自然界每年都有幾百萬(wàn)次閃電。雷電災(zāi)害是“聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)十年”公布的最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一。最新統(tǒng)計(jì)資料表明，雷電造成的損失已經(jīng)上升到自然災(zāi)害的第三位。全球每年因雷擊造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因雷擊以及雷擊負(fù)效應(yīng)造成的人員傷亡達(dá)3000～4000人，財(cái)產(chǎn)損失在50億元到100億元人民幣。

雷電災(zāi)害所涉及的范圍幾乎遍布各行各業(yè)。現(xiàn)代電子技術(shù)的高速發(fā)展，帶來(lái)的負(fù)效應(yīng)之一就是其抗雷擊浪涌能力的降低。以大規(guī)模集成電路為核心組件的測(cè)量、監(jiān)控、保護(hù)、通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)電子設(shè)備廣泛運(yùn)用于電力、航空、國(guó)防、通信、廣電、金融、交通、石化、醫(yī)療以及其它現(xiàn)代生活的各個(gè)領(lǐng)域，這些電子設(shè)備普遍存在著對(duì)暫態(tài)過(guò)電壓、過(guò)電流耐受能力較弱的缺點(diǎn)，暫態(tài)過(guò)電壓不僅會(huì)造成電子設(shè)備產(chǎn)生誤操作，也會(huì)造成更大的直接經(jīng)濟(jì)損失和廣泛的社會(huì)影響。

油庫(kù)作為接收、儲(chǔ)存和發(fā)放原油或原油產(chǎn)品的企業(yè)，是國(guó)家石油儲(chǔ)備和供應(yīng)的基地，它對(duì)于保障國(guó)防和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有相當(dāng)重要的意義。1989年8月12日上午，中國(guó)石油總公司黃島油庫(kù)遭雷擊發(fā)生特大爆炸事故，19人死亡，100多人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失3540萬(wàn)元；1998年7月13日下午，遭遇直擊雷雷擊，造成庫(kù)區(qū)油罐爆炸，燒毀0號(hào)柴油125噸及1000m3柴油罐1座，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。由此可見(jiàn)，油庫(kù)做好防雷設(shè)施的預(yù)防是多么重要。

在傳統(tǒng)防雷（接地泄流）日益完善的今天，現(xiàn)實(shí)生活中往往還是依舊遭受雷災(zāi)（人群無(wú)法及時(shí)疏散、設(shè)備隔離電源未及時(shí)保護(hù)等等），及時(shí)了解雷電何時(shí)到達(dá)顯得對(duì)后續(xù)防雷工作尤為重要，而雷電預(yù)警系統(tǒng)則能補(bǔ)全這一短板。

雷電預(yù)警系統(tǒng)是目前公認(rèn)的能大幅降低雷擊傷亡與災(zāi)害最有效的措施之一，能及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)當(dāng)?shù)?/span>30分鐘內(nèi)雷擊活動(dòng)情況，為企業(yè)的安全生產(chǎn)管理提供科學(xué)的依據(jù)；在我國(guó)“雷電預(yù)警”現(xiàn)在還只處在一個(gè)起步階段，國(guó)家雷電標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)對(duì)于雷電預(yù)警的標(biāo)準(zhǔn)剛于2019年10月定初稿，形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)名稱為“雷電防護(hù) 雷暴預(yù)警系統(tǒng) GB/T 38121-2019/IEC62793:2016”。

大型油氣儲(chǔ)存基地雷電預(yù)警系統(tǒng)基本要求

一、適用范圍本文件明確了大型油氣儲(chǔ)存基地雷電預(yù)警系統(tǒng)的基本功能、系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)指標(biāo)和預(yù)警分級(jí)、應(yīng)急響應(yīng)、運(yùn)行維護(hù)等基本要求。

二、標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

GB/T 27962 氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)圖標(biāo)

GB/T 38121 雷電防護(hù) 雷暴預(yù)警系統(tǒng)

GB/T 40619 基于雷電定位系統(tǒng)的雷電臨近預(yù)警技術(shù)規(guī)范

T/CECS 688 雷電預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程

T/CMSA 0012 爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)要求

QX/T 262 雷電臨近預(yù)警技術(shù)指南

三、基本功能雷電預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集雷電相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型油氣儲(chǔ)存基地及鄰近區(qū)域雷電活動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、全面感知、臨近預(yù)警，基本功能如下：1.雷電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具備實(shí)時(shí)探測(cè)地面大氣電場(chǎng)等雷電特征參數(shù)功能。2.雷電臨近預(yù)警，包括雷電預(yù)警級(jí)別、雷電預(yù)警時(shí)間、預(yù)警區(qū)域、預(yù)警解除等信息。3.雷電歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢，具備覆蓋區(qū)域內(nèi)雷電預(yù)警信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析功能。4.具備與全國(guó)危化品風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互功能。

四、系統(tǒng)構(gòu)成雷電預(yù)警系統(tǒng)由雷電探測(cè)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和用戶端等部分組成。1.雷電探測(cè)模塊：由大氣電場(chǎng)儀、閃電定位系統(tǒng)、多普勒雷達(dá)等一種或多種方式組成，其中大氣電場(chǎng)儀應(yīng)在大型油氣儲(chǔ)存基地本地裝設(shè)，閃電定位系統(tǒng)和多普勒雷達(dá)探測(cè)數(shù)據(jù)宜通過(guò)第三方獲取。2.數(shù)據(jù)處理模塊：應(yīng)配置支持雷電探測(cè)數(shù)據(jù)的通信、接收、存儲(chǔ)、計(jì)算與應(yīng)用發(fā)布的硬件和軟件。3.用戶端：包括電腦端、移動(dòng)端、數(shù)據(jù)接口服務(wù)等一種或多種不同類型。

什么是“雷電預(yù)警”？

基本定義：在雷擊發(fā)生前的10~30分鐘左右發(fā)出警告訊號(hào)，提醒或告知那些在野外作業(yè)的人員，及時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧┍芾住?/span>

國(guó)家雷電標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)研究認(rèn)為，“雷電預(yù)警”主要有三個(gè)方面的作用：

1、 提醒野外作業(yè)人員及時(shí)停止火暫停室外作業(yè)，進(jìn)入安全地帶避雷，防止雷擊傷害；

2、 對(duì)某些可能造成重大危害的作業(yè)，雷擊前及時(shí)采取適當(dāng)措施，防止重大雷擊事故發(fā)生。比如：易燃易爆場(chǎng)所的室外作業(yè)，此時(shí)必須停止或暫停；

3、 采取自動(dòng)分合閘系統(tǒng)使供電線路隔離雷電，對(duì)一些重要設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

怎么判斷自己是否需要“雷電預(yù)警系統(tǒng)”？

國(guó)家雷電標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)定義了四種類別來(lái)輔助用戶自己判斷

表格1 – 關(guān)于人員保護(hù)的雷電風(fēng)險(xiǎn)分類

表格2 – 關(guān)于物品損失的雷電風(fēng)險(xiǎn)分類

表格3 – 關(guān)于有價(jià)值的服務(wù)的雷電風(fēng)險(xiǎn)分類

表格4 – 關(guān)于環(huán)境災(zāi)害的雷電風(fēng)險(xiǎn)分類

當(dāng)有任何一類的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)達(dá)到A，即表示你應(yīng)該選擇安裝雷電預(yù)警系統(tǒng)，當(dāng)有二類風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)達(dá)到B，你也應(yīng)該選擇安裝雷電預(yù)警系統(tǒng)。

2.1系統(tǒng)概述

雷電預(yù)警系統(tǒng)主要由大氣電場(chǎng)偵測(cè)探頭、預(yù)警主機(jī)和監(jiān)測(cè)軟件組成。

（1）預(yù)警系統(tǒng)特點(diǎn)

● 基于靜電場(chǎng)原理測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度；

●  通過(guò)不同的方法來(lái)測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度并消除工業(yè)干擾信號(hào)；

● 在惡劣環(huán)境下有效的保護(hù)測(cè)量電極；

● 機(jī)械部分由電極和螺旋電機(jī)組成, 抵御酸性污染；

● 寬廣的檢測(cè)范圍；

● 產(chǎn)品無(wú)噪音、高隱蔽性，適合惡劣氣候下連續(xù)工作、使用壽命長(zhǎng)；

(2) 適用范圍

雷電預(yù)警系統(tǒng)是一整套全自動(dòng)、大面積、高精度、實(shí)時(shí)雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，曾為奧運(yùn)會(huì)、世博會(huì)、青奧會(huì)、上合組織峰會(huì)等大型活動(dòng)提供雷電預(yù)警服務(wù)保障，也曾為各類危化、重點(diǎn)場(chǎng)所提供預(yù)警保護(hù)。其適合文保單位、旅游景區(qū)、學(xué)校、車站、廣場(chǎng)、高爾夫球場(chǎng)、太陽(yáng)能發(fā)電站、地鐵站等地，以及油庫(kù)、加油站、化工廠等易燃易爆場(chǎng)所安裝使用。

2.2設(shè)計(jì)依據(jù)

IEC 62305 雷電防護(hù)（Protection against lightning）

GB/T 38121-2019/IEC 62793:2016 雷電防護(hù) 雷暴預(yù)警系統(tǒng)

Q/CH010-2018 大氣電場(chǎng)儀一般功能規(guī)格技術(shù)要求

2.3組成部分

主要包含以下4個(gè)內(nèi)容：

1、安裝于中控樓頂?shù)膽敉獯髿怆妶?chǎng)監(jiān)測(cè)裝置 

2、安裝于值班室或中控室的聲光報(bào)警主機(jī)

3、軟件

2.4工作原理

眾所周知，靜電場(chǎng)是由電荷建立的，雷暴的發(fā)生來(lái)源于雷雨云內(nèi)部的電荷累積；只要能夠準(zhǔn)確檢測(cè)空間靜電場(chǎng)的變化，就可以間接了解雷雨云電荷累積的情況。根據(jù)多年來(lái)世界各地所記錄的相關(guān)氣象資料表明，雷暴的發(fā)生需要一定條件，并且具有規(guī)律性：以在平地距地面約1.5m處設(shè)立的檢測(cè)點(diǎn)為例，在一個(gè)無(wú)云天氣檢測(cè)到的平均場(chǎng)強(qiáng)約為250V/m，而當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)值達(dá)到2KV/m以上時(shí)，通常意味著該地點(diǎn)上方雷雨云已經(jīng)產(chǎn)生；如果場(chǎng)強(qiáng)持續(xù)增大至4kV/m，發(fā)生雷暴現(xiàn)象的可能性就將超過(guò)90%；雷暴發(fā)生時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)會(huì)增大至14KV/m以上。一般情況下，獨(dú)立雷雨云或雷雨云群的產(chǎn)生需要至少約20分鐘。

基于上述原理設(shè)計(jì)的高性能雷暴預(yù)警系統(tǒng)，它能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)其所在位置的靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)變化，然后反映在輸出結(jié)果中并與預(yù)設(shè)的三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)門(mén)限相比較，以確定警報(bào)等級(jí)。系統(tǒng)的檢測(cè)半徑在10–20km范圍。

當(dāng)雷云形成或靠近的時(shí)候，對(duì)地靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)呈現(xiàn)顯著變化特征。如圖所示： 

捷力通雷電預(yù)警系統(tǒng)采用大氣電場(chǎng)偵測(cè)傳感器運(yùn)用測(cè)量環(huán)境靜電場(chǎng)的原理來(lái)對(duì)雷云進(jìn)行偵測(cè)分析。在任何時(shí)候，系統(tǒng)都可以根據(jù)對(duì)環(huán)境靜電場(chǎng)的變化來(lái)偵測(cè)15公里以內(nèi)靠近的雷雨云。當(dāng)靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸升高的時(shí)候，這就意味著在測(cè)量區(qū)域范圍很可能出現(xiàn)雷電。

大氣電場(chǎng)偵測(cè)傳感器處理完成雷電電場(chǎng)變化數(shù)據(jù)值后，分析雷電預(yù)警等級(jí)，通過(guò)通信模塊將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸至預(yù)警控制主機(jī)智能處理單元，主機(jī)智能處理單元可通GPRS將數(shù)據(jù)發(fā)送至控制中心,并通過(guò)上位機(jī)軟件顯示預(yù)警信息。

2.5設(shè)備參數(shù)

    本項(xiàng)目設(shè)備選擇型號(hào)：JLT-storm 2.0

主要技術(shù)參數(shù)：

2.6通信控制

    本項(xiàng)目采用移動(dòng)通信公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸及控制，雷電預(yù)警子系統(tǒng)、終端控制子系統(tǒng)、自動(dòng)接閃桿子系統(tǒng)分別配置通信模塊和遠(yuǎn)程控制模塊。

2.7供電及終端處理子系統(tǒng)

2.5.1 電源

大氣電場(chǎng)傳感器供電電壓：DC24V。

預(yù)警主機(jī)供電：AC220V或100W 38AH太陽(yáng)能。

2.5.2 功耗

大氣電場(chǎng)傳感器：3.5W

預(yù)警主機(jī)：3.5W

2.8軟件

雷電預(yù)警專業(yè)版控制軟件，與電腦連接實(shí)現(xiàn)雷云監(jiān)測(cè)的目的，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)到的雷云數(shù)據(jù)的分析，對(duì)雷云電場(chǎng)強(qiáng)度和極性變化做出更準(zhǔn)確的判斷。

雷電預(yù)警專業(yè)版控制軟件系統(tǒng)主要包括設(shè)備的添加、刪除、數(shù)據(jù)分析、維護(hù)管理和權(quán)限管理等豐富的功能。預(yù)警點(diǎn)的群組等功能。當(dāng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行后，即可在主窗口實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的電場(chǎng)強(qiáng)度，各個(gè)預(yù)警點(diǎn)的工作狀態(tài)并在軟件界面上對(duì)當(dāng)天的電場(chǎng)情況進(jìn)行預(yù)覽顯示。

預(yù)警控制軟件系統(tǒng)功能

▲ 預(yù)警設(shè)置功能

系統(tǒng)允許用戶根據(jù)需要設(shè)置雷電預(yù)警時(shí)段，在設(shè)置時(shí)段內(nèi)，如發(fā)生雷電預(yù)警情況，將進(jìn)行雷電預(yù)警的聲光報(bào)警。

▲ 雷電預(yù)警提示功能

在主界面中，實(shí)時(shí)顯示各預(yù)警點(diǎn)工作狀態(tài)信息。

在主界面可顯示當(dāng)前預(yù)警強(qiáng)度的級(jí)別。

在主界面可顯示大氣電場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曲線圖。

▲ 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)功能

雷電預(yù)警系統(tǒng)軟件，具備了完善的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，可以通過(guò)有線或無(wú)線進(jìn)行雷電預(yù)警的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)的傳輸完全遵循TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

▲ 蜂窩網(wǎng)群組

可將同個(gè)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)組建成蜂窩網(wǎng)群組，實(shí)時(shí)觀測(cè)雷云軌跡變化，可有效減少環(huán)境因素干擾，更加清晰準(zhǔn)確的判斷雷電發(fā)生。

▲ 歷史記錄查詢

▲ 時(shí)間設(shè)置功能

系統(tǒng)自帶記錄雷電預(yù)警發(fā)生時(shí)刻，用戶可進(jìn)行校準(zhǔn)。

三、儀器的維護(hù)

1）偵測(cè)探頭（室外傳感器）        

保持探頭電機(jī)葉片表面清潔、平整。建議定期清潔保養(yǎng)，清理葉片表面灰塵及其他影響電機(jī)旋轉(zhuǎn)的雜物。可用清潔水噴灑葉片表面用軟毛刷子清洗（清洗時(shí)，請(qǐng)先關(guān)閉電源）。

保持探頭電機(jī)部分旋轉(zhuǎn)正常。檢查電機(jī)是否正常（轉(zhuǎn)速為26轉(zhuǎn)每秒），是否有異響。

2）室內(nèi)控制箱

市電部分 檢查市電輸入及開(kāi)關(guān)電源直流輸出是否正常（工作電壓為DC23～27V）。

檢查線路是否松動(dòng)、空氣開(kāi)關(guān)是否斷開(kāi)、避雷器是否正常。

3）箱內(nèi)通訊設(shè)備

有線部分檢查網(wǎng)口是否松動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)線路是否完好、網(wǎng)絡(luò)配置是否正確。檢查最近交換設(shè)備是否正常工作。（可觀察箱內(nèi)通訊模塊YFB-01網(wǎng)口燈及Lan燈）

如上述情況都正常，則可判斷是通訊設(shè)備是否故障。

485通訊部分 檢查探頭信號(hào)輸出端、RS485信號(hào)避雷器以及通訊模塊串口輸入端。（可觀察箱內(nèi)通訊模塊YFB-01上TX、RX燈）

4）其他設(shè)備維保

檢查防水、防蟲(chóng)、太陽(yáng)能板積灰、各部件之間連接。