徐元亮 廖漍龍

1.寧波防雷安全檢測有限公司 浙江 寧波 315000

2.防城港市天安防雷有限公司 廣西 防城港 538001

現(xiàn)階段，部分城市雖然建立了閃電定位監(jiān)測網(wǎng)，能夠?yàn)槌鞘欣纂姳O(jiān)測提供幫助，事實(shí)上，是在雷雨云中電荷不斷累積下才產(chǎn)生的雷電，所以閃電的發(fā)生，需要滿足雷雨云中電荷積累到一定程度后達(dá)到擊穿電場的強(qiáng)度，此時(shí)閃電定位系統(tǒng)才可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測，因此，該裝置并不能很好的探測到雷電前期情況。這就需要應(yīng)用雷電預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對閃電形成前云中的電荷積累和演變活動(dòng)的檢測，從而有效做到預(yù)防，為城市安全提供必要保障。

一、城市雷電預(yù)警系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

從城市整體結(jié)構(gòu)看，居民、建筑、設(shè)備等之間非常集中，由于這一特點(diǎn)，所以對于雷電預(yù)警探頭部署，建議實(shí)行網(wǎng)格化形式，雷電預(yù)警探頭的安裝就可以將距離控制在每3到5公里，最終構(gòu)建出預(yù)警保護(hù)網(wǎng)，此種設(shè)計(jì)可以較高的在雷電臨近時(shí)發(fā)出預(yù)警[3]。

(一)硬件系統(tǒng)配置

1.電源、信號為單獨(dú)配線有線傳輸方式。在硬件系統(tǒng)配置中，主要采用有線傳輸方式設(shè)計(jì)信號，實(shí)現(xiàn)外部電場信號向中心控制室的傳輸。在室外安裝電場探測頭，而中心控制室內(nèi)則主要安裝客戶端、交換機(jī)等硬件。其中電源、信號都采用單獨(dú)配線有線傳輸方式，通過有線傳輸方式將外部電場信號輸送到每個(gè)通訊機(jī)房內(nèi)，在此模式下，中心控制室可以接收的城市各個(gè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的雷電預(yù)警數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)分析做好基礎(chǔ)工作。

2.電源單獨(dú)配線信號采用GPRS無線模塊傳輸方式。主要就是利用GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無線傳輸，這樣可以向中心控制室輸送外部的數(shù)據(jù)，并且是以無線方式完成這一過程。

(二)軟件系統(tǒng)組成

1.需要實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前電場強(qiáng)度的實(shí)時(shí)監(jiān)測；

2.具備查詢歷史數(shù)據(jù)功能，同時(shí)也可以生成報(bào)表。

3.具有相應(yīng)的報(bào)警功能，可以結(jié)合監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析后，做出相應(yīng)的雷電報(bào)警。

4.可以完成對站點(diǎn)信息參數(shù)的設(shè)置；

5.可以對管理員權(quán)限進(jìn)行配置；

6.能夠結(jié)合電場信息變化，準(zhǔn)備進(jìn)行運(yùn)算并給出判斷，同時(shí)發(fā)出雷電預(yù)警信息；

二、雷電預(yù)警系統(tǒng)工作原理

當(dāng)雷雨云中的電荷達(dá)到一定的數(shù)量時(shí)，云層之間、云與地面間會(huì)出現(xiàn)放電，這就是雷電，可以簡單理解為雷云內(nèi)部的電荷累積到一定程度時(shí)進(jìn)而發(fā)生雷電。對于電場強(qiáng)度以及電場變化率的監(jiān)測，主要應(yīng)用了電效應(yīng)。只有云層滿足電荷，就可以監(jiān)測到云層下面的大氣電場變化情況，從而有效判斷該地區(qū)雷擊發(fā)生機(jī)率。

三、雷電預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1.雷電預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)主要依據(jù)了電荷感應(yīng)原理，利用了先進(jìn)的MEMS技術(shù)，MEMS探測量裝體積小、封裝集成度高，十分便于維修更換。其應(yīng)用的電場探頭測量裝不僅功耗低，而且體積非常小，不容易被磨損，而固態(tài)雷電預(yù)警探頭在安裝上非常簡便，與傳統(tǒng)的場模式電場儀相比，突顯出了很大的穩(wěn)定性、可靠性，與此同時(shí)，固態(tài)雷電預(yù)警探頭基本不受環(huán)境污染影響。

2.從雷電預(yù)警裝置看，主要采用的是全密封處理，這可以有效阻擋外界風(fēng)沙，灰層等。同時(shí)也可以抵擋冰雪等惡劣環(huán)境，固態(tài)雷電預(yù)警探頭屬于無械轉(zhuǎn)動(dòng)，并且是全密封處理，所以將其安裝在風(fēng)沙、冰雪等惡劣環(huán)境中，優(yōu)勢非常突出。

3.由于空氣污染較為嚴(yán)重，尤其是處于強(qiáng)煙塵的環(huán)境中，雷電預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)不需要過多的維護(hù)清洗。

結(jié)語

總之，雷電預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)可以為城市防御雷電災(zāi)害起到重要作用，為了進(jìn)一步增強(qiáng)防御雷電能力，該項(xiàng)技術(shù)還需要在不斷實(shí)踐中進(jìn)一步優(yōu)化。