雷电监测定位系统讲义
雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨

雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨雷电是一种常见的自然灾害,通常引起的危害包括火灾、人员伤亡、设备损坏等。
为了有效地防御和监测预警雷电灾害,雷电定位系统被广泛地应用于各种环境和场合。
本文旨在探讨雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用。
1. 雷电定位系统的原理和分类雷电定位系统是指通过测量雷电波的传播时间和方向确定雷电位置的一种设备。
其原理是利用雷电的电磁波的传播速度,以及在空气中的传播距离和传播方向,来确定雷电的位置。
一般来说,雷电定位系统可以分为两种类型:被动定位系统和主动定位系统。
被动定位系统是指利用接收来自雷电的电磁波信号,并测量其时间差,从而确定雷电灾害的发生位置。
与之相比,主动定位系统则是通过发射电磁波信号,再接收和分析反射回来的信号,以确定雷电的位置和活动情况。
被动定位系统的优点是相对简单和易于操作,而主动定位系统则可以提供更准确和全面的雷电监测信息。
雷电定位系统在各种场合和行业中被广泛应用,包括以下几个方面:2.1. 气象学及气象预报方面雷电定位系统在气象学和气象预报中的应用是最为广泛的。
通过对雷电定位系统进行观测和分析,可以了解气象环境中雷电的发生及影响范围,进而为防雷工作提供可靠的依据。
特别是在对天气的预报及警报工作中,必须对雷电进行监测和分析,以避免可能的灾害和损失。
2.2. 电力工业中雷电是电力系统的重要隐患,因此在电力系统中应用雷电定位系统可以帮助电力公司进行安全管理和设备维护。
通过监测雷电及其活动情况,可以预测可能发生的雷电灾害,及时采取相应的措施,防止电力设备被损坏,并保障电力供应的稳定性。
2.3. 农业和林业领域雷电对农业和林业产生严重影响,因此通过雷电定位系统的监测,可以预测并预防可能发生的雷电灾害,减轻对农林生产的影响,并及时采取防雷措施和 emergency response。
在矿业和建筑工程领域中,需要对雷电进行长期的监测、分析和预测,以避免由雷电引起的严重灾害。
四川雷电监测定位系统简介
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明 ,全球在任何一个时刻都有上千个雷暴在活动 ,大多数发 生在较低纬度地区 ,两极地区也时有发生 。在现代生活中 , 雷电对森林 、引燃火工品 、易燃易爆物等的安全构成威胁 ,对 航天 、航空 、通讯 、电力 、建筑等诸多方面都有着很大的影响 。 因此世界各国都很重视雷电的研究与防护 。我国气象部门 也相当重视雷电轨道的建设 。《国家气象局业务技术体制改 革总体方案 》确定雷电业务需要将雷电各项业务工作有机地 结合起来 ,建立雷电监测 、科研 、服务等综合运行的大平台 , 形成以雷电监测为基础 ,雷电科研为支撑 ,雷电预警预报 、防 护技术开发与服务为主要内容的研究型业务服务体系 。 2 闪电的介绍
目前四川省使用的客户端有三种版本 : 210、310 和 410 版本 ,其中 210版本除了连接中心站服务器之外 ,还要连接 SQL数据库服务器 。这三个版本有各自不同的特点和优势 , 以下就对这三个版本进行对比说明 。 4. 2. 1 图形显示客户端 210版本
该版本最大优势就是功能比较齐全 ,操作比较方便 ,而 且可以对全年的雷暴日数进行统计和作图 ,这是 210版本所 独有的功能 。图 4就是用图形显示客户端 210 制作的 2006 年全省雷暴日数分布图 ,从图上可以清晰的看到 ,颜色较深 的部分在四川东部和南部地区 ,说明该区域雷暴较多 ,而北 部地区和西部地区雷暴较少 。
摘要 :气象部门雷电轨道方面的工作 ,包含了雷电监测 、预警 预报 、检测与防护技术服务 、研究开发和管理协调等业务 。 雷电轨道的建设 ,就是为了提高雷电防护科技水平 ,重点是 加强对雷电监测 、预警预报的研究开发 ,提高气象部门防雷 技术服务水平 ,增强社会防御雷电灾害的能力 ,真正实现防 雷减灾为社会经济发展保驾护航的目的 。本文介绍了各种 雷电的特征及产生机制 ,详细说明了四川省气象系统采用的 雷电监测定位系统的组成与功能 ,并对不同版本的图形显示 客户端作了对比说明 。 关键词 :闪电 ;探测仪 ;图形显示客户端 中图分类号 : P427132 文献标识码 : B 文章编号 : 1003 - 7187 (2007) 04 - 0028 - 03
雷电监测预警系统分析及应用

雷电监测预警系统分析及应用雷电是自然界中存在的一种天气现象,是由于云层内部和云与地之间的互相碰撞所产生的静电放电现象。
当云层的静电荷积累到一定程度时,就会发生闪电,并伴随着强烈的雷声和明亮的闪光。
虽然雷电在生态系统中具有重要意义,但是对人类和设施等造成的危害也不可忽略。
因此,对雷电的监测和预警显得尤为重要。
雷电监测预警系统是一种用于实时监测和预警雷电的系统。
根据系统所用的监测技术,雷电监测预警系统可以分为以下几种:1.雷电定位系统:该系统通过测量电磁波的到达时间差,来确定雷电的发生位置。
它可以精确地定位雷电的位置和强度,并能够实时监测雷电的动态变化。
该系统现已广泛应用于气象、航空、安全等领域。
2.雷电电场探测系统:该系统通过监测空中电场的变化来判断是否有雷电的产生。
在雷电产生前,电场强度会逐渐增大,当达到一定程度时就能够触发探测系统发出预警信号。
该系统主要应用于航空、军事、电力等领域。
雷电监测预警系统的应用非常广泛。
它可以用于航空安全、森林防火、电力安全、交通安全、防雷减灾等方面。
例如,在航空领域中,雷电是致使飞机垮毁的主要原因之一。
因此,航空部门在飞行前必须对飞行路线和飞行高度进行雷电监测,并在必要时采取规避措施。
在森林防火领域中,雷电是森林火灾的主要起因之一。
因此,林业部门在森林管理过程中必须对森林进行雷电监测,并在必要时采取预防措施。
在电力领域中,雷电对电力设施造成的损失非常严重。
因此,电力部门必须对电力设施进行雷电监测,并采取相应的防护措施。
在交通领域中,雷电会对路面和铁轨产生直接影响,可能会造成交通事故。
因此,交通部门在交通管理过程中也必须对雷电进行监测,并采取相应的防护措施。
总之,雷电监测预警系统的应用,在现代社会中具有非常重要的意义。
浅论雷电定位系统的原理功能及其应用
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浅论雷电定位系统的原理功能及其应用【摘要】文章简要介绍了雷电定位系统的原理、系统构成及主要用户功能,详细探讨了雷电定位系统在电网调度运行中的应用情况,进而提出了该系统的应用中存在的一些问题,以及相应对策的一些建议。
【关键词】雷电;定位系统;原理;功能;应用1.雷电定位的基本原理雷电是大自然中空间放电所导致的自然灾害,其发生的同时伴有电磁辐射信号,通过对此雷电波信息特征量的测定,再进行算法分析就可得相关雷电信息。
目前雷电定位探测常见有定向定位与时差定位2种技术。
1.1定向雷电定位技术雷电发生时要向周围空间辐射很强的电磁波,可通过分设在各地的探测站接收雷电电磁信号,当有2个及以上的探测站根据接收到的雷电电磁信号测定雷电方位角后,就可根据三角定位原理计算出雷击点的位置。
该技术原理清晰,方法简单,且在多站系统中几乎不存在探测死区,但它的探测精度受电磁波传播途径及探测站周围环境的影响较大,造成定位误差相对较大。
1.2时差雷电定位技术该方法测定雷电电磁信号到达各探测站的时刻,根据电磁信号到达各探测站的时间差来计算雷击位置。
该方法要求各探测站的时钟高精度同步。
与定向定位技术相比,在采用现代高精度全球定位系统(GPS)时钟的情况下,其定位精度比定向定位高约5倍以上,甚至近一个数量级。
另外,时差定位技术对探测站周围环境的要求相对较低,误差主要取决于GPS误差和雷电电磁信号的传播延时。
1.3综合雷电定位技术目前常用的综合雷电定位技术是利用“定向+时差” ,综合定位探测站既探测雷击发生的方位角,又探测雷击辐射出的电磁波到达的精确时间,该方法可充分利用探测到的全部有效数据,剔除方向误差和无效时间数据,使雷电定位误判次数大大的减少。
2.雷电定位系统的构成及主要用户功能雷电定位系统主要包括雷电探测、定位计算和雷电信息服务3部分。
系统能对落雷信息实时接收、储存、处理、显示和发送。
系统能显示落雷的位置、时间、强度、极性等参数信息、并且能显示雷暴的运动情况;配合地理信息系统GIS 建立的全省输电线路坐标库,能在线路雷击跳闸后尽快查出线路可能遭受雷击的故障杆塔。
雷电定位系统原理及影响定位结果的因素
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雷电定位系统原理及影响定位结果的因素雷电定位系统原理及影响定位结果的因素摘要:在时间差闪电定位算法的基础上,采⽤蒙特卡罗模拟⽅法,实现了对闪电定位误差的定量评估。
详细分析了闪电定位系统中测站数⽬、布站⽅式和站址基线长度3个因素对定位结果的影响。
研究表明:定位误差与测站数⽬、布站⽅式和基线长度有密切关系。
当测站数⽬⼀定时,矩形加中⼼站的布站⽅式定位结果较好;当布站⽅式⼀定时,测站数⽬越多定位误差越⼩;在仪器允许的探测范围内,基线越长,覆盖区域越⼤,定位误差越⼩。
闪电定位误差的定量分析研究,为闪电监测⽹的站址选择、⼦站布设等实际⼯作提供了重要参考依据。
关键词:到达时间;定位原理;定位误差1.引⾔据统计,⽆论那⼀时刻,世界上都约有2000个雷暴区在活动,这些雷暴区每秒钟产⽣1000个以上云地闪和云闪。
雷电监测定位系统在雷电的研究、监测及防护领域中处于极其核⼼的位置。
通过实时监测雷暴的发⽣、发展、成灾情况和移动⽅向及其它活动特性,对⼀些重点⽬标给出类似于台风的监测预报,使雷电造成的损失降到最低点。
⾃然界中的闪电可以细分为:1)云闪:云对云、云内放电;2)地闪:云对地的放电;3)诱发闪电:⼈⼯引雷所形成的闪电;4)球闪:球状闪电,常常成为地滚闪。
其中,云地闪电对地⾯上的⽬标危害最⼤,是电⼒、森林防⽕等领域研究的重点。
云地闪电的放电过程如下:云层电荷形成电分布初始击穿梯级先导联接过程第⼀回击K过程、J过程直窜先导第⼆回击。
闪电的放电过程中最重要的过程是回击过程,因为回击的电流⼤、时间短,辐射的电磁场强,是形成故障、造成危害的主要原因。
每次闪电持续的时间主要由回击数决定,闪电持续的时间⼀般在1秒以内,平均在0.2秒。
⼀个回击的持续时间⼀般⼩于0.1ms(毫秒),回击和回击之间的时间间隔⼀般为20-200ms之间,平均值为50-70ms。
雷电定位系统所测定的回击放电时间是回击产⽣的电磁脉冲的第⼀个峰值到达监测站的时刻,精度⼤约为10-7秒,它等于回击发⽣的时刻加上传播时延。
雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨
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雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨1. 引言1.1 雷电定位系统简介雷电定位系统是一种集雷击监测、闪电定位和预警于一体的专业设备,通过接收和处理地面和空中的电磁信号,可以准确地定位雷电活动的位置和强度。
雷电定位系统的工作原理是利用多个接收站同时接收闪电信号,并通过信号的到达时间差来确定雷电的位置。
这种系统可以实时监测雷电活动,提前预警可能发生的雷电灾害,为防范措施的制定提供准确的数据支持。
雷电活动具有极大的危害性,不仅可能造成人员伤亡和财产损失,还可能对电力设施、通讯系统和交通运输等基础设施造成重大影响。
及时准确地监测雷电活动并采取相应的防御措施对于保障人民生命财产安全和社会稳定具有重要意义。
雷电定位系统的出现大大提高了雷电监测预警的准确性和及时性,为雷电灾害防御工作提供了重要的技术支持和保障。
1.2 雷电灾害的危害性1. 人员伤亡:雷电是一种极具破坏性的自然灾害,根据统计数据显示,每年因雷电而导致的人员伤亡数量不容忽视。
雷电击中人体会造成电击伤,严重的甚至会导致死亡。
2. 财产损失:雷电引发的火灾、爆炸等灾害会造成建筑物、农田、林木等财产的巨大损失。
特别是在雷电活跃的季节,雷击烧毁的财物屡见不鲜。
3. 交通事故:雷电活跃时,飞机、火车、汽车等交通工具容易受到雷电的影响而发生事故,严重威胁行车安全。
4. 生活设施受损:雷电引发的电力中断、通讯瘫痪等问题会给人们的生活带来严重影响,尤其对医疗、通讯、电力等重要行业的正常运作造成隐患。
雷电灾害不仅对人们的生命财产安全构成威胁,还会影响社会的正常运转和发展。
正确防范和及时预警雷电灾害至关重要,而雷电定位系统的应用则可以有效提高雷电灾害的监测预警能力,减少潜在的危害。
2. 正文2.1 雷电定位系统在雷电灾害预警中的应用雷电定位系统在雷电灾害预警中的应用是非常重要的,它可以实时监测雷电活动的位置、强度和发展趋势,为预防和减少雷电灾害提供了重要的科学依据。
输电线路雷电定位监测系统
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输电线路雷电定位监测系统前言随着经济的发展和城市化的加速,对电力供应的需求也随之增加。
这种增长带来的是对输电线路的频繁使用,同时由于人类活动不断扩张,将城市缩小,将花园和森林大大缩小,导致了对大气的污染。
大气能量的不断积累带来雷电危险的增加,给输电线路的安全带来了巨大的挑战,所以一种从雷电监测的角度对输电线路进行安全监测的系统变得越来越重要。
系统概述输电线路雷电定位监测系统是一种基于雷电检测技术的监测系统,该系统利用观测波形的双电极闪电峰值时间差来精准地对传输线路的雷电击距进行快速定位。
系统主要由外部雷电探测器、输电线路数据采集设备、数据传输设备、数据处理与分析系统等四大部分组成。
外部雷电探测器外部雷电探测器通常包括内部闪电电路和环境检测元件。
它能实现闪电辐射信号的实时检测,并将检测到的信号发到输电线路数据采集设备。
输电线路数据采集设备输电线路数据采集设备主要用来采集外部雷电探测器所检测到的雷电信号,同时为数据传输设备提供数据。
数据传输设备数据传输设备有两种方式:有线传输和无线传输。
有线传输主要采用可靠性高、抗干扰能力强的RS232串行通信;无线传输主要采用采用ZigBee技术,但是稳定性较差,容易受到干扰。
数据处理与分析系统数据处理与分析系统主要负责对已采集到的输电线路雷电定位监测数据进行数据分析与处理,以及构建雷电定位监测数据库。
该系统通过对数据的分析和处理得到最后的分析结果信息,提供决策支持,同时也可为监测过程中的管理提供技术支持。
系统设计输电线路雷电定位监测系统设计方案的成败直接影响到系统的实际效果和应用范围。
设计方案主要涉及从系统结构和性能两个方面展开。
下面从三个方面进行具体阐述。
系统结构设计系统结构设计是指针对输电线路雷电监测所采用的具体系统架构设置。
基于管理的角度,系统分为数据采集系统、数据库和数据分析与处理系统三个部分。
其中,数据库系统主要存储管理、采集到的数据和分析结果等实时数据,并按需求设定备份和恢复方式,以保证数据不丢失。
雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨
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雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨雷电是一种非常具有破坏力的自然灾害,它经常伴随着猛烈的雷雨和强烈的电磁辐射,不仅给人们的生活和财产带来巨大的危害,而且在一定程度上还对环境和生态系统造成损害。
为了有效防御和监测雷电灾害,科学家们研发了各种雷电定位系统,并应用于雷电监测预警工作中。
本文将就雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用进行探讨。
一、雷电定位系统的基本原理雷电定位系统是一种利用雷电产生的电磁信号进行定位的技术。
它主要包括两个部分,即雷电观测系统和雷电定位分析系统。
雷电观测系统通常包括雷电探测器、闪电定位雷达、电场传感器等设备,用于对雷电活动进行实时监测和观测。
而雷电定位分析系统则是利用观测到的雷电信号进行分析和定位,以确定雷电的发生位置、强度和移动轨迹。
雷电定位系统的基本原理是通过对雷电信号的收集和分析,确定雷电的发生位置和强度,进而预测雷电的移动轨迹和可能造成的影响范围。
对于雷电监测预警工作来说,雷电定位系统的快速响应和准确性至关重要,它能够帮助人们及时采取必要的防护措施,减少雷电灾害可能带来的损失。
1. 提供实时监测数据2. 辅助灾害应急响应在雷电灾害发生后,雷电定位系统能够辅助灾害应急响应工作。
通过对雷电活动情况的实时监测和分析,相关部门能够及时采取必要的救援和保护措施,保障受灾人员和财产的安全。
3. 为灾害防御决策提供科学依据雷电定位系统所提供的雷电监测数据能够为灾害防御决策提供科学依据。
它能够帮助相关部门科学评估雷电灾害的可能影响范围和程度,及时制定针对性的防护措施和预案,最大限度地减少雷电灾害带来的损失。
1. 实现对雷电活动的实时监测雷电定位系统能够实现对雷电活动的实时监测,能够在雷电发生后迅速、准确地确定雷电的位置和强度,为雷电监测预警工作提供重要的数据支持。
2. 预测雷电的移动轨迹和影响范围3. 加强灾害预警和应急响应能力雷电定位系统能够加强灾害预警和应急响应能力。
雷电监测与预警课件——雷暴(雷电)预报和预警
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第一节 雷暴的潜势预报
一、“成功的雷暴预报”的含义
Golde 20世纪60-70年代给出标准,以锋面移动和不稳 定气团引发的雷暴预报为例,假若预报一个相当大的区域 里(水平尺度为几百公里)有雷暴,而未来该区内若有适 当数目的雷暴出现则预报就是“成功的”。
Davies和Johns(1993)对用平均风速方法 估算风暴的移动速度的方法进行了修正:
当平均风速v15m/s时,风暴以平均风速的 75%移向0~6km平均风向的右方30º。
否则,风暴以平均风速的85%移向0~6km平均 风向的右方20º。
该方法减少了在较强的平均风环境下风暴移 速与平均风之间的偏差。
第四章 雷暴(雷电)预报和预警
20世纪70或80年代,在美国多次发生雷击航天发射 器事故,肯尼迪宇宙空间研究中心(KSC)、空军联邦 航空管理局(FAA)、航空航天局(NASA)兰利研究 中心和新墨西哥理工大学联合研究,10年,建立闪电监 测网和KSC发射场的雷电预警系统,很少再出现雷击事 件。这一雷电预警系统包括
(5)、采用座标时的计算方法
先取为0.85~0.30各层u、v分量计算出平均风矢,将平 均风矢右转角(30度),将速率乘以(例如0.75)即得。
(6)、其它方法
在朱乾根教授等的《天气学原理和方法》一书中写到: 风暴运动方向一般偏向于对流云中层的风的右侧,这类风暴 称为“右移强风暴”,但是有的风暴也可以是左移的。
TMJ=1.6w850-T500-0.5DPD700-8.0 K= T8500 - T500+ TD850 -DPD700
式中w850=850pha的湿球位温; T500= 500phaD的干球温度; DPD700=700pha的温度露点差; T850 = 850pha的干球温度; TD850 = 850pha的露点温度。
雷电监测预警系统分析及应用
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雷电监测预警系统分析及应用雷电监测预警系统是一种用于预测和监测雷电活动的系统,能够提前预警雷电的发生,及时采取防范措施,有效防止雷电带来的危害。
本文将从系统原理、应用场景、优势和发展趋势等方面对雷电监测预警系统进行分析及应用。
一、系统原理雷电监测预警系统主要利用雷电探测器和数据处理系统来实现对雷电活动的监测和预警。
雷电探测器通常包括雷电电磁场探测器、雷电电磁波探测器和雷电成像设备等。
这些探测器可以实时监测雷电的电磁场强度、电磁波频率和雷电活动的空间位置等信息,将这些信息传输给数据处理系统进行分析和处理。
数据处理系统主要包括数据采集、数据传输、数据分析和预警发布等功能。
数据采集系统可以将雷电探测器获取的数据进行传输和存储,数据传输系统可以将数据传输给数据分析系统进行处理,数据分析系统可以对雷电活动的特征进行分析和识别,进而发布预警信息。
二、应用场景雷电监测预警系统可以广泛应用于各种需要保护人员和设备安全的场合,例如室外活动场所、高空作业场所、电力设施、通信设施、石油化工设施等。
在这些场合中,雷电活动往往会带来严重的安全隐患,因此及时预警雷电的发生对于保护人员和设备的安全至关重要。
雷电监测预警系统还可以应用于天气预报、灾害预警和气象科研等领域。
通过对雷电活动的监测和预警,可以提高天气预报的准确性,及时发布灾害预警信息,促进气象科研的发展。
三、优势雷电监测预警系统相比传统的雷电监测手段具有以下优势:1. 实时性强:雷电监测预警系统可以实时监测雷电活动,并且能够在雷电发生之前进行预警,及时采取防范措施。
2. 精准性高:雷电监测预警系统能够通过对雷电活动的特征进行分析和识别,提高了对雷电的预警准确性,减少了误报率。
3. 数据共享性好:雷电监测预警系统可以将监测到的雷电数据进行共享,提高了雷电监测的效率和准确性。
4. 扩展性强:雷电监测预警系统还可以与其他气象监测系统、灾害预警系统等进行整合,形成更加完善的综合监测预警体系。
ADTD雷电定位系统维护培训PPT课件
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雷电定位系统日常维护
5、维修注意事项
a)切勿带电操作。 b)电子舱共5处接口,需注意。 c)GPS天线安装、拆除需注意不要把天线头拔掉。 d)晶振头需注意拧紧。 e)玻璃钢罩取下时注意垂直向上取下,避免伤害到磁环天线。 f)阴雨天不要对设备进行维修。
雷电定位系统日常维护
4、室外设备端检测
4.4 探测仪死机
最新统计发现:工业设备中约有30%的事故是由于电子器件的静电积累及静电放电 引起的,电子元器件对静电的敏感程度有很大差别,静电对器件放电能直接导致其 损坏,或者造成潜在的失效。静电对电子器件的破坏不仅体现在其制造工序中,而 且在其测试、组装、运输和运作当中,甚至储存(环境)不当也会因静电而使其损 伤。
雷电定位系统日常维护
4、室外设备端检测
雷电定位系统日常维护
4、室外设备端检测
电子盒指示灯
电源盒指示灯
状态
1 2 3 4 5 RD 灭闪 闪闪灭 灭 亮亮 亮亮亮 灭 亮灭 灭灭灭 灭 闪灭 灭灭灭 灭
TD 灭 灭 闪(30秒) 闪(30秒)
FL ST 闪灭 亮亮 灭亮 灭闪
搜星 自检 正常 失败
雷电定位系统日常维护
4、室外设备端检测
4.3 超级终端的使用方法
顺序点击,开始→程序→附件→通讯→超 级终端。
雷电定位系统日常维护
4、室外设备端检测
4.3 超级终端的使用方法
初次使用国家选择中国(86),区号随 意填写,进入超级终端主程序,随意输入名 称。
雷电定位系统日常维护
4、室外设备端检测
雷电定位系统日常维护
4、室外设备端检测
(整理)雷电定位系统学习
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用户名guest,密码无第一章 LIS简介1.1雷电定位系统(LLS)雷电定位系统(LLS)是一个实时监测雷电活动的系统,它主要由方向时差探测器(TDF)、中央处理机(NPA) 和雷电信息系统(LIS) 三部分所组成,它能实时测量雷电发生的时间、地点、幅值、极性、回击次数等参数,为防雷保护工作提供大量实用数据,并为快速查找输电线路的雷击故障点提供方便。
1.2 雷电信息系统(LIS)LIS是雷电定位系统的三个组成部分之一。
它是一个由计算机等硬件和LIS 专用软件所构成的雷电分析显示终端,主要实现雷击点位置及雷暴运行轨迹的彩色屏幕显示及雷电信息的分析统计。
1.3 LIS工作原理LIS收到中央处理机NPA发来的雷电信号后,根据雷电的经纬度,通过一系列的变换、计算、处理使其成为计算机屏幕图形坐标,并将雷击点及雷电参数定位在屏幕上地图的相应位置。
LIS既可作为一个本地终端与NPA放在同一处,也可作为远方显示终端远离NPA放置,此时,必须建立起LIS与NPA之间的通讯通道。
1.4 LIS用户工作站的结构用户工作站有三种结构方式,即:专线终端用户系统、C/S和WEB用户系统。
⏹专线终端用户系统通过串口实时接收数据,在网络不普及的时候应用较广;⏹C/S(客户端/服务器)用户系统通过访问HTTP服务器获得数据;⏹WEB用户系统通过JAVA服务程序直接访问数据库获得雷电数据。
本手册只介绍WEB用户系统。
第二章 WEB用户系统2.1 特点利用日益完善的网络资源,通过大家熟悉的浏览器界面,即可实现雷电数据的图形化共享。
只要有IE6.0及以上版本的浏览器,用户不需要安装任何程序。
只要对IE的操作比较熟悉,基本上不需要培训即可使用。
2.2 功能雷电数据的准实时图形显示、雷击线路故障的故障杆的查询、雷电活动统计、雷电活动详情、输电线路浏览、程序文件下载、访客留言板、用户管理、雷电定位系统介绍及帮助等功能。
以下图一,以国网武汉高压研究院的雷电信息系统为例,在IE地址栏内输入雷电定位系统WEB用户系统的地址,进入网页后的主界面如图2-1。
ADTD雷电监测定位系统简介

动 力 与 电 气工 程
ADTD莺 电监测 定位 系统简介
蔡河章 ’ 洪加肯 彭涛 (. 1 三明市气象局 福建三 明 3 5 0 : 2 石狮 市气象局 福建石狮 3 2 0 ; 3 四川省 大气探测中, 。 成都 6 0 7 ) 60 0 . 670 . 1 0 1
3. . 2 1图形 显 示 客 户 端 2. 0版 本 该版 本最大 优势就 是功能 比较齐全 , 操 作 比较 方便 , 且 可 以 对 全 年 的雷 暴 1 而 9 数进 行 统计 和 作 图 , 是 2 0 这 . 版本 所 独有 的 功能 。 3. . 2 2图形 显 示 客 户 端 3 0版 本 . 3 0 本 和 2 0 本 的本 质 区别 在 于它 .版 .版 不 依 赖 于 数 据 库 , 接 从 中 心 站 服 务 器 上 直 面接 收 o e d y数据 到 本地 , 后再 处 理生 n—a 然 成 图 形 。3 0 本 制 作的 图形 比较 简单 , .版 醒 目 , 图的 速 度 也 比较 快 。 抓 3. 3图形 显示 客 户端 4. 本 2. 0版 4. 0版 本 则 是 在 3. 0版 本 基 础 上 的升 级 , 形更加美观 , 其是对密度的分析 , 图 尤 图 形 生 成 非 常 清 楚 , 确 度 较 高 。采 用 了 精 网格 形 式 的密 度 分 析 , 视觉 上更 加 直 观 , 在 对雷 暴 密 度 的 区域 判 断 更 加 准 确 。
大量 的 气 象 观 测 、卫 星 探 测 以 及 电学 测 量 等 综 合 分 析 表 明 , 球 在 任 何 一 个 时 全 刻 都 有 上 千 个 雷 暴 在 活 动 , 多 数 发 生 在 大 较 低 纬 度 地 区 。 随 着 近 百 年 来 人 类社 会 的 快 速 发 展 , 电 对 人 类 活 动 产 生 越 来 越 大 雷 的影 响 。为 了更 准 确 、直 观 的观 测 闪 电 , 我 国 气象 部 门 在 全 国 各 地 布 设 了 大量 的雷 电 监 测 定位 系统 , 文 介 绍 的 ADTD 雷 电 监 本 测 定 位 系 统 就 是 其 中的 一 种 。
输电线路雷电定位监测系统

雷电定位监测系统雷电信息系统用户使用手册第一章 LIS简介 (1)1.1雷电定位系统(LLS) (1)1.2 雷电信息系统(LIS) (1)1.3 LIS工作原理 (1)1.4 LIS用户工作站的结构 (1)第二章 WEB用户系统 (1)2.1 特点 (1)2.2 功能 (2)2.2.1 基本地图操作 (3)2.2.2 图层控制 (4)2.2.3 实时与重放 (5)2.2.4 线路缓冲区查询 (6)2.2.5 点信息热激活 (8)2.2.6 地图测距 (9)2.2.7 点查询 (9)2.2.8 矩形查询 (11)附录 (11)第一章 LIS简介1.1雷电定位系统(LLS)雷电定位系统(LLS)是一个实时监测雷电活动的系统,它主要由方向时差探测器(TDF)、中央处理机(NPA) 和雷电信息系统(LIS) 三部分所组成,它能实时测量雷电发生的时间、地点、幅值、极性、回击次数等参数,为防雷保护工作提供大量实用数据,并为快速查找输电线路的雷击故障点提供方便。
1.2 雷电信息系统(LIS)LIS是雷电定位系统的三个组成部分之一。
它是一个由计算机等硬件和LIS专用软件所构成的雷电分析显示终端,主要实现雷击点位置及雷暴运行轨迹的彩色屏幕显示及雷电信息的分析统计。
1.3 LIS工作原理LIS收到中央处理机NPA发来的雷电信号后,根据雷电的经纬度,通过一系列的变换、计算、处理使其成为计算机屏幕图形坐标,并将雷击点及雷电参数定位在屏幕上地图的相应位置。
LIS既可作为一个本地终端与NPA放在同一处,也可作为远方显示终端远离NPA 放置,此时,必须建立起LIS与NPA之间的通讯通道。
1.4 LIS用户工作站的结构用户工作站有三种结构方式,即:专线终端用户系统、C/S和WEB用户系统。
⏹专线终端用户系统通过串口实时接收数据,在网络不普及的时候应用较广;⏹C/S(客户端/服务器)用户系统通过访问HTTP服务器获得数据;⏹WEB用户系统通过JAVA服务程序直接访问数据库获得雷电数据。
闪电定位系统原理介绍

云地闪回击
后续回击
一、雷电定位系统简介
当前国际上主要应用的雷电定位系统主要 有两种: 磁方向探测系统(DF) 时差法定位系统(TOA)
磁方向探测系统
时差法定位系统(TOA)
定位原理
设有三个接收机R1、R2、R3按图1.3所示布成一个 接收网,R1、R2、R3均被同步在同一时间系统上,即 三个接收机的时间相同。t0时刻,在L处发生了一个雷 击,该雷击所辐射的电磁脉冲信号至各站时的时刻分 别为t1、t2、t3,则: t2-t1 = (t2-t0)-(t1-t0) =(R2L-R1L)/C 其中C为光速,R2L-R1L为R1,R2两站到雷击点的距离 差。若测得t2-t1,则雷击点也必然位于以R1,R2为 焦点,到两点距离差为恒定值(R2L-R1L)的一条双曲 线AB上。同样,对于R3、R2来说也可以通过测量t3- t2而得到另外一条相对应的双曲线CD。AB与CD的交 点就必然是雷击发生的位置。这样就把一个定位问题 变成了测量信号到达不同接收站的时间问题。
2001年5月8日,广东惠阳市秋长镇 一间工厂遭雷击爆炸起火,死亡三 人,伤八人。深圳气象局雷电定位 网为这次灾害提供了精确的雷电定 位数据
一、什么是闪电?
定义:闪电是一种自然现象,是云与云, 云与地以及云体内各部位之间的强 烈放电现象。
过程:对流云在大气中摩擦产生电荷,不同部位 聚集着不同符号的电荷,当电荷积累到一定程度 时,就在云团之间、不同云团之间以及云团与地 面之间产生很强的电场。当电场强度超过大气电 离的临界电场强度(空气30Kv/cm,10Kv/cm), 就使云内外的大气层击穿而产生瞬时强火花放电, 这就是闪电。 闪电对地的放电过程可分为先导放电和主放 电两个阶段。先导放电是雷云与大地间的局部电 场强度超过临界场强,局部放电通道自雷云边缘 向大地发展。在先导接近地面的一刹那,大气强 烈电离形成高导电率的等离子体通道,使先导通 道及云中电荷与大地电荷迅速中和,这就是主放 电过程。
浅谈防雷预警中的雷电定位系统
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浅谈防雷预警中的雷电定位系统
编辑:郑州万佳防雷薛
雷电定位系统是一套专门探测云地闪的系统,它通过监测云地闪辐射的甚低频信号,再经波形判断给出闪电信号到达传感器的精确时间。
闪电定位系统由WJSD闪电定位仪、中心站数据处理机、数据库服务器、WEB服务器组成。
WJSD 雷电定位系统传感器能够准确采集云地闪波形峰点到达时间,时间精度达到了0.1us。
中心定位处理软件采用时差测向混合定位算法,保证了定位精度。
如果想获得有效的雷电观测定位数据,则应该由3个或以上闪电定位仪组成探测网络。
WJSD闪电定位仪可靠性高,易于安装和易于维护。
功能特点
中心数据处理站经通信信道可和多个探头相连,对接收到的闪电回击数据实时进行定位处理,给出每个闪电回击的准确位置、强度等参数,由其图形显示终端设备随时存储、显示、打印或拷贝成图;中心数据处理站也可经通信系统对各个探头进行参数设置、调出探头工作状态等等;中心数据处理站可通过数据服务网络设置多个图形显示终端,以便多个部门共享雷电的信息资源。
通讯方式多样化,可采用无线网络、有线网络、系统专线、卫星通信网
数据实时性好、连续性好、布网速度快、运行及维护费用低、覆盖范围大、应用领域广高性能和高可靠性,记录数据的完整性
完备的电源和信号措施
容错性强、界面友好、操作简单
统一数据处理中心站提供综合定位数据
系统组成
雷电传感器探头
电源箱(包含通用模块电源、空气开关、电源防雷模块和通信防雷模块)
安装立柱。
雷电监测定位系统
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实用标准文档雷电监测定位系统ADTD 雷电探测仪用户手册中国科学院空间科学与应用研究中心ADTD雷电监测定位系统课题组二○○四年十月目录页号一、概论 21.1 ADTD 雷电探测仪的工作原理 2 1.2 雷电监测定位系统的构成 31.3 雷电探测仪的结构 4二、ADTD 雷电探测仪的技术功能指标 112.1 每个雷电探测仪布站配置 11 2.2 雷电探测仪布站连接简图 112.3 雷电探测仪的主要技术指标 11三、雷电探测仪的安装 133.1 安装场地要求 13 3.2 安装基座 13 3.3 探头供电 13 3.4 探头接地 13 3.5 通讯标准及波特率17 3.6 探头与中心数据处理站间的通信 17 3.7 通讯电缆 18 3.8 探头的安装及水平调节 18 3.9 探头NS磁场天线环方位的调整 18 3.10 探头的初次通电 223.11 探头的密封 22四、雷电探测仪运行设置和操作 234.1 DIP开关的设置 23 4.2 探头的运行方式 25 4.3 探头的数据输出及帧格式 25 4.4 自动自检 28 4.5 探头命令 284.6 CPU板、PDL板以及电源/接口板上的LED灯的涵义 39五、雷电探测仪维修 415.1探头的检修维护 41 2维修程序设置及测试终端连接 44 5.3探头故障修理 47一、概论1.1 ADTD 雷电探测仪的工作原理———闪电物理特性,探测原理,处理技术大量的气象观测、卫星探测仪以及很多国家的电学测量等综合分析表明,全球在任一时刻都有上千个雷暴在活动,大多数发生在较低纬度地区,但两极地区也时有发生。
由于雷电在现代生活中,仍然威胁着森林、引燃火工品、造成人员的伤亡,对航天、航空、通讯、电力、建筑等国防和国民经济的许多部门都有着很大的影响。
因此各国都很重视雷电的研究与防护。
闪电可以分为:云闪(包含云与云、云与空气、云内放电)、云地闪、诱发闪电、球闪等多种,其中对地面设施危害最大的是云地闪电。
第三章 雷电监测定位系统
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1、闪电的高速旋转照相法
1926年博尹斯(Boys)设计了一种旋转 式相机,后来称Boys相机,如图。
BOYS相机观测原理图
由于该相机获取的闪电照片结构呈波纹 状,所以时常将这种相机称为波纹状相机。
1929年博尹斯又对他的相机作了进一步的 改进,如图 。
旋转胶片鼓 旋转方向 棱镜
镜头
具有移动 的胶片和 固定的光 学系统的 BOYS相机
1)大气电场感应器 2)信号处理电路 3)显示系统 4)雷暴警报器 雷暴警报器 信号处理电路 记录器 打印机 马 达
Cc
V 平板 天线 平板 天线 V
Cg
Vg=Eh
Cg
C
R
V
(a)未接到电子线路上的平板天 线
(b)与电子线路相连的平板天线
如上图a,有一平板天线,天线方向垂直于电场矢量,平行
于地面,即沿着一等位面。假定电场分布均匀,天线离南面距离为h。
在天线没有负载情况下天线附近的电场为E,而大地和天线之间的电位 差是Vg=Eh ,天线与云电荷中心之间的杂散电容为 Cc ,天线与地之间 的杂散电容为Cg,且Cg Cc,云电荷中心与地之间的电位差为V。云 地电位差沿Cc , Cg被分压。 Cg上的电位差是
将(6.2)式代入(6.3)式,消去V就得
(6.3)
v Eh
Cc C g C g Cc C
(6.4)
由于Cg Cc ,所以上式近似为
v Eh
Cg Cg C
(6.5)
由(6.5)式可见,测得的电压正比于地面电场 E。而其比例系数h Cc /( Cg+ C)可以通过计算或测
a
天线积 分 器
双匹配(805) 波形记录器
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雷电监测定位系统ADTD 雷电探测仪用户手册中国科学院空间科学与应用研究中心ADTD雷电监测定位系统课题组二○○四年十月目录页号一、概论 21.1 ADTD 雷电探测仪的工作原理 2 1.2 雷电监测定位系统的构成 31.3 雷电探测仪的结构 4二、ADTD 雷电探测仪的技术功能指标 112.1 每个雷电探测仪布站配置 11 2.2 雷电探测仪布站连接简图 112.3 雷电探测仪的主要技术指标 11三、雷电探测仪的安装 133.1 安装场地要求 13 3.2 安装基座 13 3.3 探头供电 13 3.4 探头接地 13 3.5 通讯标准及波特率17 3.6 探头与中心数据处理站间的通信 17 3.7 通讯电缆 18 3.8 探头的安装及水平调节 18 3.9 探头NS磁场天线环方位的调整 18 3.10 探头的初次通电 223.11 探头的密封 22四、雷电探测仪运行设置和操作 234.1 DIP开关的设置 23 4.2 探头的运行方式 25 4.3 探头的数据输出及帧格式 25 4.4 自动自检 28 4.5 探头命令 284.6 CPU板、PDL板以及电源/接口板上的LED灯的涵义 39五、雷电探测仪维修 415.1探头的检修维护 41 2维修程序设置及测试终端连接 44 5.3探头故障修理 47一、概论1.1 ADTD 雷电探测仪的工作原理———闪电物理特性,探测原理,处理技术大量的气象观测、卫星探测仪以及很多国家的电学测量等综合分析表明,全球在任一时刻都有上千个雷暴在活动,大多数发生在较低纬度地区,但两极地区也时有发生。
由于雷电在现代生活中,仍然威胁着森林、引燃火工品、造成人员的伤亡,对航天、航空、通讯、电力、建筑等国防和国民经济的许多部门都有着很大的影响。
因此各国都很重视雷电的研究与防护。
闪电可以分为:云闪(包含云与云、云与空气、云内放电)、云地闪、诱发闪电、球闪等多种,其中对地面设施危害最大的是云地闪电。
云地闪电又可以细分为:正闪(正电荷对地的放电)和负闪(负电荷对地的放电)。
目前,闪电探测仪主要用来探测云地闪,并且能区分正负极性。
一次闪电的放电过程如下所述:云层荷电形成电分布—初始击穿—梯级先导—联结过程—第一回击—K过程—J过程—直窜先导—第二回击—………。
闪电的放电过程中最重要的是回击过程,因为回击的电流大,辐射的电磁场强,是形成故障造成危害的主要原因。
回击的放电特征参量为:1.回击的放电时间:指回击发生时的自然时间。
1.闪电的回击数:每次闪电的回击次数。
1.回击发生的位置:回击通道取垂直分量在地面或者在目标上的投影。
1.回击的电流值:指回击电流波形的峰值。
1.回击电流波形陡度最大值:指回击放电过程中单位时间内电流变化的最大值,它反映了闪电回击放电最剧烈时的状况。
1.回击波形前沿持续时间:指回击电流波形中,从2KA到峰值电流的过渡时间。
1.放电电荷:指每次回击放电所释放出的电荷,即电流对时间的积分。
闪电监测定位系统从理论上讲,其核心是通过几个站同时测量闪电回击辐射的电磁场来确定闪电源的电流参数。
Maxwell方程组和特殊路径上的传播影响,将两者联系起来。
高精度雷电定位系统将测量每次回击放电辐射的电磁脉冲的下列参量:*回击的放电时间*回击发生的位置*100公里处回击波形的强度峰值*100公里处回击波形陡度值*100公里处回击波形陡点时间*100公里处回击波形前沿上升时间*100公里处回击波形宽度*另外,根据100公里处辐射场的波形,可以近似计算出回击的放电电荷、辐射能量。
其中,探测仪的探测参量与指标如下表所示:组网后的雷电监测定位系统的探测参量与指标如下表所示:1.2 雷电监测定位系统的构成———ADTD 雷电探测仪+中心数据处理站+用户数据服务网络+图形显示终端由布置在不同地理位置上的两台以上的雷电探测仪(以下简称探头)可以构成一个雷电探测定位系统网。
如图1-1所示:中心数据处理站经通信信道可和多达16个探头相连,对接收到的闪电回击数据实时进行交汇处理,给出每个闪电回击的准确位置、强度等参数,由其图形显示终端设备随时存储、显示、打印或拷贝成图;中心数据处理站也可经通信系统对各个探头进行参数设置、调出探头工作状态等等;中心数据处理站可通过数据服务网络或设置多个图形显示终端,以便多个部门共享雷电的信息资源。
显然,这样的一个系统网,除探头,中心数据处理站,图形显示终端专用设备外,其通讯系统也是个重要组成部门,通讯的好坏直接影响整个系统网的可靠性,通讯可以图1-1 雷击监测定位系统用多种途径来实现,如长途电话线,超高频通讯,电力载波通讯,微波接力通讯,甚至现代化的卫星通讯等等。
我们推荐采用微波通讯,或专用有线线路。
一般而言,多站交汇误差要比两站交汇误差小,因此多站布置可以提高雷电定位精度,同时可以扩大探测范围。
从交汇原理的合理性通常希望把探头布置成三角形,正四边形........更为有利,然而站的数量,站址的布置,站间的距离等的选取要从系统雷电的定位精度要求,覆盖面积,场站的通讯条件以及场址背景条件等诸多因素综合分析决定。
场地环境也是非常重要的,经过测试如果背景噪声很大也不宜用作站点,否则探头将不能正常运行,对于雷电定位将带来较大误差。
站与站间的站距通常选为150公里至180公里为宜,平原地区可以适当拉开一些,山区可以适当缩短一些。
1.3 雷电探测仪的结构探头的主要部件有支柱和仪器舱。
这些部件以及探头的其它单元分别表示在图1-2到图1-4中。
1.3.1 支柱探头的支柱是一根厚壁钢管(9,图1-3),它有精密机加工的顶端表面和焊接的底部安装盘。
仪器舱安装在它的顶端。
用三根螺栓,通过支柱安装盘上的三个安装孔,将整个探头安装在水泥墩上,或用槽钢制成的“井”字架上。
1.3.2 仪器舱仪器舱是一个组合部件,它是由电源腔(6,图1-3),电子盒(4,图1-3),天线部件(2,图1-3),密封圈(5,图1-3)以及玻璃钢罩(1,图1-3)组成。
仪器舱被四颗特殊螺丝固定在支柱顶端的槽内,固定螺丝松开后,整个仪器舱可以用手转动,以便安装时校准天线部件的正北方向。
在仪器舱的安装托盘上,设计有气压卸压阀。
在要打开玻璃钢罩前,用于平衡罩内外的气压。
1.3.2.1 内部主连接电缆内部主连接电缆,从电源/接口盒背面上的P901-19插座一直引到仪器舱安装托盘底部的P900-19插座上。
1.3.2.2 电子盒电子盒(4,图1-3)是由五块印制电路板,长方形盒及连接电缆组成。
电子盒用四个滚花螺钉固定在安装托盘上,整个部件可容易拆卸更换。
图1-4表示取去顶盖的电子盒。
取去顶盖后,可取出盒内的四块印制电路板。
另外电子盒还有四个(P505-6、P506-10、J401-1、J801-1)和探头其它部件连接的插座。
电子盒中的五块印制电路板是:1.AFE板2.PDL板3.CPU板4.时基TIME板5.母板整个电子盒是用两块半园柱面金属板(3,图1-3)和一个园形金属平板进行电屏蔽的。
两块半园柱面金属板装在安装托盘上面的一个园形导槽中,可自由滑动,当打开时,可从内部取出被屏蔽的电子盒。
1.3.2.3 天线部件天线部件(2,图1-3)由四个天线组成:1.平板电场天线2.东-西磁场环天线3.北-南磁场环天线4.GPS接收天线平板电场天线是由上下两块园形印刷电路板的顶表面上的铜皮和四根特殊机加工图1-2 ADTD雷电探测仪1 玻璃钢罩21 GPS 天线2 天线部件3 射频屏蔽罩5 密封圈9 支柱4 电子盒19 P506-1020 P505-615 16 保险丝17 MOV 18 电源/图 1-3 ADTD 雷击探测仪主要组成单元6 GPS5 母板4 时基TIME 16 P301-103 CPU的支柱构成。
东-西磁场天线是由电场天线底部印刷电路板下面的一个连接器的多股电缆形成的方环构成。
多股电缆首先沿一根支柱外边向上,穿过电场天线顶部印刷电路板的下面,再沿着对面的一根支柱外边向下,然后回到电场天线底部印刷电路板下面的另一个连接器。
北-南磁场天线和东-西磁场天线一样,但这两个天线环之间精确成90°。
1.3.2.4 保护罩玻璃钢罩(1,图1-3)罩住整个仪器舱,它座落在安装盘上的一个特殊密封圈上,罩上有三个M4螺孔,用螺丝可把它固定在安装盘上,并压缩密封圈以密封仪器舱。
1.3.2.5 密封圈保护罩密封圈(5,图1-3)是一个由微孔橡胶制成的环。
1.3.3 电源/接口盒电源/接口盒(8,图1-3)具有绞链门,用两个螺丝关闭,电源/接口盒安装在仪器舱托盘下面的电源腔中。
电源/接口盒内有两个部分,一是交流电源托架,一是电源/接口板,包括探头的电源、瞬变保护、状态指示、以及通讯和电源接口等。
电源/接口盒后面的两个小园形连接器(P1000-5和P1001-3)为与外部的交流电源和数据线提供连接,电源电缆和通信电缆节点分配见图1-5。
电源/接口盒后部的大园形连接器(P901-19)与内部主电缆连接(见图1-6)。
电源/接口盒底部还焊有一个螺栓,可用一根铜编织线把探头的地连接到地。
P1001-3的连接方法:1------------------------------市电~220伏(L)2------------------------------市电~220伏(N)3P1000-5(RS-232接口)的连接方法1------------------------------TXD2------------------------------D GND3------------------------------RXD4------------------------------D GND5图1-5 电源电缆和通信电缆接点分配图+5VD G+15VA G-15VA GJ 505P 900+12VD GS TD GF LT D 1T D 1 R E T U R NR D 1R D 1 R E T U R NR E S E TR E S E T R E T U R NJ 900J 901P 901J 600J 602P 1000+5VG N D+15VG N D-15VG N D+12VG N DS TG N D F LT D 1T D 1 R E T U R NR D 1R D 1 R E T U R NR E S E TR E S E T R E T U R N图 1-6 内部电缆连接图二、 ADTD 雷电探测仪的技术功能指标雷电探测仪的结构见图1-2。
它的电子盒放在玻璃钢保护罩内,由平板电场天线,正交环磁场天线,GPS接收天线以及具有预编程的微处理机系统组成,通过主电缆与电源接口盒相连。