(jié)束，云層中的電荷重新趨于平衡，大氣電場(chǎng)也隨之下降至平衡狀態(tài)，一般小于300v/m。

綜觀，在所有的階段中，大氣電場(chǎng)的上升是雷電形成的主要表征之一。尤其在雷電活動(dòng)還沒有產(chǎn)生時(shí)，大氣電場(chǎng)是目前本地唯一可以觀測(cè)到的與雷電形成有直接聯(lián)系的物理數(shù)據(jù)。一般來說，一個(gè)在形成中的雷云會(huì)對(duì)半徑10~20km范圍內(nèi)的大氣電場(chǎng)產(chǎn)生影響。因此建立本地雷電預(yù)警系統(tǒng)，大氣電場(chǎng)探測(cè)儀是必不可少的儀器。

另一方面，當(dāng)雷電活動(dòng)已經(jīng)發(fā)生時(shí)，無論是云間放電還是云對(duì)地放電，都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的空間電磁場(chǎng)，這種電磁場(chǎng)可以在較遠(yuǎn)的距離被探測(cè)到。一般云間放電過程可在32km范圍內(nèi)被探測(cè)到，而云對(duì)地放電最大可在60km范圍內(nèi)被探測(cè)到。

依據(jù)不同的探測(cè)方式，雷電探測(cè)設(shè)備一般分為以下三類：

1類探測(cè)儀（場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量法FSM）: 該類儀器可以探測(cè)到整個(gè)雷電過程。由于探測(cè)范圍主要在10~20km半徑范圍內(nèi)，因此一般被稱為本地雷電探測(cè)裝置。

2類探測(cè)儀（磁定向法MDF）: 該類設(shè)備能夠探測(cè)到雷電形成的第二及第三階段變化。云間放電會(huì)釋放出非常高頻的電磁波，一般為100mhz，該設(shè)備的有效率為80%以上，所在區(qū)域的不確定性小于5km。由于該類探測(cè)儀器可以在本地的大氣電場(chǎng)受到影響之前就探測(cè)到遠(yuǎn)程的雷云活動(dòng)，因此一般被稱為遠(yuǎn)程雷電探測(cè)裝置。

3類探測(cè)儀（射頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量法RFM）: 該類設(shè)備能探測(cè)到雷電形成的第三階段。探測(cè)距離約100km，一般都是氣象愛好者使用。

綜上所述，1類探測(cè)儀對(duì)于本地形成的雷電活動(dòng)有很好的提前效應(yīng)，但是對(duì)于遠(yuǎn)程已經(jīng)形成的雷電無法及時(shí)預(yù)知；2類探測(cè)儀對(duì)于本地的雷電活動(dòng)探測(cè)的提前性不足，但是卻能在更大范圍內(nèi)預(yù)判遠(yuǎn)處雷電活動(dòng)的方向和趨勢(shì)。因此，采用1+2類的探測(cè)方式能夠最為全面的對(duì)雷電活動(dòng)進(jìn)行預(yù)判，從而真正實(shí)現(xiàn)雷電預(yù)警的保護(hù)作用。

1.5 JLT-LDYJ6.0 高性能雷電預(yù)警系統(tǒng)簡(jiǎn)介

JLT-LDYJ6.0 高性能雷電預(yù)警系統(tǒng)其高精度場(chǎng)磨式電場(chǎng)儀Pre-storm 2.0和閃電方向儀LDI二合一組成，能有效監(jiān)測(cè)其周圍半徑10~20公里內(nèi)的大氣電場(chǎng)強(qiáng)度變化以及32公里內(nèi)的閃電發(fā)生及方位，屬于雷電探測(cè)技術(shù)中FSM與MDF技術(shù)的結(jié)合，雷電預(yù)警準(zhǔn)確率高達(dá)95%以上，預(yù)警時(shí)效也較傳統(tǒng)的單電場(chǎng)儀預(yù)警能提前10至20分鐘。

JLT-LDYJ6.0 預(yù)警系統(tǒng)在作出預(yù)警判斷后，可通過后續(xù)繼電輸出方式，依據(jù)預(yù)警級(jí)別，分別激活不同的報(bào)警裝置（聲光報(bào)警、電源自動(dòng)切換、避雷針自動(dòng)升降等），也可通過PC軟件端和MAS短信、手機(jī)APP等方式通知到管理人員，從而達(dá)到主動(dòng)式防護(hù)的目的。

JLT-LDYJ6.0 高性能雷電預(yù)警系統(tǒng)分為戶外探測(cè)單元、控制主機(jī)及預(yù)警裝置三大部分。其中，探測(cè)單元安裝在需要進(jìn)行預(yù)防性保護(hù)的戶外區(qū)域，控制主機(jī)可按照實(shí)際需求安裝在控制中心或值班室，預(yù)警裝置則依據(jù)需要采取的預(yù)警措施安裝在戶外現(xiàn)場(chǎng)或室內(nèi)控制中心。

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