雷電預警系統(tǒng)采用大氣電場偵測儀運用測量環(huán)境靜電場的原理來對雷云進行偵測分析。在任何時候，系統(tǒng)都可以根據(jù)對環(huán)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(qū)域范圍很可能出現(xiàn)雷電。
Pre-storm 能夠探測到可能產生雷擊的雷云電場。大氣電場中的場強將會被一組相關數(shù)據(jù)修正，將探測頭所在地的具體情況對預測的影響計算在內，然后反映在輸出結果中并與三個場強門限相比較，以確定警報等級。
一般我們用以下三個場強閥值來界定警報等級：
1級警報:默認的閥值為2kV/m,此時雷暴正在形成，對雷暴的初始活動進行報警；
2級警報: 默認的閥值為4kV/m,此時雷暴正逐漸逼近，對正在接近的雷暴或在本地生成的雷暴進行報警，一般提前時效為5-20分鐘；
3 級警報: 默認的閥值為 6kV/m,雷暴即將發(fā)生，對即將在監(jiān)測地發(fā)生的雷擊進行報警，此時雷電隨時發(fā)生；
一、大氣電場儀
大氣電場儀 Prestorm 2.0 采用了差模測量技術（有2個電極，所采集的數(shù)據(jù)是 2 個電極的差模），相對于現(xiàn)在市場上采用共模測量的同類產品，避免了許多不必要的干擾信號，提供了更準確的測量結果。
1. 采用了倒置式結構，外形設計獨特，避免了積水、積雪、灰塵、鳥糞等對測試電場產生的影響。
2. 采用了最新一代的數(shù)據(jù)采集器，取樣速度是 4.5ms，而同類產品取樣速度約在 32ms 左右。
3. 寬廣的量程范圍（+/-300KV/M）與有效監(jiān)測區(qū)域（半徑 15-20KM）能適合各種環(huán)境的監(jiān)測，特別適合高海拔山峰類旅游風景區(qū)。眾所周知地面大氣電場儀的特性，其安裝位置越高，等勢線分布越尖銳，其靜態(tài)周圍電場值會明顯增大，狹窄的量程范圍在某些特殊環(huán)境往往不能完成預警職能，甚至職能采取犧牲靈敏度等方式等倍降低環(huán)境系數(shù)。
4. 能連續(xù)啟動三級報警級別，一級黃色預警意味著周圍有雷云的聚集，二級橙色預警意味著雷云即將來臨，往往該時間在 5-20 分鐘內，三級紅色預警為高危雷電預警等級，本地區(qū)上方隨時會發(fā)生雷電活動。
5. 精選的材質能抵御酸性污染，適合各種嚴苛的環(huán)境。
6. 使用壽命長，特別是轉動部分，我公司給上海氣象局、蘇州氣象局、杭州氣象局等地首批設備至今依然正常運行，均已超 8 年以上。
7. 系統(tǒng)能夠組網，對多個探測點返回的信號進行分析，操作者可以實時地對不同范圍進行探測，并運用相應的計算機軟件對收集到的數(shù)據(jù)進行分析，從而擴大預警范圍及預警精度。
8. 可以與其他氣象設備配合使用。例如多普勒雷達、閃電定位儀、TSS928 雷電傳感器等等，可進行綜合雷電預警分析，判斷雷云移動軌跡，計算閃電離各探測點距離，分析閃電發(fā)生時電場曲線變化，從而實現(xiàn)短時臨近精確預警。
9. 采用了先進的通訊接口，可以實現(xiàn)偵測探頭的遠程監(jiān)控。
10. 本系統(tǒng)設計了短信平臺服務，用戶可根據(jù)需要添加維護值班人員的手機號碼，實現(xiàn)預警時短信自動發(fā)送，更方便的服務于用戶。
11. 中心軟件建立了多產品的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，具有雷電預警事件記錄、預警次數(shù)柱狀圖查詢、大氣電場數(shù)據(jù)存儲與分析、閃電定位數(shù)據(jù)存儲與分析、雷達強回波數(shù)據(jù)存儲與過濾、歷史數(shù)據(jù)實時回放與查詢、GIS 地圖實時顯示、預警預報發(fā)布、區(qū)域邊界線繪制、同站點歷年數(shù)據(jù)差異性分析等功能。
大氣電場儀 Prestorm 2.0 參數(shù)
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參數(shù) |
偵測探頭 |
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材料 |
鋁合金，澆灌樹脂 |
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尺寸（mm） |
L:240;H:100;P:240 |
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重量（kg） |
2.5 |
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安裝結構 |
倒置式(電機內置) |
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保護指數(shù)（IP） |
53 |
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固定 |
50mm 圓支撐桿及支撐 |
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功耗（mA） |
110(不包括加熱絲) |
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運行溫度（℃） |
-25 到 65 |
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相對濕度 |
0-100% |
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有效保護半徑（km） |
20 或根據(jù)現(xiàn)場特征 |
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測量范圍（kv/m） |
-300 到+300（+/-代表電場極性） |
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相對誤差 |
+/- 3% |
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分辨率（v/m） |
10 |
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信號接口 |
RS485 |
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平均無故障運行時間 |
MTBF>10000h, |
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平均修復時間 |
MTTR<0.5h |
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電機最高轉速（rpm） |
3000 |
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供電電源（Vdc） |
24(12 至 48) |
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連接線 4 |
4 芯屏蔽電纜 |
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符合標準 |
安全認證標準，CEM（電磁兼容） |
二、數(shù)據(jù)傳輸、聲光報警控制箱
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參數(shù)
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數(shù)據(jù)采集控制箱（太陽能）
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數(shù)據(jù)采集控制箱（有線市電）
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外觀 |
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材料 |
A3 鋼板或 304 不銹鋼 |
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尺寸（mm） |
L:500;H:280;P:500 |
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重量（kg） |
80 |
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安裝結構 |
戶外型 |
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保護指數(shù)（IP） |
53 |
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固定 |
預埋件支撐 |
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通信控制器 |
支持 LAN/GPRS/CDMA |
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運行溫度（℃） |
-25 到 65 |
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相對濕度 |
0-100% |
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太陽能板 |
100 瓦 |
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UPS 電源 |
480 小時后備電源 |
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供電電源（Vdc） |
24 |
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符合標準 |
安全認證標準 IS09001 |
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三、大氣電場實時監(jiān)測與雷電預警系統(tǒng)軟件平臺:
數(shù)據(jù)庫建立了五大子系統(tǒng)，分為監(jiān)測服務子系統(tǒng)、預警服務子系統(tǒng)、配置管理子系統(tǒng)、Web Service 服務子系統(tǒng)（B/S）、數(shù)據(jù)放與綜合分析子系統(tǒng)（C/S）
監(jiān)測服務子系統(tǒng)：
主要有大氣電場監(jiān)測、雷達數(shù)據(jù)集成、閃電定位數(shù)據(jù)集成、TSS928 數(shù)據(jù)集成、雷電流數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)上報、在線配置管理等；
預警服務子系統(tǒng)：
主要有網格化預警、等值線計算、短信預警、指令控制服務；
配置管理子系統(tǒng)：
主要有預警服務配置、用戶管理配置、站點參數(shù)配置、重點區(qū)域管理、數(shù)據(jù)庫維護；
b Web e Service 服務子系統(tǒng)（B/S）:
主要有用戶登錄管理、實時監(jiān)測、歷史回放、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析、網格化預警顯示、雷達圖顯示、閃電定位顯示、雷電流監(jiān)測、TSS928 數(shù)據(jù)監(jiān)測；
數(shù)據(jù)回放與綜合分析子系統(tǒng)（C/S） ：
電場曲線分析、雷暴過程分析、預警閥值分析、區(qū)域雷擊概率分析；
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