文物建筑雷電防護(hù)裝置監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
文物建筑是國(guó)家重要的人文旅游資源和珍貴文化遺產(chǎn)，具有不可復(fù)原性，安全防護(hù)顯得尤為重要。我國(guó)文物建筑大多以木材為主要材料，因其自身結(jié)構(gòu)、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(zāi)害的破壞是文物建筑保護(hù)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。
// 規(guī)范要求
依據(jù)國(guó)家文物局2010年印發(fā)的《文物建筑防雷工程勘測(cè)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范（施行）》（文物保發(fā)【2010】6號(hào)）和2013年由中國(guó)氣象局、國(guó)家文物局共同發(fā)布的《文物建筑防雷技術(shù)規(guī)范》（QX 189-2013）要求，主要防范直擊雷對(duì)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(shè)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(shí)，雷電有暢通的通道泄放雷電流，減少雷電對(duì)文物建筑的破壞。
// 監(jiān)測(cè)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(shí)只能被動(dòng)防護(hù)，沒有辦法通過主動(dòng)措施減少雷電對(duì)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(shí)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(cè)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(hù)裝置監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，來監(jiān)測(cè)防雷系統(tǒng)本身的狀態(tài)是否安全可靠并且有效運(yùn)行。太行雷電防護(hù)裝置監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)、通訊、軟件、云平臺(tái)和大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)，對(duì)各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的防護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集和分析、提前預(yù)警預(yù)報(bào)、隱患排查和應(yīng)急處置操作，同時(shí)按區(qū)域要求部署雷電預(yù)警儀進(jìn)行雷電預(yù)警，形成一套完整的“預(yù)報(bào)+防護(hù)”相結(jié)合的雷電綜合防護(hù)解決方案。
系統(tǒng)拓?fù)鋱D
系統(tǒng)界面圖
// 系統(tǒng)介紹
雷電防護(hù)裝置監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)包含雷電臨近、雷電流記錄、地網(wǎng)阻值在線檢測(cè)、智能升降式避雷針和天氣信息等5個(gè)子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)采集設(shè)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(hù)裝置監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，系統(tǒng)具備集中展呈、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、應(yīng)急事件的預(yù)報(bào)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(chǎng)儀采集設(shè)備，運(yùn)用測(cè)量環(huán)境靜電場(chǎng)的原理對(duì)雷云進(jìn)行偵測(cè)分析。系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境靜電場(chǎng)的變化來偵測(cè)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(jí)別發(fā)出雷電預(yù)警信號(hào)，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置好的應(yīng)急預(yù)案通知用戶采取適當(dāng)?shù)姆览状胧瑴p少雷電的損害。
雷電臨近子系統(tǒng)采集設(shè)備大氣電場(chǎng)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(duì)防雷裝置發(fā)生雷電接閃時(shí)雷電流的大小、時(shí)間、次數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)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(hù)裝置監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，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(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(duì)安裝位置沒有要求，避免對(duì)文物景觀的破壞。
// 地網(wǎng)電阻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)
接地電阻在線檢測(cè)儀是專為在線監(jiān)測(cè)接地引下線的連接狀況、三級(jí)法接地電阻而精心設(shè)計(jì)制造的。在線檢測(cè)、非接觸測(cè)量、地線穿心通過、絕不影響防雷接地效果和設(shè)備的正常運(yùn)行，無需自檢、實(shí)時(shí)檢測(cè)、采用無線通信傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)。
接地電阻在線檢測(cè)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(duì)安裝位置沒有要求，避免對(duì)文物景觀的破壞。
// 自動(dòng)升藏接閃桿系統(tǒng)
文物雷電預(yù)警智能升降接閃桿防雷裝置（升降桿聯(lián)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)。智能升降接閃桿在雷電預(yù)警系統(tǒng)信息引導(dǎo)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(yù)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信息，觸發(fā)智能升降接閃桿驅(qū)動(dòng)裝置，促使其自動(dòng)升起至預(yù)設(shè)高度，截獲雷電流通過自身金屬桿引導(dǎo)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(yù)警系統(tǒng)發(fā)出收藏命令，升降接閃桿將自動(dòng)收藏至地面預(yù)設(shè)高度或地下艙中。
// 天氣信息子系統(tǒng)
接入氣象部門實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)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(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(shí)全面地了解氣象對(duì)文物保存、景區(qū)人文產(chǎn)生的影響。
雷電防護(hù)裝置監(jiān)測(cè)預(yù)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(yù)警預(yù)報(bào)、應(yīng)急處置、資料匯總。文物建筑雷電防護(hù)系統(tǒng)工程，從根本上減少雷電活動(dòng)對(duì)文物古建和人員帶來的侵害，切實(shí)做好文物建筑的防雷安全保護(hù)工作，為文物保護(hù)事業(yè)貢獻(xiàn)智慧和力量。
// 文物建筑典型案例
江西湘鄂贛省委舊址、秋收起義安源軍事會(huì)議舊址、湘鄂贛革命根據(jù)地舊址、婺源宗祠之洪村光裕堂、南昌新四軍軍部舊址、吉安渼陂紅四軍總部舊址、吉安富田村誠(chéng)敬堂、廬山美廬別墅、廬山白鹿洞書院、廬山民國(guó)圖書館、廬山周恩來紀(jì)念館、景德鎮(zhèn)古窯民俗博覽區(qū)、湘鄂贛軍區(qū)舊址、湘鄂贛省委紅旗報(bào)社舊址、湘鄂贛省蘇維埃政府舊址、上饒紅五分校、南昌陳云舊居、南昌繩金塔
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