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雷電預(yù)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)原理-點(diǎn)擊查看-易造防雷

發(fā)布時(shí)間:2024-04-12 瀏覽量：1526 作者：易造科技

雷暴天氣常常造成嚴(yán)重的危害，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，氣象監(jiān)測(cè)能力不斷提高，雷電預(yù)警系統(tǒng)采用先進(jìn)的雷電傳感器和處理技術(shù)，觀測(cè)大氣電場(chǎng)的實(shí)時(shí)變化，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雷電活動(dòng)并及時(shí)預(yù)警信息。

雷電預(yù)警系統(tǒng)

一、預(yù)警監(jiān)測(cè)設(shè)備-大氣電場(chǎng)儀

雷電是由起電的云產(chǎn)生，而雷暴或積雨云是由上升氣流產(chǎn)生，當(dāng)雷暴云中的電荷積累到一定程度后，就出現(xiàn)了雷電。

雷電預(yù)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)原理-大氣電場(chǎng)儀

雷暴云內(nèi)的電荷在地面上形成一個(gè)強(qiáng)靜電場(chǎng)，雷暴的起電過程或雷暴會(huì)造成晴天大氣靜電場(chǎng)的變化，所以，通過監(jiān)測(cè)大氣中靜電場(chǎng)值變化，就可以檢測(cè)到雷電活動(dòng)并達(dá)到預(yù)警的目的，而雷電預(yù)警系統(tǒng)的雷暴探測(cè)儀-大氣電場(chǎng)儀就是測(cè)量雷暴產(chǎn)生靜電場(chǎng)值的儀器，也是唯一可以探測(cè)到雷電4個(gè)生命周期的探測(cè)儀。

雷電預(yù)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)原理

GB/T 38121-2019《雷電防護(hù)-雷暴預(yù)警系統(tǒng)》4.1描述雷暴的生命周期包括4個(gè)不同階段，初始階段-成長(zhǎng)階段-成熟階段-消散階段。

1.初始階段（積云期）：云通過其內(nèi)部電荷的分離起電。電荷分布在云內(nèi)不同區(qū)域，并產(chǎn)生一個(gè)在地面上可測(cè)量的靜電場(chǎng)。通常該靜電場(chǎng)被認(rèn)為是一次雷暴發(fā)生前第一個(gè)可探測(cè)的現(xiàn)象。

2.成長(zhǎng)階段：也稱發(fā)展階段，在云內(nèi)電荷區(qū)域發(fā)展到一定程度后出現(xiàn)首次云閃或地閃。

3.成熟階段：地閃和云閃均有發(fā)生。

4.消散階段：云閃和地閃發(fā)生率均開始衰減，且大氣靜電場(chǎng)恢復(fù)至正常水平。

二、雷電預(yù)警系統(tǒng)測(cè)量原理

大氣電場(chǎng)儀利用置于電場(chǎng)中的導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)電荷的原理來測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度和方向。電場(chǎng)儀探頭中定子上的感應(yīng)電荷Q（t）為時(shí)間的函數(shù)，其值與外界電場(chǎng)強(qiáng)度E成正比：Q（t）= -ε0 E A（t）

注

公式中-ε0為自由空間介電常數(shù)，A（t）為定子暴露在電場(chǎng)中的表面積。

所以當(dāng)定子的暴露面積隨時(shí)間不斷變化時(shí)，Q（t）為一個(gè)交變電流信號(hào)。由于電場(chǎng)強(qiáng)度與感應(yīng)電流成比例關(guān)系，因此通過測(cè)量感應(yīng)電流流經(jīng)一個(gè)大電阻產(chǎn)生的等效電壓值，即可得到外界電場(chǎng)強(qiáng)度值。同時(shí)感應(yīng)電流流經(jīng)一個(gè)大電阻產(chǎn)生的等效電壓值與外界電場(chǎng)強(qiáng)度值之間的比例系數(shù)可以通過標(biāo)定得到。

雷電預(yù)警系統(tǒng)測(cè)量原理

將雷電預(yù)警系統(tǒng)安裝在中控樓頂或空曠區(qū)域，大氣電場(chǎng)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣場(chǎng)強(qiáng)變化，探頭會(huì)將探測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣和處理，并通過RS485信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)中心，在雷電來臨前5 ~ 30分鐘發(fā)出預(yù)警信息，幫助相關(guān)部門和用戶采取有效的預(yù)防和應(yīng)急措施，降低雷電帶來的危害。

三、雷電預(yù)警系統(tǒng)的重要性

雷電預(yù)警系統(tǒng)在保護(hù)人們生命財(cái)產(chǎn)安全中扮演著至關(guān)重要的角色，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷暴全過程的有效探測(cè)和量化預(yù)警，精準(zhǔn)的辨識(shí)和預(yù)判雷暴發(fā)生階段，為雷電主動(dòng)防御計(jì)劃（及應(yīng)急預(yù)案）贏得合理的時(shí)間窗口。

雷電預(yù)警系統(tǒng)重要性

1.減少人員雷擊傷害

提醒作業(yè)人員及時(shí)躲避，有效避免雷雨天氣下外場(chǎng)作業(yè)、高空作業(yè)的人員傷害。

2.減少雷擊火災(zāi)事故的發(fā)生概率

實(shí)現(xiàn)雷暴天氣下作業(yè)的“ 量化時(shí)間窗管理 ”，最大程度減少雷電造成的火災(zāi)爆炸等惡性事故的發(fā)生概率，為高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)增加一道安全保障。

3.減少無效停工

確保安全的前提下，大幅減少因雷電造成的無效停工時(shí)間。

4.減少電子系統(tǒng)損害

在雷暴將臨時(shí)，執(zhí)行電子電氣設(shè)施的主動(dòng)防御，可有效降低弱電設(shè)備的雷擊概率。

因此，建設(shè)雷電預(yù)警系統(tǒng)是非常必要的，在今后，雷電預(yù)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)原理及測(cè)量精度定會(huì)取得更大的突破和發(fā)展，為人們的生活和財(cái)產(chǎn)安全提供有力的保障。

-End-

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