城市雷電預警預報技術分析

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

現階段，部分城市雖然建立了閃電定位監測網，能夠為城市雷電監測提供幫助，事實上，是在雷雨云中電荷不斷累積下才產生的雷電，所以閃電的發生，需要滿足雷雨云中電荷積累到一定程度后達到擊穿電場的強度，此時閃電定位系統才可以實現監測，因此，該裝置并不能很好的探測到雷電前期情況。這就需要應用雷電預警預報技術，實現對閃電形成前云中的電荷積累和演變活動的檢測，從而有效做到預防，為城市安全提供必要保障。

一、城市雷電預警系統整體設計

從城市整體結構看，居民、建筑、設備等之間非常集中，由于這一特點，所以對于雷電預警探頭部署，建議實行網格化形式，雷電預警探頭的安裝就可以將距離控制在每3到5公里，最終構建出預警保護網，此種設計可以較高的在雷電臨近時發出預警[3]。

(一)硬件系統配置

1.電源、信號為單獨配線有線傳輸方式。在硬件系統配置中，主要采用有線傳輸方式設計信號，實現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，而中心控制室內則主要安裝客戶端、交換機等硬件。其中電源、信號都采用單獨配線有線傳輸方式，通過有線傳輸方式將外部電場信號輸送到每個通訊機房內，在此模式下，中心控制室可以接收的城市各個網絡站點的雷電預警數據，為數據分析做好基礎工作。

2.電源單獨配線信號采用GPRS無線模塊傳輸方式。主要就是利用GPRS網絡，實現無線傳輸，這樣可以向中心控制室輸送外部的數據，并且是以無線方式完成這一過程。

(二)軟件系統組成

1.需要實現對當前電場強度的實時監測；

2.具備查詢歷史數據功能，同時也可以生成報表。

3.具有相應的報警功能，可以結合監測到的數據，經過分析后，做出相應的雷電報警。

4.可以完成對站點信息參數的設置；

5.可以對管理員權限進行配置；

6.能夠結合電場信息變化，準備進行運算并給出判斷，同時發出雷電預警信息；

二、雷電預警系統工作原理

當雷雨云中的電荷達到一定的數量時，云層之間、云與地面間會出現放電，這就是雷電，可以簡單理解為雷云內部的電荷累積到一定程度時進而發生雷電。對于電場強度以及電場變化率的監測，主要應用了電效應。只有云層滿足電荷，就可以監測到云層下面的大氣電場變化情況，從而有效判斷該地區雷擊發生機率。

三、雷電預警預報技術的優點

1.雷電預警預報技術主要依據了電荷感應原理，利用了先進的MEMS技術，MEMS探測量裝體積小、封裝集成度高，十分便于維修更換。其應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，而固態雷電預警探頭在安裝上非常簡便，與傳統的場模式電場儀相比，突顯出了很大的穩定性、可靠性，與此同時，固態雷電預警探頭基本不受環境污染影響。

2.從雷電預警裝置看，主要采用的是全密封處理，這可以有效阻擋外界風沙，灰層等。同時也可以抵擋冰雪等惡劣環境，固態雷電預警探頭屬于無械轉動，并且是全密封處理，所以將其安裝在風沙、冰雪等惡劣環境中，優勢非常突出。

3.由于空氣污染較為嚴重，尤其是處于強煙塵的環境中，雷電預警預報系統不需要過多的維護清洗。

結語

總之，雷電預警預報技術可以為城市防御雷電災害起到重要作用，為了進一步增強防御雷電能力，該項技術還需要在不斷實踐中進一步優化。