石嘴山油气库智能雷电预警系统 宁夏森焯安全技术服务有限公司

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、、保护、通信、计算机网络等电子设备广泛运用于电力、航空、*、通信、广电、金融、交通、石化、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。
自然界每年都有几百万次闪电。雷电灾害是“国际减灾十年”公布的严重的十种自然灾害之一。统计资料表明，雷电造成的损失已经上升到自然灾害的*三位。**每年因雷击造员伤亡、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。
安装雷电预警系统的必要性
1. 雷电防护安全需要
1.1港口、码头、加油站、储油库区等区域的油品装卸，炼化企业的采样生产均会有不同程度的油气溢出，近距离发生雷电活动，易引发油气燃爆造成火灾，引发人员伤亡和财产损失。
1.2随着科技的发展与进步，危化企业生产过程中逐渐形成了高自动化连续作业，如设备遭受雷击，仪器仪表等自动化电子系统易受雷电入侵造成故障甚至引发联锁停机，严重危及生产安全，且会伴随大量生产原料浪费，导致大量财产损失。
1.3人员施工、巡检、检修过程中如无预警避雷措施，一旦发生雷灾易造成重大人员伤亡。
2.法律法规需要
2.1 生产监督管理总局《危险化学品安全生产“十三条”规划》
（六）提高危险化学品安全科技支撑能力，推进危险化学品安全技术成果转化。推广危险化学品库区雷电预警、管道泄漏监测和定位、气体微泄漏检测、多光谱气体泄漏监测等工艺技术和装备。
2.2 中国石油化工集团《中国石化防雷防静电安全管理办法（2018-197号）》 
3.2.2 处于多雷区、强雷区的野外作业单位，以及油气钻井、集输站场、大型油库和炼化企业等应建立雷电临近预警系统。
2.3 生产监督管理总局起草《石油库安全管理规定（送审稿）》
（十） 企业根据自身特点建立符合石油库安全生产要求的有针对性的雷电防护预防性措施。石油库应建立雷电预警系统，雷电预警系统的探测单元在其系统使用寿命期内应符合全天候、耐环境、不间断、无损耗、免维护的要求。
3.科研学习生产需要
3.1雷电预警系统的大气电场数据能研究本地区大气电场的变化，为雷电、风暴的来临提供科研数据。
3.2系统能自动统计雷电预警事件，进行全年雷暴数据分析，为雷电风险区域评估提供数据支撑。
能与气象资料融合使用（、闪电定位系统、卫星、气象六要素等）。

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；
 机械部分由电和螺旋电机组成, 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
该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、世博会、青奥会、上合组织峰会等大型活动提供雷电预务**，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。
3.2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
3.3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；如果场强持续至4kV/m，发生雷暴现象的可能性就将**过90%；雷暴发生时，场强会至14KV/m以上。一般情况下，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。

安装要点
为了雷电预警的更加准确，在安装雷电预警探测头时，因尽量避开周围建筑物或通信天线对雷云电场的干扰，预警探测头应直接安装在室外无阻档的开阔地带。安装时使预警探测头的视角尽量大，以保证天空和云层探测范围内。
   雷电预警探测头可直接安装在地面上，或安装在屋顶平台上，探测头必须良好接地，以便其被雷击中时将雷电电流导向大地，并减少雷电干扰。
探测头的安装地点选择
预警探测头安装地点周围环境所带的电场，在一定程度上对电场探头所侦测的雷云 ，电场场强值叠加干扰。此叠加干扰包括：
△ 常量电场叠加干扰：与探头安装地周围的地形，地面物体构造性质，地质等有关的电场干扰。
△ 变量电场叠加干扰：与周边植被的生长，车辆流动，生物通行，新建筑物，电缆通过，物体的摆动，地表水的流动等有关的电场干扰。
   电场探头安装在配套的1800mm立杆上，该立杆底部与水泥基础进行固定，立杆固定在控制箱上。当立杆需要安装在房屋屋顶或屋顶平台上时，立杆的高度可重新加工，要让探头安装在程度地发挥其作用的地点，并且还应该考虑到该安装位置是否便于以后对探头的维护。
   探头采用差值测量，精度高，又对接地要求不高，这是区别于其他厂家产品的典型优势。
   为尽量避免叠加干扰的影响，电场探头应直接安装于室外无阻挡的开阔地，安装时尽量使探头的视野立体角α大（小为90度）,以保证天空和云层探测范围内。电场探头如安装在以下地点时，应注意 ：
1.探头安装于地面时，必须确保在距探头10米的范围内没有人员、车辆、动物通行。
2.探头安装于有铁丝网圈定的地面时，探头的高度必须**铁丝网的高度。
3.探头安装于可能被积雪覆盖的地点时，应安装在足够高的地方以保证探头不会被积雪覆盖。
4.探头安装于相对孤立的高层建筑物（混凝土楼房或铁塔）时，尽量不要安装在高楼顶部，应选择远离高楼的房屋顶安装。并考虑探测开发角α被遮盖的部分不能**过整体的三分之一。因为在这种情况下，探头的高灵敏度和“环境参数”所做的修正，会弥补高楼对其探测能力的消弱影响。并且，探头的探测范围将保持接近360度。
5.探头不能安装于靠近烟囱的地方或发电机的排气出口处，因为烟雾中所带的电荷会干扰探测。

雷电预警基本概念
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。
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