一、項(xiàng)目需求

雷雨季節(jié)雷擊造成設(shè)備損失較大，希望能找到一種使用快速斷電防止雷擊有線(xiàn)采集設(shè)備的方案。乍得項(xiàng)目的工作環(huán)境，類(lèi)似國(guó)內(nèi)內(nèi)蒙草原，但是也有一些叢林地區(qū)。公網(wǎng)信號(hào)（無(wú)論是2G 3G還是4G）不穩(wěn)定。希望能不依靠公網(wǎng)，而采用自組網(wǎng)的方式，解決信號(hào)傳遞的問(wèn)題。環(huán)境潮濕，夏季有高溫。

目前小隊(duì)上現(xiàn)在中小排列采取的防止雷擊損傷的措施是關(guān)閉儀器，人工一個(gè)一個(gè)去斷開(kāi)排列和電瓶，在斷開(kāi)后只能盲目的等待雷電小了再去一個(gè)一個(gè)接上排列和電瓶，試試是否可以放炮，這樣損失了大量時(shí)間，而且有的地方?jīng)]等來(lái)得及斷開(kāi)（特別是地形復(fù)雜地區(qū)和夜間雷電突襲的時(shí)候）也有被雷擊壞概率，人員在雷電時(shí)候靠近排列也有安全隱患。

二、預(yù)警+遠(yuǎn)程斷電方案

2.1 雷電預(yù)警防雷擊系統(tǒng)是由雷電預(yù)警系統(tǒng)

雷電預(yù)警防雷擊系統(tǒng)是由雷電預(yù)警系統(tǒng)（探測(cè)器，控制主機(jī)，軟件等），網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（通訊公網(wǎng)模塊+LoRa模塊 雙通訊方式），太陽(yáng)能充電器+電池，等組成。

工作過(guò)程：用以下三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)閥值來(lái)界定警報(bào)等級(jí)：

1級(jí)警報(bào):默認(rèn)的閥值為2kV/m,此時(shí)雷暴正在形成，對(duì)雷暴的初始活動(dòng)進(jìn)行報(bào)警；

2級(jí)警報(bào): 默認(rèn)的閥值為4kV/m,此時(shí)雷暴正逐漸逼近，對(duì)正在接近的雷暴或在本地生成的雷暴進(jìn)行報(bào)警，一般提前時(shí)效為5-20分鐘；

3級(jí)警報(bào): 默認(rèn)的閥值為6kV/m,雷暴即將發(fā)生，對(duì)即將在監(jiān)測(cè)地發(fā)生的雷擊進(jìn)行報(bào)警，此時(shí)雷電隨時(shí)發(fā)生

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出雷電預(yù)警時(shí)：

I．提示現(xiàn)場(chǎng)工作人員應(yīng)采取相應(yīng)的主動(dòng)防范措施，如通知工作人員本地區(qū)即將有雷暴發(fā)生，請(qǐng)注意規(guī)避，不要繼續(xù)野外勘測(cè)或站在高處等易遭雷擊得地方等。

II.雷電來(lái)臨，系統(tǒng)報(bào)出雷電預(yù)警時(shí)，屏顯控制箱發(fā)出聲光預(yù)警信號(hào)并通過(guò)屏顯控制箱內(nèi)的4G模塊給主要人員發(fā)出雷電預(yù)警短信，同時(shí)系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向蓄電池遠(yuǎn)控?cái)嗦菲靼l(fā)出指令，切斷蓄電池與電源站、交叉站的電路連接，最大限度減少采集設(shè)備損壞。

III.積累雷電過(guò)程的場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)，為雷電評(píng)估分析或提高雷電防護(hù)等級(jí)等提供科學(xué)依據(jù)。

相應(yīng)的，采用雷電預(yù)警系統(tǒng)，利用主動(dòng)防雷，提前預(yù)防的理念，對(duì)于沙漠無(wú)人探區(qū)的雷電保護(hù)方案設(shè)計(jì)，具有很好的完善作用。其主要的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)如下：

可以有效的保護(hù)人身安全：在沙漠無(wú)人探區(qū)里的人員可以事先獲取雷電即將來(lái)臨的信息，及時(shí)有效的進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避和停止作業(yè)。

有效規(guī)避雷擊造成的事故風(fēng)險(xiǎn)：在雷擊即將來(lái)臨時(shí)，應(yīng)該及時(shí)停止相關(guān)作業(yè)。

切換內(nèi)部電源，或?qū)⑾到y(tǒng)進(jìn)入安全模式：在雷電預(yù)警探測(cè)到較高風(fēng)險(xiǎn)的情況下，可以及時(shí)將電源從外部切換至內(nèi)部，從而降低雷電流入侵的可能性，進(jìn)一步確保設(shè)備及系統(tǒng)的安全。

提前啟用備份服務(wù)措施，做好風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)服務(wù)中斷的預(yù)案準(zhǔn)備：沙漠無(wú)人探區(qū)內(nèi)部分設(shè)備承擔(dān)著場(chǎng)所內(nèi)日常運(yùn)作的重要工作，屬于不可中斷的服務(wù)類(lèi)型。因此，如提前獲知了雷電活動(dòng)的信息，可及時(shí)的啟用相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，做好雷電高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域服務(wù)中斷的可能性的準(zhǔn)備，例如啟用備份模式等。

統(tǒng)計(jì)雷擊信息：雷電預(yù)警系統(tǒng)可以及時(shí)記錄被保護(hù)區(qū)域產(chǎn)生的雷電活動(dòng)的強(qiáng)度，極性，時(shí)間等信息，從而為日后防雷系統(tǒng)的升級(jí)改造提供實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

針對(duì)本案例，對(duì)于無(wú)人探區(qū)的雷電預(yù)警系統(tǒng)安裝采用的是太陽(yáng)能蓄電池供電版本。設(shè)備能夠獨(dú)立在戶(hù)外進(jìn)行自給自足供電，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)傳輸和遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)電源。

網(wǎng)絡(luò)版的探測(cè)端裝置位置建議選擇在工作區(qū)或附近較高點(diǎn)，建議高度為3米左右，探測(cè)端頂面應(yīng)在視角90-120度范圍內(nèi)無(wú)遮攔物，如下圖：

安裝數(shù)量：雷電探測(cè)傳感器+無(wú)線(xiàn)傳輸模塊+太陽(yáng)能供電組共1套

安裝方式：1.5-2m支撐桿安裝，預(yù)埋固定12V太陽(yáng)能+蓄電池供電（支撐桿+太陽(yáng)能+蓄電池項(xiàng)目上自備）。

系統(tǒng)保護(hù)：探測(cè)端已配備浪涌保護(hù)器。

客戶(hù)端軟件：控制室電腦瀏覽器界面可直接登錄客戶(hù)端管理后臺(tái)。

電子式探頭，沒(méi)有任何可移動(dòng)部件：雷電預(yù)警系統(tǒng)采用目前世界上最先進(jìn)的全電子傳感器，沒(méi)有任何的可移動(dòng)部件。在同一個(gè)探測(cè)單元內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了本地和遠(yuǎn)程雷電探測(cè)的功能。在最新的歐洲標(biāo)準(zhǔn)中屬于1+2類(lèi)雷電預(yù)警設(shè)備（IEC-62793）。

預(yù)警率高：100%，即有雷電的情況下全部預(yù)警，無(wú)漏報(bào)。

準(zhǔn)確率高：90%，即預(yù)警后，落雷幾率90%以上（依據(jù)全球案例統(tǒng)計(jì)得出）。

預(yù)警時(shí)間充足：5 – 10 分鐘（可根據(jù)需要設(shè)置）。充足的預(yù)警時(shí)間可確保用戶(hù)及時(shí)采取各類(lèi)應(yīng)急預(yù)案，以達(dá)到主動(dòng)防護(hù)的目的。同時(shí)，相對(duì)于氣象意義上的預(yù)警或預(yù)報(bào)（幾小時(shí)至數(shù)天），用戶(hù)只需在雷電即將來(lái)臨時(shí)采取措施，確保了日常工作不會(huì)受到過(guò)多的影響。

2.2 LORA/公網(wǎng)信號(hào)控制下的電磁遠(yuǎn)程直流斷路器

這個(gè)產(chǎn)品自行研發(fā)生產(chǎn)，原理是當(dāng)接到雷電預(yù)警時(shí)通過(guò)固定在儀器車(chē)上的和查線(xiàn)工車(chē)上的發(fā)送終端通過(guò)LORA無(wú)線(xiàn)電方式發(fā)送指令信號(hào)，控制串接在排列和電瓶中的接收端的電磁推桿+直流斷路器，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遙控通斷排列和電瓶。

基于ROLA通訊技術(shù)的遙控通斷器測(cè)試樣品制作基本完成。