猎雷者雷电预警系统

一、猎雷者介绍

    StormDetec 猎雷者II是阿古斯公司拥有自主知识产权的新一代全数字化雷电预警系统，属于建立在场磨原理技术基础上的大气静电场探测产品。其工作原理是通过对不断被屏蔽及开放的探测电极带电量的增益放大，转换为数字电场值，从而实时地监测近地面大气层静电场的变化，并对可能造成当地雷击危险的大气电场强度变化加以识别和预警。

雷电监测预警的作用：

    1.有足够的时间在雷暴来临之前启动紧急防御预案，减轻危害程度：减少人员伤害危险；以及经济损失。

    2.有一整套安全可靠且经济的管理方案，并积极应对灾害的发生。比如，及时撤离面临危险的人员，为灾害的发生作好准备，使一系列的应急措施进入警戒状态。

    作为专业的雷暴探测设备，StormDetec 猎雷者II在其一代产品的架构上，结合丰富的市场经验，面向人员，财产和环境的保护作了大量优化升级，是目前国内市场上技术*领先的产品！

生产商介绍：
    法国阿古斯光电控股有限公司（ARGOS OPTOELETRONICS HOLDING SARL）是欧洲**的防雷专家杜尔－梅森集团的下属成员。作为一个具有170年历史的集团公司下属机构，阿古斯光电主要专注于防雷及光电子技术方面的技术风险投资和控股管理，资助了许多独立研发项目的进行；并且借助于杜尔－梅森强大的技术和销售平台，迅速将研发成果产品化及市场化。
为更好地服务中国客户，阿古斯光电于2007年建立了驻中国分支机构，业务涉及防雷领域的产品研发、技术服务和产品销售；同时开始与国内的生产及科研机构，展开了广泛合作！

二、应用领域

    作为一种先进和成熟的解决方案，StormDetec 猎雷者II雷电预警系统已经为世界广泛接受，倍受全球客户重视，典型应用行业包括：

气象研究所 高尔夫俱乐部 大型储油库、储气罐 运动场及学校 高山通讯差转/中转站 军事单位 机场及港口 危险品生产厂及仓库 野外作业单位

    在中国，猎雷者也已经成为许多客户的选择，我们的重要客户名单包括了气象部门、石化企业、军队、旅游区以及多个高尔夫俱乐部！

三、工作原理：

    在气象领域，对于雷暴的监测手段，分为间接监测和直接监测两种；间接监测的方法包括了多普勒雷达、卫星云图等；而直接监测手段则主要是大气电场仪、电磁振荡接收仪和雷电定位系统等。
    在上述系统中，大气电场仪是**针对雷电发生的*根本因素－雷云电荷量（或称为大气电场场强）进行监测的系统；能够通过对电场强度、极性变化的探测和分析，实时地监测本地雷云变化，并对可能造成雷击危险的大气电场变化加以识别和预警。
   由于雷击现象源于雷云内部的大量电荷累积，因此大气电场场强变化代表了雷云电荷累积程度。多年来世界各地积累的气象资料表明，雷闪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处设立的监测点为例，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2 KV/m以上时，通常意味着该地点上方雷云已经产生；如果场强持续增大至4~5 kV/m，发生雷闪现象的可能性就将超过90%；雷闪发生时，场强会增大至14KV/m以上。一般情况下，雷闪由起始到发生至少需要约30分钟。（猎雷者系统典型监测记录请参考下图）

    基于上述原理， StormDetec 猎雷者II通过不断将安装地点的大气电场监测值，与预先设定的电场门限值相比较，就可以在**次雷击产生前，探测到其发生的可能性，并且发出危险信息。从而对人员和设备提供良好的保护，避免雷击造成的损失。

门限值的设定

    基于气象资料的统计结果，StormDetec 猎雷者II系统使用三个危险警报等级来界定雷击的接近程度。为了获得足够的预警效果，**等级的报警信息主要提示操作人员注意，第二等级将提供进一步确定信息，而第三等级将激活自动操作系统。当场强降到门限场强水平以下时，警报将自动解除。

    在以平原地区为参照的一般情况下，StormDetec 猎雷者II的警报等级门限的产品出厂预设值为：

ALARM1 - 1级警报（门限默认值为2KV/m） －雷暴形成，对雷暴的初始活动报警。 ALARM2 - 2级警报（门限默认值为5KV/m） －雷暴逼近，对正在接近的雷暴或在本地生成的雷暴报警。 （ 一般情况下，此时距雷闪真正发生的时间至少约30分钟。用户可以采取保护措施以及避免雷击损失） ALARM3 - 3级警报（门限默认值为8KV/m） －雷暴即将发生，对即将在监测地发生的雷击报警。 （此时距雷闪真正发生的时间约在10分钟左右）

系统监测范围：

    理论上，对空间电场的探测是不存在范围限制的。但实际上，由于受到电场衰减变化的固有物理定律，以及一些其它环境客观因素的影响，所有基于场磨原理的雷电预警设备只能在一定范围内起到预警作用。一般而言，猎雷者系统的有效预警范围是在8~15 km的范围。超出上述范围的雷暴现象，由于电场衰减原因，将无法触发预警警报。（详请观察下图的记录波形以及电场幅值）

    从实践经验而言，任何一个单一的监测手段均存在其不足之处；例如大气电场仪就很容易因雷云受风向影响而在*后时刻改变方向，或者其它气象原因，使雷暴未能在发布了预警信息的安装地点附近发生，而产生事实上的错误警报。所以，通过多个系统（如多普勒雷达、雷电定位系统等）所提供的信息进行交叉参照分析，综合得出监测结果才是*为可靠的方法。

• 高精度数字非参考面取样

• 高抗环境干扰能力

    由于舍弃了取样参考面，使周边环境电场对探测所造成的附加影响降至*低，保证了电场探测数据的有效性。同时，直接对雷云取样也使探头相对于安装点地面的高度不敏感，在一定程度上降低了安装地点条件要求，使不同站点数据的一致性较好，利于使用者选择站点以及预警决策。

• 智能电机控制

    基于场磨探测原理的电场仪产品，其负责驱动屏蔽叶片的电机转动的稳定性精度在很大程度上决定了系统的精度，因此对于驱动电机的旋转稳定性有非常高的要求，这也是很多同类设备通常故障间隔较短的原因。

    猎雷者II由于探头PLC内置，其智能控制程序能够对电机的转速进行监测，然后通过程序将电场采样值与电机转速关联，并计算出输出值。这样一方面对于电机稳定性以及维护成本得以降低；另一方面，数据的精确性也得到保证。目前，国内市场上采用该项技术的产品还仅限于猎雷者II。

• 多站点信息监控平台

    在雷电预警系统的组网应用中，中央监控室数据汇总功能是必不可少的环节。StormDetec猎雷者II特有的双屏显示功能使各级别决策者能够方便且全面地了解监控区域的大气电场分布，以及电场曲线变化，并针对国内的网络现状作了许多传输性能优化，是重要的预警决策辅助系统。

五、构成

StormDetec猎雷者II由两大部分组成：

1. TMC － 电场探头 2. CCA － 数据处理主机（内置UPS不间断电源）     用户可以将猎雷者II系统与电脑连接，从而达成远程监控的目的；或者，通过对数据的分析，对雷云静电场强度和极性变化做出更准确的判断。同时，猎雷者II系统还可以与声光报警系统相连接。     图１为猎雷者II 的系统示意图，包括了电场探头、数据处理主机、附件电缆、PC和一个输出声光警报信号的报警器。

六、网络功能：

    StormDetec猎雷者II系统软件具备了完善的网络传输功能；数据的传输完全遵循TCP/IP网络协议。
    StormDetec猎雷者II的配套软件，包括单站点版本以及多站点中央监控软件。单站点软件可以作为多站点中央监控软件的一部分而加以使用；并且，除具备对站点数据处理主机进行设定的功能外，还提供了电场探测数据和日记的存储、查询、输出、打印以及网络通讯功能，操作员还可以自行输入非探测因素记录（如当时现场事件等），作为附加参考资料加以保存。

多站点预警设备网络系统中央监控
    WinSTORMDETEC Network中央监控软件是我们专门为多站点应用客户开发的中央监控软件，允许用户通过一台中央监控PC机：

1.读取多个站点PC机的实时数据。 2.跟踪监测大范围区域的静电场场强 3.DHCP模式下的TCP/IP协议网络传输（用户无需拥有固定IP地址）。

    对于需要对大范围区域进行雷暴监控预警的行业用户（如气象、航空、石化等）来说，该软件可以提供更加直观的界面，更清晰的辅助决策依据，同时，可以在一定程度上，节省用户的设备以及人力投入成本。

七、安装和维护

电场探头（TMC）的安装：

    为使对雷云电场的探测尽量避免叠加干扰的影响，电场探头应被直接安装于室外无阻挡的开阔地，取样口朝上，外壳朝下。安装时使探头的视野立体角α尽量大（*小为90度），以保证天空和云层都在探测范围内。
    电场探头应被固定在一根长1～2米的Φ50金属管上。该金属管可直接安装在地面上，或沿着房屋屋顶安装，或安装在屋顶平台上。（见图4和4（a））。