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        雷電預警系統在安全中的作用

        雷電預警系統在安全中的作用
         

         

        本地化的雷電預警系統,是根據大氣電場的變化規律,通過科學的分析與計算,推演未來半小時或一小時發生雷暴可能性的重要工具。我們以雷歐科技(北京)有限公司的ATSTORM V.3為例,闡述一下雷電預警系統的性能與原理。

         

        1、科學性

        現代雷電理論可知,雷擊實際上是一種大氣放電現象,因此產生雷擊的必要條件,一是天空必須有雷云,二是雷云之間或雷云對地面某點的電場強度(每米之間的電壓)足以擊穿它們之間的空氣。

         

        圖片1.png

         

        下圖中可見,帶異種電荷的雷云之間可以放電,我們稱之為云閃,這種放電對人員的危害性不大;雷云對地面某點(如建筑物、樹木、人、畜等)等放電,我們稱之為地閃,這種放電危害極大。目前,雷電預警技術主要依據雷云的電特性及其放電產生的電磁現象。

         

        IEC 62793 2016標準區分了雷暴演變的四個階段,并根據雷暴的階段和可以測量的放電類型對雷電預警測試儀進行分類。

         

        • 階段1:電場上升。

        • 階段2:云內和云際的放電。

        • 階段3:云際和云地的放電。

        • 階段4:雷云的消散階段。

         

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        ATSTORM V.3的監測單元集成了兩種被廣泛認可和測試的雷暴檢測技術:靜電場測量(探測器A類)和電磁場測量(探測器B類)。

         

        • A級探測器:在整個生命周期內探測雷暴(第1至4階段)。

        • B類探測器:探測云際、云內或云地閃電(第2至4階段)。

        • C類探測器:僅探測云對地閃電(第3和第4階段)。

        • D類探測器:探測云對地閃電(第3階段),但性能有限。

         

        內置靜電傳感器可檢測到裝置上方電場的增加。作為觸發雷擊概率的指標,這是唯一需要監控的物理現象。傳感器能夠感知在目標上方形成的風暴到半徑為20km的風暴的電場波動。這是唯一能夠監測受保護區域上方形成風暴的探測類型,在第一次雷擊之前可提供數十分鐘的預警時間。

         

        這些傳感器能提供可靠的預測,是因為它們監測雷暴的逐漸形成,從IEC 62793 2016中定義的初始階段到良好天氣,稱為A類探測器。ATSTORM V.3系統現在集成了電磁場傳感器,以監測和確定40公里范圍內活動雷暴的距離。這種新的嵌入式傳感器增強了監測區域,并允許對接近保護目標的遠距離活動雷暴進行預警狀態。

         

        2、準確性

        來自兩種不同測量技術(靜電場和電磁場)的數據提供了互補的信息,用于校準組成系統的每個檢測單元的測量值。處理信息的算法使用一個傳感器的測量來驗證另一個傳感器。該算法在每個檢測單元的各個需要的方面都使用了測量:檢測斷開、計算雷暴距離和調整警報級別。

         

        另一方面,利用不同探測單元在局部獲取的幾次風暴的數據,系統確定每個探測單元相對于整體的狀態。然后對局部參數進行調整,以提高全局測量的精度。利用這些數據,可以對安裝過程中發生的偏差、環境條件、甚至檢測單元可能遇到的偶然干擾進行修正。此外,該算法自適應計算告警參數,以更好地調整每個位置的告警次數。

         

        通過采用機器學習技術,系統能夠修改告警計算算法,使其適應當地情況和用戶需求,提高系統性能。在使用的過程中,不斷的提高準確率。

         

        3、有效性

        根據雷電預警系統的警報級別來確定預防雷擊的具體要求,并快速有效的采取措施,降低風險,提高安全性。對于以下工業或民用場所發出警報:

         

        • 在沒有適當避雷設施的露天地區的居民:戶外活動、體育運動(足球、高爾夫等)、比賽、擁擠活動、農場、牧場或釣魚活動、海灘、休閑區;

        • 敏感設備的保護:計算機系統、電氣或電子控制系統、緊急情況、警報和安防系統;

        • 含有危險物質(易燃、放射性、有毒和爆炸性物質)的建筑物;

        • 應保證連續性、高質量或快速恢復的基本服務(電信、能源生產、運輸和分配、衛生和緊急服務);

        • 基礎設施:港口、機場、鐵路、公路、高速公路、景區索道;

        • 需要環境保護的區域:防止森林火災等;

         

        雷電預警系統提供與監測地點相關的信息,以確定受監測區域的雷擊風險。這一功能有助于啟動和停止應急預案的決策過程。

         

        如此操作,可極大的提高安全性,降低雷擊造成的人員傷亡和財產損失。

         

        總結:

        通過雷電預警系統,我們真正的可以做到“提前預知雷電”。雖然只有短短的幾十分鐘,但是就是這短短的幾十分鐘,我們或許挽救了一條生命,阻止一次火災或爆炸的發生,降低財產的損失。做到積極的應對雷電災害。

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