一、系統概述

雷電預警實時監測系統（Lightning Early Warning and Real-time Monitoring System，簡稱 LEWS）是一種利用電磁場探測、氣象雷達、光學探測等綜合手段，對雷電活動進行實時監測、分析和提前預警的防雷系統。它既不同于單純的避雷針被動防護，也區別于浪涌保護器的事后防護，而是事前提前數分鐘到數十分鐘發出預警信號，為人員撤離、設備停機、系統切換贏得寶貴時間。

根據 GB/T 21714-2008《雷電定位系統技術規范》 和 QX/T 321-2016《雷電監測與預警技術規范》，雷電預警系統屬于主動防雷范疇，主要功能包括：

實時探測雷電活動（云內放電、云間放電、云地放電）；

數據分析與預警發布；

與防雷設備聯動控制（如關閉風機、切斷電源、封鎖露天作業區等）。

智能雷電預警實時監測系統 智能雷電預警實時監測系統

二、地凱科技智能雷電預警實時監測系統的防雷工作原理

雷電預警實時監測系統的核心原理分為四個階段：

1. 電磁場感應探測

原理：雷電放電會產生極強的電磁脈沖（EMP），在 1Hz～300MHz 的寬頻范圍內有明顯特征。系統利用低頻電場天線（1～10 kHz）監測靜電場變化，同時利用寬帶磁場天線（1～30 MHz）監測雷電的瞬時脈沖信號。

作用：靜電場持續升高通常是雷雨云接近的信號，而寬帶脈沖的幅度和波形可判斷放電類型與強度。

2. 雷電定位與測距

系統通過到達時間差法（TOA）或磁方位法（MDF），計算雷電源位置；多點布設的探測站可實現三角定位，精度可達 250～500 米。

通過信號衰減率與波形特征，可計算雷電距離與能量等級。

3. 雷電活動趨勢分析

云內放電密度增加 → 預示未來可能產生云地放電（危害最大）。

通過過去 5～10 分鐘內的雷電活動變化趨勢，預測未來 15～45 分鐘的雷電風險等級。

系統內置 雷電預警等級模型（通常分為三級或四色預警）。

4. 聯動防護與信息發布

與現場 SCADA系統、自動化斷路器、警報廣播、可視化防雷平臺對接，實現：

自動關閉風機葉片（風電場）

停止露天吊裝作業（港口、建筑工地）

切斷易燃易爆場所電源（石化、油庫）

向手機、APP、廣播等渠道推送預警信息

三、雷電探測距離

不同探測技術下，雷電預警系統的有效探測范圍存在差異：

靜電場探測，云內電場變化，15～30 km，±1 km

寬帶脈沖電磁波探測，云地/云間放電，50～80 km，±500 m

區域雷電定位網絡，全類型雷電，150～300 km，±250 m

綜合光學-電磁混合探測，高精度定位，100～200 km，±200 m

經驗值：

單站點靜電場探測：適合局部保護（如單個機場、變電站）；

區域網絡式雷電監測：適合大范圍行業保護（如鐵路、輸電網、沿海港口群）。

根據中國氣象行業標準 QX/T 321，為了確保預警提前量，系統應能在雷電到達目標前 ≥15分鐘 發出警報，探測距離需不小于 30 公里。

智能雷電預警實時監測系統 智能雷電預警實時監測系統

四、地凱科技智能雷電預警實時監測系統行業部署解決方案

1. 電力與新能源行業（風電、光伏、電網）

需求：風電機組、光伏組件、輸電線路易受雷擊損壞，需提前停機或切換供電線路。

部署方案：

在風電場或光伏基地布設 1～2 臺靜電場儀（覆蓋半徑 15 km）+ 接入區域雷電定位網絡。

與 SCADA系統聯動，雷電接近 10 km 內自動停機。

關鍵設備配合SPD浪涌保護器，形成“預警+防護”雙重體系。

參數參考：

靜電場探測精度：±5 V/m

響應時間：≤1 s

抗風等級：≥12級（35 m/s）

2. 機場與航空領域

需求：保障航班安全，減少雷電天氣下的地面作業風險。

部署方案：

布設靜電場傳感器于跑道兩端，結合區域雷電監測數據。

預警系統與塔臺指揮系統對接，發出雷電紅色預警時暫停登機、加油作業。

參數參考：

預警提前量：≥20 分鐘

定位精度：≤500 m

與ADS-B航班監控系統對接，實現飛行動態與雷電預警疊加顯示。

3. 石化與化工行業

需求：油罐區、易燃氣體管道極易被雷擊引發火災爆炸。

部署方案：

靜電場儀安裝于油罐區最高點，結合多點探測防止盲區。

雷電接近 15 km 內，系統自動切斷高危生產環節電源并封閉管道閥門。

與防爆廣播系統聯動，通知人員撤離。

參數參考：

探測靈敏度：≥1 kV/m 電場變化分辨率

防爆等級：Ex dⅡBT4 及以上

4. 鐵路與城市軌道交通

需求：高架供電系統、信號系統對雷電干擾敏感。

部署方案：

在區間變電所與車站信號樓安裝靜電場監測器。

與調度中心系統對接，雷電接近 10 km 內自動降低供電電壓或切換備用供電。

對接廣播與列車調度系統，通知司機減速或暫停發車。

5. 港口與海上作業平臺

需求：露天吊裝、海上油氣平臺暴露在雷電風險中。

部署方案：

布設防腐型靜電場儀（IP66防護等級）。

接入海事調度中心，實現雷電臨近時自動禁止吊裝作業。

五、實施注意事項

與現有氣象雷達融合：在有條件的地區，建議將雷電預警系統與天氣雷達數據融合，提高預測準確度。

防雷接地：靜電場儀與探測設備的接地電阻應≤4 Ω（依據 GB 50057-2010）。

定期校準與檢修：每年至少一次靜電場儀校準，確保靈敏度和零點穩定性。

多通道冗余：預警信號應通過有線+無線（4G/5G/北斗短報文）雙通道傳輸，防止單通道故障導致漏報。

雷電預警實時監測系統是現代防雷體系的“第一道防線”，它的作用不是替代避雷針和浪涌保護器，而是與它們形成事前+事中+事后的全流程雷電防護體系：

事前：提前 15～45 分鐘預警，保護人員和設備；

事中：雷擊瞬間通過SPD等裝置泄放能量；

事后：監測設備狀態、統計雷電數據，優化防雷策略。

在復合氣象災害頻發的今天，配合 GB/T 21714、GB 50057 等國家標準部署雷電預警系統，不僅是行業安全生產的需要，也是智慧防雷發展的必然趨勢。

審核編輯 黃宇