自然界每年都有幾百萬次閃電。雷電災害是“聯合國國際減災十年”公布的最嚴重的十種自然災害之一。最新統計資料表明，雷電造成的損失已經上升到自然災害的第三位。全球每年因雷擊造成人員傷亡、財產損失不計其數。據不完全統計，我國每年因雷擊以及雷擊負效應造成的人員傷亡達3000～4000人，財產損失在50億元到100億元人民幣。

雷電災害所涉及的范圍幾乎遍布各行各業。現代電子技術的高速發展，帶來的負效應之一就是其抗雷擊浪涌能力的降低。以大規模集成電路為核心組件的測量、監控、保護、通信、計算機網絡等先進電子設備廣泛運用于電力、航空、國防、通信、廣電、金融、交通、石化、醫療以及其它現代生活的各個領域，這些電子設備普遍存在著對暫態過電壓、過電流耐受能力較弱的缺點，暫態過電壓不僅會造成電子設備產生誤操作，也會造成更大的直接經濟損失和廣泛的社會影響。

油庫作為接收、儲存和發放原油或原油產品的企業，是國家石油儲備和供應的基地，它對于保障國防和促進國民經濟高速發展具有相當重要的意義。1989年8月12日上午，中國石油總公司黃島油庫遭雷擊發生特大爆炸事故，19人死亡，100多人受傷，直接經濟損失3540萬元；1998年7月13日下午，遭遇直擊雷雷擊，造成庫區油罐爆炸，燒毀0號柴油125噸及1000m3柴油罐1座，造成重大經濟損失。由此可見，油庫做好防雷設施的預防是多么重要。

在傳統防雷（接地泄流）日益完善的今天，現實生活中往往還是依舊遭受雷災（人群無法及時疏散、設備隔離電源未及時保護等等），及時了解雷電何時到達顯得對后續防雷工作尤為重要，而雷電預警系統則能補全這一短板。

雷電預警系統是目前公認的能大幅降低雷擊傷亡與災害最有效的措施之一，能及時、準確地預報當地30分鐘內雷擊活動情況，為企業的安全生產管理提供科學的依據；在我國“雷電預警”現在還只處在一個起步階段，國家雷電標準委員會對于雷電預警的標準剛于2019年10月定初稿，形成國家標準，標準名稱為“雷電防護 雷暴預警系統 GB/T 38121-2019/IEC62793:2016”。

大型油氣儲存基地雷電預警系統基本要求

一、適用范圍本文件明確了大型油氣儲存基地雷電預警系統的基本功能、系統構成、技術指標和預警分級、應急響應、運行維護等基本要求。

二、標準依據

GB/T 27962 氣象災害預警信號圖標

GB/T 38121 雷電防護 雷暴預警系統

GB/T 40619 基于雷電定位系統的雷電臨近預警技術規范

T/CECS 688 雷電預警系統技術規程

T/CMSA 0012 爆炸和火災危險場所雷電監測預警技術要求

QX/T 262 雷電臨近預警技術指南

三、基本功能雷電預警系統通過實時采集雷電相關信息，實現對大型油氣儲存基地及鄰近區域雷電活動的實時監測、全面感知、臨近預警，基本功能如下：1.雷電實時監測，具備實時探測地面大氣電場等雷電特征參數功能。2.雷電臨近預警，包括雷電預警級別、雷電預警時間、預警區域、預警解除等信息。3.雷電歷史數據統計查詢，具備覆蓋區域內雷電預警信息查詢、統計分析功能。4.具備與全國危化品風險監測預警平臺進行數據交互功能。

四、系統構成雷電預警系統由雷電探測模塊、數據處理模塊和用戶端等部分組成。1.雷電探測模塊：由大氣電場儀、閃電定位系統、多普勒雷達等一種或多種方式組成，其中大氣電場儀應在大型油氣儲存基地本地裝設，閃電定位系統和多普勒雷達探測數據宜通過第三方獲取。2.數據處理模塊：應配置支持雷電探測數據的通信、接收、存儲、計算與應用發布的硬件和軟件。3.用戶端：包括電腦端、移動端、數據接口服務等一種或多種不同類型。

什么是“雷電預警”？

基本定義：在雷擊發生前的10~30分鐘左右發出警告訊號，提醒或告知那些在野外作業的人員，及時采取適當的措施避雷。

國家雷電標準委員會研究認為，“雷電預警”主要有三個方面的作用：

1、 提醒野外作業人員及時停止火暫停室外作業，進入安全地帶避雷，防止雷擊傷害；

2、 對某些可能造成重大危害的作業，雷擊前及時采取適當措施，防止重大雷擊事故發生。比如：易燃易爆場所的室外作業，此時必須停止或暫停；

3、 采取自動分合閘系統使供電線路隔離雷電，對一些重要設備進行保護。

怎么判斷自己是否需要“雷電預警系統”？

國家雷電標準委員會定義了四種類別來輔助用戶自己判斷

表格1 – 關于人員保護的雷電風險分類

表格2 – 關于物品損失的雷電風險分類

表格3 – 關于有價值的服務的雷電風險分類

表格4 – 關于環境災害的雷電風險分類

當有任何一類的風險等級達到A，即表示你應該選擇安裝雷電預警系統，當有二類風險等級達到B，你也應該選擇安裝雷電預警系統。

2.1系統概述

雷電預警系統主要由大氣電場偵測探頭、預警主機和監測軟件組成。

（1）預警系統特點

● 基于靜電場原理測量電場強度；

●  通過不同的方法來測量電場強度并消除工業干擾信號；

● 在惡劣環境下有效的保護測量電極；

● 機械部分由電極和螺旋電機組成, 抵御酸性污染；

● 寬廣的檢測范圍；

● 產品無噪音、高隱蔽性，適合惡劣氣候下連續工作、使用壽命長；

(2) 適用范圍

雷電預警系統是一整套全自動、大面積、高精度、實時雷電監測系統，曾為奧運會、世博會、青奧會、上合組織峰會等大型活動提供雷電預警服務保障，也曾為各類危化、重點場所提供預警保護。其適合文保單位、旅游景區、學校、車站、廣場、高爾夫球場、太陽能發電站、地鐵站等地，以及油庫、加油站、化工廠等易燃易爆場所安裝使用。

2.2設計依據

IEC 62305 雷電防護（Protection against lightning）

GB/T 38121-2019/IEC 62793:2016 雷電防護 雷暴預警系統

Q/CH010-2018 大氣電場儀一般功能規格技術要求

2.3組成部分

主要包含以下4個內容：

1、安裝于中控樓頂的戶外大氣電場監測裝置 

2、安裝于值班室或中控室的聲光報警主機

3、軟件

2.4工作原理

眾所周知，靜電場是由電荷建立的，雷暴的發生來源于雷雨云內部的電荷累積；只要能夠準確檢測空間靜電場的變化，就可以間接了解雷雨云電荷累積的情況。根據多年來世界各地所記錄的相關氣象資料表明，雷暴的發生需要一定條件，并且具有規律性：以在平地距地面約1.5m處設立的檢測點為例，在一個無云天氣檢測到的平均場強約為250V/m，而當場強檢測值達到2KV/m以上時，通常意味著該地點上方雷雨云已經產生；如果場強持續增大至4kV/m，發生雷暴現象的可能性就將超過90%；雷暴發生時，場強會增大至14KV/m以上。一般情況下，獨立雷雨云或雷雨云群的產生需要至少約20分鐘。

基于上述原理設計的高性能雷暴預警系統，它能夠實時檢測其所在位置的靜電場場強變化，然后反映在輸出結果中并與預設的三個場強門限相比較，以確定警報等級。系統的檢測半徑在10–20km范圍。

當雷云形成或靠近的時候，對地靜電場的電場強度會呈現顯著變化特征。如圖所示： 

捷力通雷電預警系統采用大氣電場偵測傳感器運用測量環境靜電場的原理來對雷云進行偵測分析。在任何時候，系統都可以根據對環境靜電場的變化來偵測15公里以內靠近的雷雨云。當靜電場的電場強度逐漸升高的時候，這就意味著在測量區域范圍很可能出現雷電。

大氣電場偵測傳感器處理完成雷電電場變化數據值后，分析雷電預警等級，通過通信模塊將數據無線傳輸至預警控制主機智能處理單元，主機智能處理單元可通GPRS將數據發送至控制中心,并通過上位機軟件顯示預警信息。

2.5設備參數

    本項目設備選擇型號：JLT-storm 2.0

主要技術參數：

2.6通信控制

    本項目采用移動通信公網數據傳輸及控制，雷電預警子系統、終端控制子系統、自動接閃桿子系統分別配置通信模塊和遠程控制模塊。

2.7供電及終端處理子系統

2.5.1 電源

大氣電場傳感器供電電壓：DC24V。

預警主機供電：AC220V或100W 38AH太陽能。

2.5.2 功耗

大氣電場傳感器：3.5W

預警主機：3.5W

2.8軟件

雷電預警專業版控制軟件，與電腦連接實現雷云監測的目的，通過對監測到的雷云數據的分析，對雷云電場強度和極性變化做出更準確的判斷。

雷電預警專業版控制軟件系統主要包括設備的添加、刪除、數據分析、維護管理和權限管理等豐富的功能。預警點的群組等功能。當聯機運行后，即可在主窗口實時顯示當前的電場強度，各個預警點的工作狀態并在軟件界面上對當天的電場情況進行預覽顯示。

預警控制軟件系統功能

▲ 預警設置功能

系統允許用戶根據需要設置雷電預警時段，在設置時段內，如發生雷電預警情況，將進行雷電預警的聲光報警。

▲ 雷電預警提示功能

在主界面中，實時顯示各預警點工作狀態信息。

在主界面可顯示當前預警強度的級別。

在主界面可顯示大氣電場實時監測曲線圖。

▲ 系統網絡功能

雷電預警系統軟件，具備了完善的網絡傳輸功能，可以通過有線或無線進行雷電預警的數據傳輸，數據的傳輸完全遵循TCP/IP網絡協議。

▲ 蜂窩網群組

可將同個區域內的多個監測點組建成蜂窩網群組，實時觀測雷云軌跡變化，可有效減少環境因素干擾，更加清晰準確的判斷雷電發生。

▲ 歷史記錄查詢

▲ 時間設置功能

系統自帶記錄雷電預警發生時刻，用戶可進行校準。

三、儀器的維護

1）偵測探頭（室外傳感器）        

保持探頭電機葉片表面清潔、平整。建議定期清潔保養，清理葉片表面灰塵及其他影響電機旋轉的雜物。可用清潔水噴灑葉片表面用軟毛刷子清洗（清洗時，請先關閉電源）。

保持探頭電機部分旋轉正常。檢查電機是否正常（轉速為26轉每秒），是否有異響。

2）室內控制箱

市電部分 檢查市電輸入及開關電源直流輸出是否正常（工作電壓為DC23～27V）。

檢查線路是否松動、空氣開關是否斷開、避雷器是否正常。

3）箱內通訊設備

有線部分檢查網口是否松動、網絡線路是否完好、網絡配置是否正確。檢查最近交換設備是否正常工作。（可觀察箱內通訊模塊YFB-01網口燈及Lan燈）

如上述情況都正常，則可判斷是通訊設備是否故障。

485通訊部分 檢查探頭信號輸出端、RS485信號避雷器以及通訊模塊串口輸入端。（可觀察箱內通訊模塊YFB-01上TX、RX燈）

4）其他設備維保

檢查防水、防蟲、太陽能板積灰、各部件之間連接。