城市雷电预警预报技术分析

徐元亮 廖漍龙

1.宁波防雷安全检测有限公司 浙江 宁波 315000

2.防城港市天安防雷有限公司 广西 防城港 538001

现阶段，部分城市虽然建立了闪电定位监测网，能够为城市雷电监测提供帮助，事实上，是在雷雨云中电荷不断累积下才产生的雷电，所以闪电的发生，需要满足雷雨云中电荷积累到一定程度后达到击穿电场的强度，此时闪电定位系统才可以实现监测，因此，该装置并不能很好的探测到雷电前期情况。这就需要应用雷电预警预报技术，实现对闪电形成前云中的电荷积累和演变活动的检测，从而有效做到预防，为城市安全提供必要保障。

一、城市雷电预警系统整体设计

从城市整体结构看，居民、建筑、设备等之间非常集中，由于这一特点，所以对于雷电预警探头部署，建议实行网格化形式，雷电预警探头的安装就可以将距离控制在每3到5公里，最终构建出预警保护网，此种设计可以较高的在雷电临近时发出预警[3]。

(一)硬件系统配置

1.电源、信号为单独配线有线传输方式。在硬件系统配置中，主要采用有线传输方式设计信号，实现外部电场信号向中心控制室的传输。在室外安装电场探测头，而中心控制室内则主要安装客户端、交换机等硬件。其中电源、信号都采用单独配线有线传输方式，通过有线传输方式将外部电场信号输送到每个通讯机房内，在此模式下，中心控制室可以接收的城市各个网络站点的雷电预警数据，为数据分析做好基础工作。

2.电源单独配线信号采用GPRS无线模块传输方式。主要就是利用GPRS网络，实现无线传输，这样可以向中心控制室输送外部的数据，并且是以无线方式完成这一过程。

(二)软件系统组成

1.需要实现对当前电场强度的实时监测；

2.具备查询历史数据功能，同时也可以生成报表。

3.具有相应的报警功能，可以结合监测到的数据，经过分析后，做出相应的雷电报警。

4.可以完成对站点信息参数的设置；

5.可以对管理员权限进行配置；

6.能够结合电场信息变化，准备进行运算并给出判断，同时发出雷电预警信息；

二、雷电预警系统工作原理

当雷雨云中的电荷达到一定的数量时，云层之间、云与地面间会出现放电，这就是雷电，可以简单理解为雷云内部的电荷累积到一定程度时进而发生雷电。对于电场强度以及电场变化率的监测，主要应用了电效应。只有云层满足电荷，就可以监测到云层下面的大气电场变化情况，从而有效判断该地区雷击发生机率。

三、雷电预警预报技术的优点

1.雷电预警预报技术主要依据了电荷感应原理，利用了先进的MEMS技术，MEMS探测量装体积小、封装集成度高，十分便于维修更换。其应用的电场探头测量装不仅功耗低，而且体积非常小，不容易被磨损，而固态雷电预警探头在安装上非常简便，与传统的场模式电场仪相比，突显出了很大的稳定性、可靠性，与此同时，固态雷电预警探头基本不受环境污染影响。

2.从雷电预警装置看，主要采用的是全密封处理，这可以有效阻挡外界风沙，灰层等。同时也可以抵挡冰雪等恶劣环境，固态雷电预警探头属于无械转动，并且是全密封处理，所以将其安装在风沙、冰雪等恶劣环境中，优势非常突出。

3.由于空气污染较为严重，尤其是处于强烟尘的环境中，雷电预警预报系统不需要过多的维护清洗。

结语

总之，雷电预警预报技术可以为城市防御雷电灾害起到重要作用，为了进一步增强防御雷电能力，该项技术还需要在不断实践中进一步优化。