文物建筑雷電防護裝置監(jiān)測預警系統(tǒng)
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，造成自古至今因雷擊起火被焚或遭雷擊破壞的事件時有發(fā)生，防止雷電災害的破壞是文物建筑保護的重點內(nèi)容之一。
// 規(guī)范要求
依據(jù)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規(guī)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《文物建筑防雷技術規(guī)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），通過引下線和地網(wǎng)連接，確保文物建筑遭受雷電侵害時，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(jiān)測系統(tǒng)的必要性
傳統(tǒng)防雷系統(tǒng)附著在文物建筑的本體上，雷電來臨時只能被動防護，沒有辦法通過主動措施減少雷電對文物建筑的侵害。接閃裝置（避雷帶）是否穩(wěn)定有效，接閃裝置（避雷帶）是否有雷電通過、有多大雷電流通過、雷電流通過的時間，地網(wǎng)接地電阻的值是否超過正常范圍（接地電阻過大不利于雷電流的泄放）都不清楚，無法監(jiān)測雷電來臨之前防雷系統(tǒng)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(jiān)測預警系統(tǒng)，來監(jiān)測防雷系統(tǒng)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(jiān)測預警系統(tǒng)應用了物聯(lián)網(wǎng)、通訊、軟件、云平臺和大數(shù)據(jù)等信息技術，對各關鍵環(huán)節(jié)的防護裝置進行實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集和分析、提前預警預報、隱患排查和應急處置操作，同時按區(qū)域要求部署雷電預警儀進行雷電預警，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(tǒng)拓撲圖
系統(tǒng)界面圖
// 系統(tǒng)介紹
雷電防護裝置監(jiān)測預警系統(tǒng)包含雷電臨近、雷電流記錄、地網(wǎng)阻值在線檢測、智能升降式避雷針和天氣信息等5個子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)采集設備的自身狀態(tài)和采集的數(shù)據(jù)都通過無線傳輸?shù)嚼纂姺雷o裝置監(jiān)測預警系統(tǒng)，系統(tǒng)具備集中展呈、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、應急事件的預報和處置等功能。
// 雷電臨近子系統(tǒng)
雷電臨近子系統(tǒng)采用大氣電場儀采集設備，運用測量環(huán)境靜電場的原理對雷云進行偵測分析。系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境靜電場的變化來偵測5-10公里范圍以內(nèi)靠近的雷雨云，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(tǒng)根據(jù)設置好的應急預案通知用戶采取適當?shù)姆览状胧瑴p少雷電的損害。
雷電臨近子系統(tǒng)采集設備大氣電場儀建議安裝在文物建筑物附近空曠、光線充足區(qū)域，選址建議在高處，盡量避開高樓、高大植物等障礙物。
// 雷電流記錄子系統(tǒng)
對防雷裝置發(fā)生雷電接閃時雷電流的大小、時間、次數(shù)進行準確記錄，記錄儀自身狀態(tài)和采集的雷電流數(shù)據(jù)通過無線通訊方式傳輸?shù)嚼纂姺雷o裝置監(jiān)測預警系統(tǒng)，為雷擊事故分析和防雷裝置改造提供有價值的科學依據(jù)。
雷電流記錄儀安裝在避雷帶或引下線等接閃裝置上，安裝便捷，不接觸、不傷害文物本體。記錄儀配置高能電池，對安裝位置沒有要求，避免對文物景觀的破壞。
// 地網(wǎng)電阻監(jiān)測子系統(tǒng)
接地電阻在線檢測儀是專為在線監(jiān)測接地引下線的連接狀況、三級法接地電阻而精心設計制造的。在線檢測、非接觸測量、地線穿心通過、絕不影響防雷接地效果和設備的正常運行，無需自檢、實時檢測、采用無線通信傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠程在線監(jiān)測。
接地電阻在線檢測儀安裝接閃裝置引下線處，安裝便捷，不接觸、不傷害文物本體。記錄儀內(nèi)置高性能電池，對安裝位置沒有要求，避免對文物景觀的破壞。
// 自動升藏接閃桿系統(tǒng)
文物雷電預警智能升降接閃桿防雷裝置（升降桿聯(lián)動系統(tǒng)）是在文物建筑周圍、集中成片古村落周圍山坡高處、歷史易受雷擊部位安裝的升降聯(lián)動系統(tǒng)。智能升降接閃桿在雷電預警系統(tǒng)信息引導下自動升起和收藏，也可手動操作升降桿升起或收藏。
在雷雨發(fā)生半小時前，雷電預警系統(tǒng)發(fā)出預警信息，觸發(fā)智能升降接閃桿驅動裝置，促使其自動升起至預設高度，截獲雷電流通過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小時后，雷電預警系統(tǒng)發(fā)出收藏命令，升降接閃桿將自動收藏至地面預設高度或地下艙中。
// 天氣信息子系統(tǒng)
接入氣象部門實時天氣數(shù)據(jù)，實現(xiàn)風向風速、溫濕度、降雨量、氣壓等實時展呈，掌握文物建筑區(qū)域內(nèi)的基本天氣氣象信息，更好地了解文物建筑區(qū)域內(nèi)氣候環(huán)境變化，及時全面地了解氣象對文物保存、景區(qū)人文產(chǎn)生的影響。
雷電防護裝置監(jiān)測預警系統(tǒng)確保防雷裝置的安全有效，各子系統(tǒng)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(tǒng)工程，從根本上減少雷電活動對文物古建和人員帶來的侵害，切實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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