文物建筑雷電防護裝置監測預警系統
文物建筑是國家重要的人文旅游資源和珍貴文化遺產(chǎn)，具有不可復原性，安全防護顯得尤為重要。我國文物建筑大多以木材為主要材料，因其自身結構、位置、材料等特點(diǎn)，造成自古至今因雷擊起火被焚或遭雷擊破壞的事件時(shí)有發(fā)生，防止雷電災害的破壞是文物建筑保護的重點(diǎn)內容之一。
// 規范要求
依據國家文物局2010年印發(fā)的《文物建筑防雷工程勘測設計和施工技術(shù)規范（施行）》（文物保發(fā)【2010】6號）和2013年由中國氣象局、國家文物局共同發(fā)布的《文物建筑防雷技術(shù)規范》（QX 189-2013）要求，主要防范直擊雷對文物建筑的破壞，采用的手段主要是依照文物建筑的造型敷設接閃裝置（避雷帶），通過(guò)引下線(xiàn)和地網(wǎng)連接，確保文物建筑遭受雷電侵害時(shí)，雷電有暢通的通道泄放雷電流，減少雷電對文物建筑的破壞。
// 監測系統的必要性
傳統防雷系統附著(zhù)在文物建筑的本體上，雷電來(lái)臨時(shí)只能被動(dòng)防護，沒(méi)有辦法通過(guò)主動(dòng)措施減少雷電對文物建筑的侵害。接閃裝置（避雷帶）是否穩定有效，接閃裝置（避雷帶）是否有雷電通過(guò)、有多大雷電流通過(guò)、雷電流通過(guò)的時(shí)間，地網(wǎng)接地電阻的值是否超過(guò)正常范圍（接地電阻過(guò)大不利于雷電流的泄放）都不清楚，無(wú)法監測雷電來(lái)臨之前防雷系統是否處于安全狀態(tài)。
鑒于以上分析，文物建筑的防雷安全迫切需要一套雷電防護裝置監測預警系統，來(lái)監測防雷系統本身的狀態(tài)是否安全可靠并且有效運行。太行雷電防護裝置監測預警系統應用了物聯(lián)網(wǎng)、通訊、軟件、云平臺和大數據等信息技術(shù)，對各關(guān)鍵環(huán)節的防護裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監測、數據采集和分析、提前預警預報、隱患排查和應急處置操作，同時(shí)按區域要求部署雷電預警儀進(jìn)行雷電預警，形成一套完整的“預報+防護”相結合的雷電綜合防護解決方案。
系統拓撲圖
系統界面圖
// 系統介紹
雷電防護裝置監測預警系統包含雷電臨近、雷電流記錄、地網(wǎng)阻值在線(xiàn)檢測、智能升降式避雷針和天氣信息等5個(gè)子系統。各子系統采集設備的自身狀態(tài)和采集的數據都通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸到雷電防護裝置監測預警系統，系統具備集中展呈、數據統計分析、應急事件的預報和處置等功能。
// 雷電臨近子系統
雷電臨近子系統采用大氣電場(chǎng)儀采集設備，運用測量環(huán)境靜電場(chǎng)的原理對雷云進(jìn)行偵測分析。系統根據環(huán)境靜電場(chǎng)的變化來(lái)偵測5-10公里范圍以?xún)瓤拷睦子暝?，在雷擊發(fā)生前5-30分鐘左右按級別發(fā)出雷電預警信號，系統根據設置好的應急預案通知用戶(hù)采取適當的防雷措施，減少雷電的損害。
雷電臨近子系統采集設備大氣電場(chǎng)儀建議安裝在文物建筑物附近空曠、光線(xiàn)充足區域，選址建議在高處，盡量避開(kāi)高樓、高大植物等障礙物。
// 雷電流記錄子系統
對防雷裝置發(fā)生雷電接閃時(shí)雷電流的大小、時(shí)間、次數進(jìn)行準確記錄，記錄儀自身狀態(tài)和采集的雷電流數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊方式傳輸到雷電防護裝置監測預警系統，為雷擊事故分析和防雷裝置改造提供有價(jià)值的科學(xué)依據。
雷電流記錄儀安裝在避雷帶或引下線(xiàn)等接閃裝置上，安裝便捷，不接觸、不傷害文物本體。記錄儀配置高能電池，對安裝位置沒(méi)有要求，避免對文物景觀(guān)的破壞。
// 地網(wǎng)電阻監測子系統
接地電阻在線(xiàn)檢測儀是專(zhuān)為在線(xiàn)監測接地引下線(xiàn)的連接狀況、三級法接地電阻而精心設計制造的。在線(xiàn)檢測、非接觸測量、地線(xiàn)穿心通過(guò)、絕不影響防雷接地效果和設備的正常運行，無(wú)需自檢、實(shí)時(shí)檢測、采用無(wú)線(xiàn)通信傳輸數據，實(shí)現遠程在線(xiàn)監測。
接地電阻在線(xiàn)檢測儀安裝接閃裝置引下線(xiàn)處，安裝便捷，不接觸、不傷害文物本體。記錄儀內置高性能電池，對安裝位置沒(méi)有要求，避免對文物景觀(guān)的破壞。
// 自動(dòng)升藏接閃桿系統
文物雷電預警智能升降接閃桿防雷裝置（升降桿聯(lián)動(dòng)系統）是在文物建筑周?chē)?、集中成片古村落周?chē)狡赂咛帯?a href='/lishi90/' target=_blank>歷史易受雷擊部位安裝的升降聯(lián)動(dòng)系統。智能升降接閃桿在雷電預警系統信息引導下自動(dòng)升起和收藏，也可手動(dòng)操作升降桿升起或收藏。
在雷雨發(fā)生半小時(shí)前，雷電預警系統發(fā)出預警信息，觸發(fā)智能升降接閃桿驅動(dòng)裝置，促使其自動(dòng)升起至預設高度，截獲雷電流通過(guò)自身金屬桿引導雷電流至艙體接地裝置流散大地。在雷雨云消失1小時(shí)后，雷電預警系統發(fā)出收藏命令，升降接閃桿將自動(dòng)收藏至地面預設高度或地下艙中。
// 天氣信息子系統
接入氣象部門(mén)實(shí)時(shí)天氣數據，實(shí)現風(fēng)向風(fēng)速、溫濕度、降雨量、氣壓等實(shí)時(shí)展呈，掌握文物建筑區域內的基本天氣氣象信息，更好地了解文物建筑區域內氣候環(huán)境變化，及時(shí)全面地了解氣象對文物保存、景區人文產(chǎn)生的影響。
雷電防護裝置監測預警系統確保防雷裝置的安全有效，各子系統間分工協(xié)作、預警預報、應急處置、資料匯總。文物建筑雷電防護系統工程，從根本上減少雷電活動(dòng)對文物古建和人員帶來(lái)的侵害，切實(shí)做好文物建筑的防雷安全保護工作，為文物保護事業(yè)貢獻智慧和力量。
// 文物建筑典型案例
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