油氣庫(kù)雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)基于MEMS電場(chǎng)傳感技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣電場(chǎng)強(qiáng)度變化，采用電場(chǎng)微分結(jié)合門(mén)限閾值算法分析雷暴云發(fā)展軌跡，提前10至30分鐘發(fā)出黃橙紅三級(jí)預(yù)警信號(hào)。設(shè)備無(wú)需機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，功耗低且可遠(yuǎn)程組網(wǎng)部署。

油氣庫(kù)雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是為煉化裝置區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)、油氣輸送站等高危行業(yè)設(shè)計(jì)的區(qū)域性實(shí)時(shí)雷電監(jiān)測(cè)與預(yù)警平臺(tái)。該系統(tǒng)的核心功能在于通過(guò)實(shí)時(shí)捕捉雷暴云形成初期大氣電場(chǎng)強(qiáng)度的異常變化，在雷擊發(fā)生之前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，為油氣庫(kù)區(qū)提供寶貴的應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間窗口。據(jù)統(tǒng)計(jì)，雷擊引發(fā)的油罐火災(zāi)占油罐火災(zāi)總數(shù)的32.5%，部署雷電預(yù)警系統(tǒng)后，輸油站因雷擊造成的安全事故明顯減少，設(shè)備損壞率大幅降低。

該系統(tǒng)的核心技術(shù)是基于MEMS技術(shù)的全數(shù)字化電場(chǎng)探測(cè)結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)場(chǎng)磨式電場(chǎng)儀不同，MEMS電場(chǎng)傳感器采用微機(jī)電系統(tǒng)工藝制造，沒(méi)有電機(jī)等易磨損的可動(dòng)機(jī)械部件，傳感器重量?jī)H為710克。傳感器基于電荷感應(yīng)原理，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)庫(kù)區(qū)上方大氣電場(chǎng)強(qiáng)度及其變化趨勢(shì)，捕捉雷暴云電荷累積的早期信號(hào)。在晴朗天氣下，地面平均電場(chǎng)強(qiáng)度約為150V/m；當(dāng)上方雷云產(chǎn)生時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)可升至2kV/m以上；而當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)持續(xù)增大至4kV/m時(shí)，發(fā)生雷電閃光的可能性超過(guò)90%。

為了實(shí)現(xiàn)更高的預(yù)警準(zhǔn)確率，系統(tǒng)采用電場(chǎng)微分結(jié)合門(mén)限閾值的優(yōu)化算法。與僅依賴(lài)單值門(mén)限閾值的常規(guī)方法相比，該算法可有效規(guī)避由雨天、大風(fēng)、雪天、揚(yáng)塵等天氣條件或短時(shí)強(qiáng)靜電物體經(jīng)過(guò)引起的誤報(bào)，系統(tǒng)在河南4座大型油庫(kù)的試運(yùn)行中預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)90%以上，最大預(yù)警提前量達(dá)到39分鐘。預(yù)警信號(hào)分為三個(gè)等級(jí)：第一級(jí)提示雷電風(fēng)險(xiǎn)正在形成，第二級(jí)發(fā)出雷電臨近警告，第三級(jí)確認(rèn)雷閃即將發(fā)生，可按需要連接聲光報(bào)警器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。

在系統(tǒng)構(gòu)成方面，油氣庫(kù)雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)包括雷電預(yù)警探頭、數(shù)據(jù)處理主機(jī)、太陽(yáng)能供電系統(tǒng)、防直擊雷系統(tǒng)、浪涌保護(hù)系統(tǒng)、接地系統(tǒng)以及可選的溫度、濕度等輔助傳感器。雷電預(yù)警探頭應(yīng)安裝于無(wú)遮擋且周邊無(wú)遮擋物的戶(hù)外開(kāi)闊區(qū)域，不得安裝在發(fā)電機(jī)排氣出口處、電線桿旁及高壓線下。設(shè)備在常溫常濕條件下可連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，控制器工作溫度范圍覆蓋-40℃至80℃，可在極端氣候條件下保持正常工作。

該系統(tǒng)的預(yù)警數(shù)據(jù)可通過(guò)無(wú)線通信模塊上傳至云端管理平臺(tái)，管理人員可在手機(jī)或電腦終端上實(shí)時(shí)查看電場(chǎng)強(qiáng)度變化曲線和三級(jí)預(yù)警狀態(tài)。系統(tǒng)還能夠與油庫(kù)已有的安防智能管控平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互：一旦雷電預(yù)警觸發(fā)，可自動(dòng)聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)儲(chǔ)罐密封強(qiáng)化、緊急切斷設(shè)備供電等防護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)從雷暴云早期發(fā)現(xiàn)到災(zāi)害全過(guò)程追蹤的全鏈條管控。截至目前，該系統(tǒng)已在浙江湖州蘇臺(tái)山油庫(kù)、臺(tái)州臨海油庫(kù)、山東東營(yíng)智慧庫(kù)區(qū)以及河南鄭州、洛陽(yáng)、新鄉(xiāng)、許昌等多個(gè)大型油庫(kù)完成部署并投入實(shí)際運(yùn)行。