雷电预警系统 - 防雷知识

雷电预警系统

2020.12.11
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作者：雷百汇防雷

TS-WLW/LT型雷电预警系统是目前国际上*先进的全数字化电场探测与雷电预警平台，其核心电场探测结构基于电荷感应原理、采用MEMS（微机电系统）技术研制，无电机等易磨损可动机械部件，具有体积小、功耗低、可靠性高、易于集成等突出优点。该系统采用电场微分结合门限阈值优化雷电预警算法，与常规采用的门限阈

TS-WLW/LT系统预警准确、便于组网、安装方便，主要面向气象、石油石化、电网、航天国防等领域大气电场探测和预警的应用需求。

特点和优势

n 高灵敏、低功耗的MEMS电场敏感芯片技术

n 传感器无电机等易磨损机械部件，功耗低、易集成

n 优化的雷电预警算法

n 可适应各种恶劣环境

n 单点预警和多点组网预警

n 太阳能供电方式，适用于多种场合

n 丰富的外延设备

n 简单便捷的安装方式

高灵敏、低功耗的MEMS电场敏感芯片技术

TS-WLW/LT15型MEMS电场传感器主要用于监测地面大气电场，其核心探测结构为MEMS电场敏感芯片，其基于先进的半导体加工工艺在硅基底上进行制作，无电机等易磨损可动机械部件，降低了功耗，提高了传感器的可靠性。MEMS电场敏感芯片采用高可靠的气密性封装技术，提高了电场探测的准确度和长期稳定性。

优化的雷电预警算法

系统采用电场微分结合门限阈值优化雷电预警算法，与常规采用的门限阈值方法相比较，可有效规避人为干扰（短时带强静电物理经过）引起的误报问题，进一步提高了预警的准确度。

可适应各种恶劣环境

TS-WLW/LT15型MEMS电场传感器无暴露可动机械部件，可用于易燃易爆场所。所采用的外壳材料在海洋和化学工业环境中具有较强的耐腐蚀能力，能适应各种恶劣的安装环境。

单点预警和多点组网预警

系统的数据传输包括有线和无线两种方式，式完全遵循目前*流行并且成本低廉的TCP/IP互联网协议；用户可以通过各种局域网或广域网接入服务，所以便于实现雷电单点预警或多点组网区域预警。

太阳能供电方式，适用于多种场合

系统的工作功耗不超过2W，适合采用太阳能供电方式，可支持多种场合安装。

丰富的外延设备

由于系统完全使用标准化的工业接口，因此可以与许多其它厂商的外延设备（报警、通讯、断路器等）对接，从而满足特殊环境的要求。

简单便捷的安装方式

设备分为四个部分（传感器、控制器、供电单元、客户端及软件），安装非常方便，在用户无特殊要求的场合，所有设备安装工作可以在一个工作日内完成。

硬件组成

TS-WLW/LT型雷电预警系统主要由TS-WLW/LT15型MEMS电场传感器、控制器、供电单元、客户终端及软件等构成。

功能实现原理

雷电产生的条件是雷雨云有电荷积累并形成了极性。雷雨云的靠近与雷电的发生引起地面的静电场发生了剧烈变化。以在平地距地面约1.5m处设立的检测点为例，在通常的标准情况下(平地、平原、没有尖端放电)，在一个无云天气检测到的平均场强约为150V/m左右，而当场强检测值达到2kV/m以上时，通常意味着该地点上方雷云已经产生；如果场强持续增大至4kV/m，发生雷闪现象的可能性就将超过90%；雷闪发生时，场强会增大至6kV/m以上。一般情况下，独立雷云（对流雷云）或雷云群的产生需要至少约20分钟。当地面场强达到2kV/m 以上时，说明该地点雷雨云正在逐渐形成或正在靠近。

电场传感器主要用于侦测近地面电场变化情况，能够通过对电场强度、极性变化的探测和分析，实时地监测本地雷云变化，并对可能造成雷击危险的大气电场变化加以识别和预警。

TS-WLW/LT型雷电预警系统以TS-WLW/LT15型MEMS电场传感器为电场探测机构，采用电场微分结合门限阈值优化雷电预警算法，可有效规避人为干扰（短时带强静电物体经过）引起的误报问题，进一步提高了预警的准确度；采用太阳能供电方式，电场探测数据通过控制器中的数据采集分析模块进行数据修正并基于优化雷电预警算法分析是否发生报警；电场数据、时间、报警信息、位置信息等可通过RS232、RS485进行本地传输，也通过GPRS发送到远程服务器端；上位机软件可实时显示电场监测数据、报警状态以及调阅电场历史数据等；系统带有授时和定位功能。

由于雷雨云的静电场建立和衰减受到固有物理定律的限制，TS-WLW/LT15型雷电预警系统的探测半径在10~15 km左右。在通常情况下，系统使用三个危险报警分级来界定雷闪的接近程度。为了获得足够的预警效果，**等级的场强门限应设得相应较低，第二等级将提供进一步确定信息，而第三等级确定雷闪发生。当场强降到门限场强水平以下时，警报声将停止。通过长期的现场试验验证，预警系统可以依据用户要求，通过对门限值的调整，达到较高的预警精确性（一般情况下，用户对预警时间要求越短，预警信息的准确度就越高）。