場磨式、電子式、固態式、閃電定位

目前常見的雷電預警系統有場磨式、電子式、固態式和基于閃電定位的雷電預警系統，本期將從這4種系統的原理、優缺點及準確性等方面進行分析，看看哪種雷電預警報警準確。

一、國家政策要求

2024年11月28日發布的GB 17681-2024《危險化學品重大危險源安全監控技術規范》中，針對危險化學品生產經營企業，如大型油氣儲存企業、地屬多雷區或強雷區的二級以上石油庫要求設置雷電預警系統。

注——6.6.1雷電預警系統

6.6.1.1：大型油氣儲存企業、地屬多雷區或強雷區的二級以上石油庫應設置雷電預警系統。公安部在16個城市試點基礎上，在全國分兩批推廣機動車檢驗標志電子化，為機動車所有人。（注:大型油氣儲存企業是指單罐罐容不小于100000m'且總庫容不小于1000000m’的原油庫;單罐罐容不小于5000m'且總庫容不小于50000m'的成品油庫;單罐罐容不小于10000m*且總庫容不小于100000m”的液化天然氣接收站;單罐罐容不小于1000m'且總庫容不小于10000m’的液化石油氣儲存企業。）

6.6.1.2：雷電預警系統不能替代雷電保護裝置。

6.6.1.3：雷電預警系統應由雷電探測模塊、數據處理模塊和應用終端等組成。雷電預警系統應具備下列基本功能：實時監測地面雷電特征參數；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；雷電歷史數據統計、查詢。

6.6.1.4：雷電探測模塊應自帶抗雷擊、過電壓保護措施。

6.6.1.5：雷電預警過程應包含預警啟動、預警持續、預結束階段。

6.6.1.6：雷電預警提前時間不應小于10min,平均有效報警率不應低于80%。

二、各種雷電預警系統分析

1、場磨式雷電預警系統

場磨式雷電預警系統是基于大氣電場測量的原理設計的，它通過電機帶動轉子勻速旋轉，實現對定子的屏蔽與非屏蔽切換產生感應電荷來測量電場強度和方向。場磨式雷電預警系統能夠實時監測大氣電場強度，并通過融合雙算法技術實現高精度預警。

預警算法成熟，準確性高，是唯一能探測到雷電從初始-成長-成熟-消散4個全生命周期的雷暴探測儀，其漏警率為零。抗干擾能力也強，即使在復雜環境中，也能穩定運行，可在雷電臨近前30分鐘發出預警。

由于場磨式雷電預警系統存在暴露式機械轉動部件，所以需要定期進行維護保養。

2、電子式雷電預警系統

電子式雷電預警系統也是基于靜電感應原理，是通過測量電場變化率來判斷雷電活動，其核心部件為全電子芯片式組件。

響應速度快，可靠性較高，平時不需要維護。但預警準確性較低，僅依靠電場變化率進行預警，容易受到外界干擾，存在零點漂移，且誤報率較高，預警有滯后，常常是在雷電發生后報警。

3、固態式雷電預警系統

固態式雷電預警系統采用固態電子元件，其內部設有一次和二次電極和固態材料等，通過電極感應大氣電場的變化實現雷電預警。

無機械運動部件，因此具有較高的可靠性，使用壽命長，可用于多種復雜環境。但預警精度有限，目前關于固態式系統的具體預警精度數據較少，但整體精度可能不如場磨式，有效預警率低，也是在雷電發生后報警。

4、基于閃電定位的雷電預警系統

閃電定位系統是通過其大范圍的監測來判斷雷云移動軌跡的，雷云放電會產生電磁輻射，定位云閃、地閃來提供高精度的雷電位置和強度信息，從而實現預警。

使用高精度定位技術，能夠準確判斷雷電發生的位置和強度，且覆蓋范圍廣，適用于大面積數千公里區域的雷電監測。

但設備成本高，對于以點為單位的企業來說，其預警技術存在一定得隱患，即首雷無法預警，預警準確性不能保障，特別是山區或海邊單位。另一方面，基于其探測及預警原理，其警報持續時間往往長于電場儀預警，影響企業生產效率。

綜合分析這幾款雷電預警系統，從預警精度和準確率來看，場磨式雷電預警系統是較好的選擇。同時也可以將多種系統技術結合使用，如在場磨式雷電預警系統中融入多普勒雷達、閃電定位數據，可以達到更準確的雷電預警效果，為人們的生命財產安全保駕護航。