雷電預(yù)警系統(tǒng)采用大氣電場(chǎng)偵測(cè)儀運(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?xún)?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。
Pre-storm 能夠探測(cè)到可能產(chǎn)生雷擊的雷云電場(chǎng)。大氣電場(chǎng)中的場(chǎng)強(qiáng)將會(huì)被一組相關(guān)數(shù)據(jù)修正，將探測(cè)頭所在地的具體情況對(duì)預(yù)測(cè)的影響計(jì)算在內(nèi)，然后反映在輸出結(jié)果中并與三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)門(mén)限相比較，以確定警報(bào)等級(jí)。
一般我們用以下三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)閥值來(lái)界定警報(bào)等級(jí)：
1級(jí)警報(bào):默認(rèn)的閥值為2kV/m,此時(shí)雷暴正在形成，對(duì)雷暴的初始活動(dòng)進(jìn)行報(bào)警；
2級(jí)警報(bào): 默認(rèn)的閥值為4kV/m,此時(shí)雷暴正逐漸逼近，對(duì)正在接近的雷暴或在本地生成的雷暴進(jìn)行報(bào)警，一般提前時(shí)效為5-20分鐘；
3 級(jí)警報(bào): 默認(rèn)的閥值為 6kV/m,雷暴即將發(fā)生，對(duì)即將在監(jiān)測(cè)地發(fā)生的雷擊進(jìn)行報(bào)警，此時(shí)雷電隨時(shí)發(fā)生；
一、大氣電場(chǎng)儀
大氣電場(chǎng)儀 Prestorm 2.0 采用了差模測(cè)量技術(shù)（有2個(gè)電極，所采集的數(shù)據(jù)是 2 個(gè)電極的差模），相對(duì)于現(xiàn)在市場(chǎng)上采用共模測(cè)量的同類(lèi)產(chǎn)品，避免了許多不必要的干擾信號(hào)，提供了更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。
1. 采用了倒置式結(jié)構(gòu)，外形設(shè)計(jì)獨(dú)特，避免了積水、積雪、灰塵、鳥(niǎo)糞等對(duì)測(cè)試電場(chǎng)產(chǎn)生的影響。
2. 采用了最新一代的數(shù)據(jù)采集器，取樣速度是 4.5ms，而同類(lèi)產(chǎn)品取樣速度約在 32ms 左右。
3. 寬廣的量程范圍（+/-300KV/M）與有效監(jiān)測(cè)區(qū)域（半徑 15-20KM）能適合各種環(huán)境的監(jiān)測(cè)，特別適合高海拔山峰類(lèi)旅游風(fēng)景區(qū)。眾所周知地面大氣電場(chǎng)儀的特性，其安裝位置越高，等勢(shì)線分布越尖銳，其靜態(tài)周?chē)妶?chǎng)值會(huì)明顯增大，狹窄的量程范圍在某些特殊環(huán)境往往不能完成預(yù)警職能，甚至職能采取犧牲靈敏度等方式等倍降低環(huán)境系數(shù)。
4. 能連續(xù)啟動(dòng)三級(jí)報(bào)警級(jí)別，一級(jí)黃色預(yù)警意味著周?chē)欣自频木奂?，二?jí)橙色預(yù)警意味著雷云即將來(lái)臨，往往該時(shí)間在 5-20 分鐘內(nèi)，三級(jí)紅色預(yù)警為高危雷電預(yù)警等級(jí)，本地區(qū)上方隨時(shí)會(huì)發(fā)生雷電活動(dòng)。
5. 精選的材質(zhì)能抵御酸性污染，適合各種嚴(yán)苛的環(huán)境。
6. 使用壽命長(zhǎng)，特別是轉(zhuǎn)動(dòng)部分，我公司給上海氣象局、蘇州氣象局、杭州氣象局等地首批設(shè)備至今依然正常運(yùn)行，均已超 8 年以上。
7. 系統(tǒng)能夠組網(wǎng)，對(duì)多個(gè)探測(cè)點(diǎn)返回的信號(hào)進(jìn)行分析，操作者可以實(shí)時(shí)地對(duì)不同范圍進(jìn)行探測(cè)，并運(yùn)用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而擴(kuò)大預(yù)警范圍及預(yù)警精度。
8. 可以與其他氣象設(shè)備配合使用。例如多普勒雷達(dá)、閃電定位儀、TSS928 雷電傳感器等等，可進(jìn)行綜合雷電預(yù)警分析，判斷雷云移動(dòng)軌跡，計(jì)算閃電離各探測(cè)點(diǎn)距離，分析閃電發(fā)生時(shí)電場(chǎng)曲線變化，從而實(shí)現(xiàn)短時(shí)臨近精確預(yù)警。
9. 采用了先進(jìn)的通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)偵測(cè)探頭的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
10. 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了短信平臺(tái)服務(wù)，用戶(hù)可根據(jù)需要添加維護(hù)值班人員的手機(jī)號(hào)碼，實(shí)現(xiàn)預(yù)警時(shí)短信自動(dòng)發(fā)送，更方便的服務(wù)于用戶(hù)。
11. 中心軟件建立了多產(chǎn)品的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，具有雷電預(yù)警事件記錄、預(yù)警次數(shù)柱狀圖查詢(xún)、大氣電場(chǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析、閃電定位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析、雷達(dá)強(qiáng)回波數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與過(guò)濾、歷史數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回放與查詢(xún)、GIS 地圖實(shí)時(shí)顯示、預(yù)警預(yù)報(bào)發(fā)布、區(qū)域邊界線繪制、同站點(diǎn)歷年數(shù)據(jù)差異性分析等功能。
大氣電場(chǎng)儀 Prestorm 2.0 參數(shù)
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參數(shù) |
偵測(cè)探頭 |
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材料 |
鋁合金，澆灌樹(shù)脂 |
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尺寸（mm） |
L:240;H:100;P:240 |
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重量（kg） |
2.5 |
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安裝結(jié)構(gòu) |
倒置式(電機(jī)內(nèi)置) |
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保護(hù)指數(shù)（IP） |
53 |
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固定 |
50mm 圓支撐桿及支撐 |
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功耗（mA） |
110(不包括加熱絲) |
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運(yùn)行溫度（℃） |
-25 到 65 |
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相對(duì)濕度 |
0-100% |
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有效保護(hù)半徑（km） |
20 或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)特征 |
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測(cè)量范圍（kv/m） |
-300 到+300（+/-代表電場(chǎng)極性） |
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相對(duì)誤差 |
+/- 3% |
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分辨率（v/m） |
10 |
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信號(hào)接口 |
RS485 |
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平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間 |
MTBF>10000h, |
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平均修復(fù)時(shí)間 |
MTTR<0.5h |
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電機(jī)最高轉(zhuǎn)速（rpm） |
3000 |
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供電電源（Vdc） |
24(12 至 48) |
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連接線 4 |
4 芯屏蔽電纜 |
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符合標(biāo)準(zhǔn) |
安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，CEM（電磁兼容） |
二、數(shù)據(jù)傳輸、聲光報(bào)警控制箱
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參數(shù)
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數(shù)據(jù)采集控制箱（太陽(yáng)能）
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數(shù)據(jù)采集控制箱（有線市電）
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外觀 |
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材料 |
A3 鋼板或 304 不銹鋼 |
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尺寸（mm） |
L:500;H:280;P:500 |
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重量（kg） |
80 |
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安裝結(jié)構(gòu) |
戶(hù)外型 |
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保護(hù)指數(shù)（IP） |
53 |
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固定 |
預(yù)埋件支撐 |
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通信控制器 |
支持 LAN/GPRS/CDMA |
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運(yùn)行溫度（℃） |
-25 到 65 |
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相對(duì)濕度 |
0-100% |
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太陽(yáng)能板 |
100 瓦 |
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UPS 電源 |
480 小時(shí)后備電源 |
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供電電源（Vdc） |
24 |
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符合標(biāo)準(zhǔn) |
安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) IS09001 |
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三、大氣電場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與雷電預(yù)警系統(tǒng)軟件平臺(tái):
數(shù)據(jù)庫(kù)建立了五大子系統(tǒng)，分為監(jiān)測(cè)服務(wù)子系統(tǒng)、預(yù)警服務(wù)子系統(tǒng)、配置管理子系統(tǒng)、Web Service 服務(wù)子系統(tǒng)（B/S）、數(shù)據(jù)放與綜合分析子系統(tǒng)（C/S）
監(jiān)測(cè)服務(wù)子系統(tǒng)：
主要有大氣電場(chǎng)監(jiān)測(cè)、雷達(dá)數(shù)據(jù)集成、閃電定位數(shù)據(jù)集成、TSS928 數(shù)據(jù)集成、雷電流數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)上報(bào)、在線配置管理等；
預(yù)警服務(wù)子系統(tǒng)：
主要有網(wǎng)格化預(yù)警、等值線計(jì)算、短信預(yù)警、指令控制服務(wù)；
配置管理子系統(tǒng)：
主要有預(yù)警服務(wù)配置、用戶(hù)管理配置、站點(diǎn)參數(shù)配置、重點(diǎn)區(qū)域管理、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)；
b Web e Service 服務(wù)子系統(tǒng)（B/S）:
主要有用戶(hù)登錄管理、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、歷史回放、數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)格化預(yù)警顯示、雷達(dá)圖顯示、閃電定位顯示、雷電流監(jiān)測(cè)、TSS928 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；
數(shù)據(jù)回放與綜合分析子系統(tǒng)（C/S） ：
電場(chǎng)曲線分析、雷暴過(guò)程分析、預(yù)警閥值分析、區(qū)域雷擊概率分析；
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