油氣庫雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)基于MEMS電場傳感技術(shù)實時監(jiān)測大氣電場強度變化，采用電場微分結(jié)合門限閾值算法分析雷暴云發(fā)展軌跡，提前10至30分鐘發(fā)出黃橙紅三級預(yù)警信號。設(shè)備無需機械轉(zhuǎn)動部件，功耗低且可遠程組網(wǎng)部署。

油氣庫雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是為煉化裝置區(qū)、儲罐區(qū)、油氣輸送站等高危行業(yè)設(shè)計的區(qū)域性實時雷電監(jiān)測與預(yù)警平臺。該系統(tǒng)的核心功能在于通過實時捕捉雷暴云形成初期大氣電場強度的異常變化，在雷擊發(fā)生之前發(fā)出預(yù)警信號，為油氣庫區(qū)提供寶貴的應(yīng)急響應(yīng)時間窗口。據(jù)統(tǒng)計，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)字化電場探測結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)場磨式電場儀不同，MEMS電場傳感器采用微機電系統(tǒng)工藝制造，沒有電機等易磨損的可動機械部件，傳感器重量僅為710克。傳感器基于電荷感應(yīng)原理，通過實時監(jiān)測庫區(qū)上方大氣電場強度及其變化趨勢，捕捉雷暴云電荷累積的早期信號。在晴朗天氣下，地面平均電場強度約為150V/m；當上方雷云產(chǎn)生時，場強可升至2kV/m以上；而當場強持續(xù)增大至4kV/m時，發(fā)生雷電閃光的可能性超過90%。

為了實現(xiàn)更高的預(yù)警準確率，系統(tǒng)采用電場微分結(jié)合門限閾值的優(yōu)化算法。與僅依賴單值門限閾值的常規(guī)方法相比，該算法可有效規(guī)避由雨天、大風、雪天、揚塵等天氣條件或短時強靜電物體經(jīng)過引起的誤報，系統(tǒng)在河南4座大型油庫的試運行中預(yù)警準確率達90%以上，最大預(yù)警提前量達到39分鐘。預(yù)警信號分為三個等級：第一級提示雷電風險正在形成，第二級發(fā)出雷電臨近警告，第三級確認雷閃即將發(fā)生，可按需要連接聲光報警器實現(xiàn)自動報警。

在系統(tǒng)構(gòu)成方面，油氣庫雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)包括雷電預(yù)警探頭、數(shù)據(jù)處理主機、太陽能供電系統(tǒng)、防直擊雷系統(tǒng)、浪涌保護系統(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)安裝于無遮擋且周邊無遮擋物的戶外開闊區(qū)域，不得安裝在發(fā)電機排氣出口處、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)可通過無線通信模塊上傳至云端管理平臺，管理人員可在手機或電腦終端上實時查看電場強度變化曲線和三級預(yù)警狀態(tài)。系統(tǒng)還能夠與油庫已有的安防智能管控平臺進行數(shù)據(jù)交互：一旦雷電預(yù)警觸發(fā)，可自動聯(lián)動啟動儲罐密封強化、緊急切斷設(shè)備供電等防護措施，實現(xiàn)從雷暴云早期發(fā)現(xiàn)到災(zāi)害全過程追蹤的全鏈條管控。截至目前，該系統(tǒng)已在浙江湖州蘇臺山油庫、臺州臨海油庫、山東東營智慧庫區(qū)以及河南鄭州、洛陽、新鄉(xiāng)、許昌等多個大型油庫完成部署并投入實際運行。