自然界每年都有几百万次闪电。雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。最新统计资料表明，雷电造成的损失已经上升到自然灾害的第三位。全球每年因雷击造成人员伤亡、财产损失不计其数。据不完全统计，我国每年因雷击以及雷击负效应造成的人员伤亡达3000～4000人，财产损失在50亿元到100亿元人民币。

雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。现代电子技术的高速发展，带来的负效应之一就是其抗雷击浪涌能力的降低。以大规模集成电路为核心组件的测量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作，也会造成更大的直接经济损失和广泛的社会影响。

油库作为接收、储存和发放原油或原油产品的企业，是国家石油储备和供应的基地，它对于保障国防和促进国民经济高速发展具有相当重要的意义。1989年8月12日上午，中国石油总公司黄岛油库遭雷击发生特大爆炸事故，19人死亡，100多人受伤，直接经济损失3540万元；1998年7月13日下午，遭遇直击雷雷击，造成库区油罐爆炸，烧毁0号柴油125吨及1000m³柴油罐1座，造成重大经济损失。由此可见，油库做好防雷设施的预防是多么重要。

在传统防雷（接地泄流）日益完善的今天，现实生活中往往还是依旧遭受雷灾（人群无法及时疏散、设备隔离电源未及时保护等等），及时了解雷电何时到达显得对后续防雷工作尤为重要，而雷电预警系统则能补全这一短板。

雷电预警系统是目前公认的能大幅降低雷击伤亡与灾害最有效的措施之一，能及时、准确地预报当地30分钟内雷击活动情况，为企业的安全生产管理提供科学的依据；在我国“雷电预警”现在还只处在一个起步阶段，国家雷电标准委员会对于雷电预警的标准刚于2019年10月定初稿，形成国家标准，标准名称为“雷电防护 雷暴预警系统 GB/T 38121-2019/IEC62793:2016”。

大型油气储存基地雷电预警系统基本要求

一、适用范围本文件明确了大型油气储存基地雷电预警系统的基本功能、系统构成、技术指标和预警分级、应急响应、运行维护等基本要求。

二、标准依据

GB/T 27962 气象灾害预警信号图标

GB/T 38121 雷电防护 雷暴预警系统

GB/T 40619 基于雷电定位系统的雷电临近预警技术规范

T/CECS 688 雷电预警系统技术规程

T/CMSA 0012 爆炸和火灾危险场所雷电监测预警技术要求

QX/T 262 雷电临近预警技术指南

三、基本功能雷电预警系统通过实时采集雷电相关信息，实现对大型油气储存基地及邻近区域雷电活动的实时监测、全面感知、临近预警，基本功能如下：1.雷电实时监测，具备实时探测地面大气电场等雷电特征参数功能。2.雷电临近预警，包括雷电预警级别、雷电预警时间、预警区域、预警解除等信息。3.雷电历史数据统计查询，具备覆盖区域内雷电预警信息查询、统计分析功能。4.具备与全国危化品风险监测预警平台进行数据交互功能。

四、系统构成雷电预警系统由雷电探测模块、数据处理模块和用户端等部分组成。1.雷电探测模块：由大气电场仪、闪电定位系统、多普勒雷达等一种或多种方式组成，其中大气电场仪应在大型油气储存基地本地装设，闪电定位系统和多普勒雷达探测数据宜通过第三方获取。2.数据处理模块：应配置支持雷电探测数据的通信、接收、存储、计算与应用发布的硬件和软件。3.用户端：包括电脑端、移动端、数据接口服务等一种或多种不同类型。

什么是“雷电预警”？

基本定义：在雷击发生前的10~30分钟左右发出警告讯号，提醒或告知那些在野外作业的人员，及时采取适当的措施避雷。

国家雷电标准委员会研究认为，“雷电预警”主要有三个方面的作用：

1、 提醒野外作业人员及时停止火暂停室外作业，进入安全地带避雷，防止雷击伤害；

2、 对某些可能造成重大危害的作业，雷击前及时采取适当措施，防止重大雷击事故发生。比如：易燃易爆场所的室外作业，此时必须停止或暂停；

3、 采取自动分合闸系统使供电线路隔离雷电，对一些重要设备进行保护。

怎么判断自己是否需要“雷电预警系统”？

国家雷电标准委员会定义了四种类别来辅助用户自己判断

表格1 – 关于人员保护的雷电风险分类

表格2 – 关于物品损失的雷电风险分类

表格3 – 关于有价值的服务的雷电风险分类

表格4 – 关于环境灾害的雷电风险分类

当有任何一类的风险等级达到A，即表示你应该选择安装雷电预警系统，当有二类风险等级达到B，你也应该选择安装雷电预警系统。

2.1系统概述

雷电预警系统主要由大气电场侦测探头、预警主机和监测软件组成。

（1）预警系统特点

● 基于静电场原理测量电场强度；

●  通过不同的方法来测量电场强度并消除工业干扰信号；

● 在恶劣环境下有效的保护测量电极；

● 机械部分由电极和螺旋电机组成, 抵御酸性污染；

● 宽广的检测范围；

● 产品无噪音、高隐蔽性，适合恶劣气候下连续工作、使用寿命长；

(2) 适用范围

雷电预警系统是一整套全自动、大面积、高精度、实时雷电监测系统，曾为奥运会、世博会、青奥会、上合组织峰会等大型活动提供雷电预警服务保障，也曾为各类危化、重点场所提供预警保护。其适合文保单位、旅游景区、学校、车站、广场、高尔夫球场、太阳能发电站、地铁站等地，以及油库、加油站、化工厂等易燃易爆场所安装使用。

2.2设计依据

IEC 62305 雷电防护（Protection against lightning）

GB/T 38121-2019/IEC 62793:2016 雷电防护 雷暴预警系统

Q/CH010-2018 大气电场仪一般功能规格技术要求

2.3组成部分

主要包含以下4个内容：

1、安装于中控楼顶的户外大气电场监测装置 

2、安装于值班室或中控室的声光报警主机

3、软件

2.4工作原理

众所周知，静电场是由电荷建立的，雷暴的发生来源于雷雨云内部的电荷累积；只要能够准确检测空间静电场的变化，就可以间接了解雷雨云电荷累积的情况。根据多年来世界各地所记录的相关气象资料表明，雷暴的发生需要一定条件，并且具有规律性：以在平地距地面约1.5m处设立的检测点为例，在一个无云天气检测到的平均场强约为250V/m，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雨云已经产生；如果场强持续增大至4kV/m，发生雷暴现象的可能性就将超过90%；雷暴发生时，场强会增大至14KV/m以上。一般情况下，独立雷雨云或雷雨云群的产生需要至少约20分钟。

基于上述原理设计的高性能雷暴预警系统，它能够实时检测其所在位置的静电场场强变化，然后反映在输出结果中并与预设的三个场强门限相比较，以确定警报等级。系统的检测半径在10–20km范围。

当雷云形成或靠近的时候，对地静电场的电场强度会呈现显著变化特征。如图所示： 

捷力通雷电预警系统采用大气电场侦测传感器运用测量环境静电场的原理来对雷云进行侦测分析。在任何时候，系统都可以根据对环境静电场的变化来侦测15公里以内靠近的雷雨云。当静电场的电场强度逐渐升高的时候，这就意味着在测量区域范围很可能出现雷电。

大气电场侦测传感器处理完成雷电电场变化数据值后，分析雷电预警等级，通过通信模块将数据无线传输至预警控制主机智能处理单元，主机智能处理单元可通GPRS将数据发送至控制中心,并通过上位机软件显示预警信息。

2.5设备参数

    本项目设备选择型号：JLT-storm 2.0

主要技术参数：

2.6通信控制

    本项目采用移动通信公网数据传输及控制，雷电预警子系统、终端控制子系统、自动接闪杆子系统分别配置通信模块和远程控制模块。

2.7供电及终端处理子系统

2.5.1 电源

大气电场传感器供电电压：DC24V。

预警主机供电：AC220V或100W 38AH太阳能。

2.5.2 功耗

大气电场传感器：3.5W

预警主机：3.5W

2.8软件

雷电预警专业版控制软件，与电脑连接实现雷云监测的目的，通过对监测到的雷云数据的分析，对雷云电场强度和极性变化做出更准确的判断。

雷电预警专业版控制软件系统主要包括设备的添加、删除、数据分析、维护管理和权限管理等丰富的功能。预警点的群组等功能。当联机运行后，即可在主窗口实时显示当前的电场强度，各个预警点的工作状态并在软件界面上对当天的电场情况进行预览显示。

预警控制软件系统功能

▲ 预警设置功能

系统允许用户根据需要设置雷电预警时段，在设置时段内，如发生雷电预警情况，将进行雷电预警的声光报警。

▲ 雷电预警提示功能

在主界面中，实时显示各预警点工作状态信息。

在主界面可显示当前预警强度的级别。

在主界面可显示大气电场实时监测曲线图。

▲ 系统网络功能

雷电预警系统软件，具备了完善的网络传输功能，可以通过有线或无线进行雷电预警的数据传输，数据的传输完全遵循TCP/IP网络协议。

▲ 蜂窝网群组

可将同个区域内的多个监测点组建成蜂窝网群组，实时观测雷云轨迹变化，可有效减少环境因素干扰，更加清晰准确的判断雷电发生。

▲ 历史记录查询

▲ 时间设置功能

系统自带记录雷电预警发生时刻，用户可进行校准。

三、仪器的维护

1）侦测探头（室外传感器）        

保持探头电机叶片表面清洁、平整。建议定期清洁保养，清理叶片表面灰尘及其他影响电机旋转的杂物。可用清洁水喷洒叶片表面用软毛刷子清洗（清洗时，请先关闭电源）。

保持探头电机部分旋转正常。检查电机是否正常（转速为26转每秒），是否有异响。

2）室内控制箱

市电部分 检查市电输入及开关电源直流输出是否正常（工作电压为DC23～27V）。

检查线路是否松动、空气开关是否断开、避雷器是否正常。

3）箱内通讯设备

有线部分检查网口是否松动、网络线路是否完好、网络配置是否正确。检查最近交换设备是否正常工作。（可观察箱内通讯模块YFB-01网口灯及Lan灯）

如上述情况都正常，则可判断是通讯设备是否故障。

485通讯部分 检查探头信号输出端、RS485信号避雷器以及通讯模块串口输入端。（可观察箱内通讯模块YFB-01上TX、RX灯）

4）其他设备维保

检查防水、防虫、太阳能板积灰、各部件之间连接。