一、智能防雷與防漏電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的定義

智能防雷系統(tǒng)是將傳統(tǒng)防雷裝置（避雷針、SPD浪涌保護(hù)器、接地系統(tǒng)等）與現(xiàn)代信息技術(shù)（物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、人工智能）相結(jié)合的綜合性防護(hù)體系。它不僅能對(duì)雷電活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，還能對(duì)電氣線路、接地系統(tǒng)、浪涌保護(hù)裝置和漏電隱患進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)“主動(dòng)預(yù)警+實(shí)時(shí)監(jiān)控+遠(yuǎn)程運(yùn)維”的全生命周期管理。

防漏電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則是智能防雷系統(tǒng)中的安全電氣監(jiān)控模塊，主要負(fù)責(zé)對(duì)電氣回路、用電設(shè)備和接地回路漏電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析和預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)接地不良、絕緣損壞、漏電隱患，從而降低雷電和電氣事故疊加導(dǎo)致的火災(zāi)或觸電風(fēng)險(xiǎn)。

兩者結(jié)合后，構(gòu)成“智能防雷+防漏電在線監(jiān)測(cè)”一體化平臺(tái)，具備以下核心特征：

實(shí)時(shí)性：秒級(jí)采集數(shù)據(jù)并上傳云端；

可視化：圖形化界面展示雷電、接地、漏電等多維度數(shù)據(jù)；

聯(lián)動(dòng)性：可與斷路器、聲光報(bào)警器、應(yīng)急照明等聯(lián)動(dòng)；

溯源性：自動(dòng)記錄雷電流峰值、接地電阻變化、漏電歷史事件。

二、系統(tǒng)構(gòu)成與核心功能

一個(gè)完整的智能防雷+防漏電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通常由以下四大功能模塊組成：

1. 雷電預(yù)警模塊

功能：通過(guò)大氣電場(chǎng)傳感器、雷電定位網(wǎng)、氣象數(shù)據(jù)融合，對(duì)雷電活動(dòng)進(jìn)行提前10–30分鐘預(yù)警。

典型參數(shù)（參考國(guó)標(biāo) GB/T 21714-2021《防雷預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)要求》）：

電場(chǎng)探測(cè)范圍：≥20 km；

電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量范圍：±20 kV/m，精度±5%；

預(yù)警等級(jí)：藍(lán)、黃、橙、紅四級(jí)；

通信接口：RS485 / Modbus-TCP / NB-IoT / 4G；

報(bào)警響應(yīng)時(shí)間：≤3 s；

價(jià)值：提前關(guān)閉或切換敏感設(shè)備電源、暫停戶外作業(yè)、啟動(dòng)備用電源和防護(hù)措施，降低直接雷擊損失。

2. 接地電阻在線監(jiān)測(cè)模塊

功能：對(duì)防雷接地系統(tǒng)、保護(hù)接地系統(tǒng)、電力設(shè)備接地網(wǎng)的電阻值進(jìn)行24小時(shí)在線監(jiān)測(cè)，防止因接地松動(dòng)、腐蝕或電解地極失效導(dǎo)致防雷能力下降。

典型參數(shù)（參考 GB/T 50065-2011《接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》）：

測(cè)量范圍：0.1 Ω–200 Ω；

精度：±2%FS；

測(cè)試電流：≤10 mA（不影響設(shè)備運(yùn)行）；

數(shù)據(jù)上傳周期：1–60 min可調(diào)；

報(bào)警閾值：按行業(yè)要求設(shè)定（如通信基站≤4 Ω，石化罐區(qū)≤1 Ω，變電站≤0.5 Ω）。

價(jià)值：實(shí)時(shí)掌握接地系統(tǒng)狀態(tài)，避免雷電流無(wú)法有效泄放或電氣設(shè)備外殼帶電。

3. 雷電流記錄模塊

功能：在線采集SPD或引下線上的雷電流波形、峰值、能量和次數(shù)，為事后分析和保險(xiǎn)理賠提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

典型參數(shù)（參考 GB/T 18802.1-2020《浪涌保護(hù)器(SPD)》）：

測(cè)量電流：2 kA–200 kA（8/20 μs波形）；

峰值記錄精度：±5%；

存儲(chǔ)容量：≥2000次事件；

波形采樣率：≥1 MS/s；

通信方式：4G/RS485；

價(jià)值：統(tǒng)計(jì)雷電次數(shù)、評(píng)估SPD剩余壽命、指導(dǎo)后續(xù)運(yùn)維。

4. 閃電電涌隔離與防漏電模塊

功能：在電源和信號(hào)線路側(cè)安裝高性能SPD并配合隔離器件，實(shí)現(xiàn)對(duì)浪涌和感應(yīng)雷的隔離；同時(shí)對(duì)漏電流、剩余電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與保護(hù)。

典型參數(shù)：

SPD標(biāo)稱放電電流 In：20 kA（8/20 μs）；

最大放電電流 Imax：40–80 kA（8/20 μs）；

沖擊耐受電流 Iimp（I級(jí)SPD）：12.5 kA（10/350 μs）；

漏電監(jiān)測(cè)范圍：10 mA–1000 mA，精度±1 mA；

自動(dòng)跳閘時(shí)間：≤30 ms（當(dāng)漏電流超過(guò)設(shè)定值）。

價(jià)值：減少浪涌耦合對(duì)下級(jí)設(shè)備的損壞，提前發(fā)現(xiàn)絕緣老化和漏電隱患。

三、智能防雷系統(tǒng)整體架構(gòu)與通信

智能防雷與防漏電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般采用“三層架構(gòu)”：

感知層：各類傳感器（電場(chǎng)、接地、雷電流、漏電、溫濕度、SPD狀態(tài)）+前端采集單元；

傳輸層：支持多種通信協(xié)議（RS485、CAN、4G、NB-IoT、LoRa、以太網(wǎng)），采用冗余和加密；

平臺(tái)層：云端大數(shù)據(jù)平臺(tái)或本地服務(wù)器，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、趨勢(shì)分析、GIS地圖展示、報(bào)警推送（短信/APP/微信/SCADA）。

平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)集中監(jiān)控，支持歷史曲線、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、壽命預(yù)測(cè)、遠(yuǎn)程配置閾值，符合《信息安全等級(jí)保護(hù)2.0》要求。

四、智能防雷行業(yè)應(yīng)用解決方案

1. 通信基站與數(shù)據(jù)中心

需求：大量天饋線、機(jī)房設(shè)備對(duì)雷電與漏電極其敏感；

配置：

電場(chǎng)探測(cè)器+本地聲光預(yù)警；

接地電阻監(jiān)測(cè)≤4 Ω；

SPD選型：電源C級(jí)SPD（Imax 40 kA），信號(hào)防雷模塊（RJ45 1.5 kA）；

漏電監(jiān)測(cè)：30 mA動(dòng)作閾值，自動(dòng)切換UPS；

效益：減少基站中斷率≥60%，延長(zhǎng)SPD壽命。

2. 石化與危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐區(qū)

需求：易燃易爆環(huán)境，接地和防靜電要求高；

配置：

I級(jí)SPD（Iimp≥25 kA）+防爆接線箱；

接地電阻在線監(jiān)測(cè)≤1 Ω；

漏電流在線監(jiān)測(cè)+本安隔離柵；

雷電預(yù)警與防爆報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)；

效益：防止雷電與靜電疊加引發(fā)火災(zāi)爆炸。

3. 電力變電站與配電房

需求：關(guān)鍵供電節(jié)點(diǎn)，容錯(cuò)率低；

配置：

大氣電場(chǎng)傳感器覆蓋半徑≥30 km；

SPD：I級(jí)（Iimp≥12.5 kA）在總配電柜，II級(jí)（In≥20 kA）在分配電柜；

接地電阻監(jiān)測(cè)≤0.5 Ω；

漏電保護(hù)裝置200 mA動(dòng)作閾值，防止誤跳閘；

效益：提高供電可靠性，防止設(shè)備絕緣老化。

4. 軌道交通與機(jī)場(chǎng)

需求：人員密集、通信與信號(hào)系統(tǒng)復(fù)雜；

配置：

軌旁/塔臺(tái)電場(chǎng)探測(cè)器+中央監(jiān)控；

信號(hào)線防雷模塊（通道數(shù)≥32，沖擊電流5 kA）；

SPD狀態(tài)+漏電狀態(tài)云端集中監(jiān)控；

效益：保障行車安全與航班調(diào)度連續(xù)性。

5. 光伏與新能源充電站

需求：直流高壓、戶外暴露、雷擊多；

配置：

直流SPD（Ucpv 1000 V，Imax 40 kA）+熔斷器；

接地電阻監(jiān)測(cè)≤4 Ω；

漏電流在線監(jiān)測(cè)直流10 mA起；

效益：降低組件燒毀與直流弧光事故。