文物建筑雷電防護(hù)裝置監(jiān)測預(yù)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(fù)原性,安全防護(hù)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(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)國家文物局2010年印發(fā)的《文物建筑防雷工程勘測設(shè)計(jì)和施工技術(shù)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(shù)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(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(shí)只能被動防護(hù),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(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)測預(yù)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(yùn)行。太行雷電防護(hù)裝置監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)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(shù),對各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的防護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、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、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)采用大氣電場儀采集設(shè)備,運(yùn)用測量環(huán)境靜電場的原理對雷云進(jìn)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(yù)警信號,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?,減少雷電的損害。

雷電臨近子系統(tǒng)采集設(shè)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(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(shè)計(jì)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(shè)備的正常運(yùn)行,無需自檢、實(shí)時(shí)檢測、采用無線通信傳輸數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(yù)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(yù)警系統(tǒng)信息引導(dǎo)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(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)動裝置,促使其自動升起至預(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對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

北京青龍峽長城、北京海淀區(qū)頤和園

四川峨眉山古建筑群

寧夏中衛(wèi)高廟

青海西寧湟源城隍廟、西寧塔爾寺

江蘇蘇州文廟、蘇州虎丘塔、泰州日涉園

江西湘鄂贛省委舊址、秋收起義安源軍事會議舊址、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、吉安富田村誠敬堂、廬山美廬別墅廬山白鹿洞書院、廬山民國圖書館、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

陜西延安寶塔

湖北武當(dāng)山建筑群、鄂州觀音閣

湖南汨羅屈子祠永州李達(dá)故居

貴州遵義海龍屯、銅仁梵凈山

重慶合川釣魚城遺址

安徽黃山南屏村古村落、安徽池州九華山、安徽安慶天柱山

河北邢臺皇寺玉泉

廣東廣州十九路軍烈士陵園、廣州光孝寺

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