監(jiān)控系統(tǒng)防雷方案(雷科星)VIP

1、監(jiān)控系統(tǒng)防雷方案長(zhǎng)沙市雷立行電子科技有限公司一前言雷電災(zāi)害給人類(lèi)帶來(lái)過(guò)許多慘痛的教訓(xùn)，直到今天還在繼續(xù)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，自動(dòng)化辦公水平日益提高，給人們的工作、生活帶來(lái)了全新感受。雷電這個(gè)早已被我們所“克服”的困難，卻像突然被注入了新的活力般，給人類(lèi)帶來(lái)的災(zāi)害卻是有過(guò)之而無(wú)不及，讓我們?cè)诟惺芸萍嫉耐瑫r(shí)也品嘗了許多突然而至的無(wú)奈和煩惱。因雷電尤其是感應(yīng)雷導(dǎo)致的系統(tǒng)癱瘓以及設(shè)備損壞比比皆是，造成不計(jì)其數(shù)的人力和物力損失，其間接損失及政治影響更是無(wú)法估量，雷電災(zāi)害已成為社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。由此可見(jiàn)，避雷針對(duì)這些電子設(shè)備的保護(hù)已顯得力不從心，這是由于通信及電子機(jī)房的精密設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高度集成化，

2、從而造成設(shè)備耐過(guò)電壓、耐過(guò)電流的水平下降，對(duì)雷電（包括感應(yīng)雷及操作過(guò)電壓）浪涌的承受能力下降。每年各種通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)因浪涌電壓而受破壞的事例已屢見(jiàn)不鮮，輕者使終端計(jì)算機(jī)和通信接口設(shè)備損壞、通信中斷、各種信息無(wú)法傳遞；重者使網(wǎng)絡(luò)癱瘓，工作無(wú)法進(jìn)行。二現(xiàn)代防雷理論與技術(shù)只有掌握了解了雷電的危害方式，才能更好的對(duì)雷擊危害進(jìn)行防護(hù)。如下圖所示：雷電的危害途徑包括直擊、感應(yīng)(LEMP雷電磁脈沖輻射)、傳導(dǎo)（雷電波的侵入和反擊）幾個(gè)方式。我們分別介紹如下：直擊雷：雷電直接擊中建筑物，雷電的不到50%的能量將會(huì)從引下線等外部避雷設(shè)施泄放到大地，其中接近40%的能量將通過(guò)建筑物的供電系統(tǒng)分流，其中 5% 左右

3、的能量通過(guò)建筑物的通信網(wǎng)絡(luò)線纜分流，其余的雷擊能量通建筑物的其他金屬管道、纜線分流。這里的能量分配比例會(huì)隨著建筑物內(nèi)的布線狀況和管線結(jié)構(gòu)而變化。對(duì)直擊雷進(jìn)行防護(hù)的防雷器，按國(guó)際相關(guān)防雷標(biāo)準(zhǔn)，一級(jí)電源防護(hù)產(chǎn)品在波形為10/350us測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)下，最大通流量應(yīng)達(dá)到12KA/線。傳導(dǎo)雷（雷電波侵入）：在更大的范圍內(nèi)（幾公里甚至幾十公里），雷電擊中電力或信息通訊線路，然后沿著傳輸線路侵入設(shè)備。其中地電位反擊也是傳導(dǎo)雷中的一種：雷電擊中附近建筑物或附近其他物體、地面，導(dǎo)致地電壓升高，并在周?chē)纬删薮蟮目绮诫妷骸＠纂娍赡芡ㄟ^(guò)接地系統(tǒng)或建筑物間的線路，入侵雷電延建筑物內(nèi)部設(shè)備形成地電位反擊。感應(yīng)雷（雷電波感應(yīng)

4、）：在周?chē)?000公尺左右范圍內(nèi)（有資料為 500公尺或 1500公尺，距離應(yīng)隨著雷擊大小和屏蔽措施而變化）。發(fā)生雷擊時(shí)，LEMP 在上述有效范圍內(nèi)，在所有的導(dǎo)體上產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的感應(yīng)浪涌。因此分布于建筑物內(nèi)外的各種電力、信息線路將會(huì)感應(yīng)雷電而對(duì)設(shè)備造成危害。現(xiàn)代防雷技術(shù)強(qiáng)調(diào)全面保護(hù)、綜合治理、層層設(shè)防的原則，把防雷當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)工程來(lái)實(shí)施。這是由于雷電的侵入是多方面的，在整個(gè)空間范圍內(nèi)，通過(guò)電磁場(chǎng)的感應(yīng)和耦合，形成過(guò)電壓，侵襲微電子設(shè)備。國(guó)內(nèi)外防雷科技工作者經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐和理論研究，認(rèn)為雷電（包括感應(yīng)雷及操作過(guò)電壓）侵入機(jī)房及計(jì)算機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的途徑主要有三個(gè)方面：電源線引入、信號(hào)傳輸通道引入、

5、地電位反擊等。因此，為了確保機(jī)房設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，以及機(jī)房工作人員有安全的工作環(huán)境，在機(jī)房防雷系統(tǒng)工程中，除了需有良好的避雷針、避雷帶等外部防雷設(shè)施外，還必須在電源系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行可靠、有效的防護(hù)工作,即內(nèi)部防雷保護(hù),并具備可靠的接地裝置，方能確保設(shè)備及人員安全。外部防雷包括避雷針、避雷帶、引下線、接地極等，其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的破壞，將可能擊中建筑物的雷電通過(guò)避雷針、避雷帶、引下線等，泄放入大地。內(nèi)部防雷 系統(tǒng)是為保護(hù)建筑物內(nèi)部的設(shè)備以及人員的安全而設(shè)置的。為減小抑制傳導(dǎo)來(lái)的線路過(guò)電壓和過(guò)電流，應(yīng)使用電子浪涌保護(hù)器進(jìn)行分級(jí)保護(hù)，在正常工作狀態(tài)下，保護(hù)器不會(huì)

6、影響線路的傳輸特性，當(dāng)有雷電電磁脈沖進(jìn)入線路時(shí)，浪涌保護(hù)器將以毫微秒的響應(yīng)速度對(duì)地暫態(tài)短路，短路時(shí)間取決于浪涌電壓持續(xù)時(shí)間，將雷電能量對(duì)大地泄放，從而將雷電過(guò)電壓降低到設(shè)備能承受的水平，采用一級(jí)防護(hù)很難滿足要求，必須用多級(jí)保護(hù)的概念，級(jí)間相互配合，充分發(fā)揮各級(jí)保護(hù)器的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)整體性能，從而使最后一級(jí)浪涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平達(dá)到需要保護(hù)的設(shè)備的耐壓水平。針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)需保護(hù)設(shè)備，從可能引雷的兩個(gè)方面：外部防雷、內(nèi)部防雷，根據(jù)每一類(lèi)設(shè)備的特性、需要防護(hù)的等級(jí)，選用性價(jià)比高的防雷產(chǎn)品，對(duì)直擊雷和感應(yīng)雷以及線路操作過(guò)電壓進(jìn)行全面防護(hù)，是本設(shè)計(jì)方案的根本目的。根據(jù)電力設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中的規(guī)定，

7、將年平均雷暴日超過(guò)40天的地區(qū)稱(chēng)為多雷區(qū)，而超過(guò)90天作為強(qiáng)雷區(qū)，多、強(qiáng)雷區(qū)的企事業(yè)單位應(yīng)予以重點(diǎn)的防護(hù)。由于監(jiān)控系統(tǒng)的電源線路、信號(hào)傳輸線路較長(zhǎng)，并且都在室外、沿途空曠，地形復(fù)雜，因此也是最容易遭受直擊雷和感應(yīng)雷的系統(tǒng)，所以該系統(tǒng)的雷電防護(hù)非常重要，必須進(jìn)行雷電災(zāi)害的綜合治理和防護(hù)。在進(jìn)行綜合防雷的設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)著重對(duì)所有的建筑物和電子、微電子設(shè)備從直擊雷防護(hù)措施、屏蔽與合理的綜合布線措施、等電位聯(lián)結(jié)與聯(lián)合接地措施、設(shè)計(jì)安裝各類(lèi)浪涌保護(hù)器（防雷器）等方面進(jìn)行。三、綜合防雷設(shè)計(jì)方案的依據(jù)綜合防雷在設(shè)計(jì)時(shí)主要采用以下標(biāo)準(zhǔn)，供設(shè)計(jì)時(shí)參照。（1）IEC61024建筑物防雷（2）IEC61312雷電

8、電磁脈沖的防護(hù)（3）ITU K25光纜的防雷（4）ITU K27電信大樓內(nèi)的連接結(jié)構(gòu)和接地（5）GB50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（6）GB50174-93電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范（7）GB50200-94有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范（8）GB50198-94民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范（9）GB/T50311-2000建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范（10）YD2011-93微波站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范（11）YD5078-98通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范（12）XQ3-2000氣象信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護(hù)規(guī)范四、監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成（1）中心機(jī)房設(shè)置有大型監(jiān)控電視系統(tǒng)，并配有多面切換控控制

9、設(shè)備、視頻監(jiān)視器、低速錄象設(shè)備及自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置。（2）監(jiān)控前端設(shè)備的視頻及控制信號(hào)傳輸至監(jiān)控中心，電源由監(jiān)控中心集中式供電，或就近取電。五、綜合防雷原則綜合防雷設(shè)計(jì)應(yīng)考慮環(huán)境因素、雷電活動(dòng)規(guī)律、系統(tǒng)設(shè)備的重要性、發(fā)生雷災(zāi)后果的嚴(yán)重程度，分別采取相應(yīng)的防護(hù)措施。（1）在進(jìn)行綜合防雷設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持全面規(guī)劃、綜合治理、優(yōu)化設(shè)計(jì)、多重保護(hù)、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、定期檢測(cè)、隨機(jī)維護(hù)的原則，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)及維護(hù)。（2）綜合防雷系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)采用直擊雷防護(hù)、等電位連接、屏蔽、合理布線、共同接地系統(tǒng)和安裝電涌保護(hù)裝置等措施進(jìn)行綜合防護(hù)。必須堅(jiān)持預(yù)防為主，安全第一的指導(dǎo)方針。（3）綜合防雷系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)雷暴等級(jí)

10、、設(shè)備放置在雷電防護(hù)區(qū)的位置不同，采用不同的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。為確保防雷設(shè)計(jì)的科學(xué)性、先進(jìn)性，建設(shè)工程在設(shè)計(jì)前宜做現(xiàn)場(chǎng)雷電環(huán)境評(píng)估。六、防雷設(shè)計(jì)方案61建筑物直擊雷防護(hù)措施（1）監(jiān)控中心樓內(nèi)在大量實(shí)時(shí)運(yùn)行的電子、微電子設(shè)備，又是整個(gè)系統(tǒng)的指揮調(diào)度中心，根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-94的規(guī)定，建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范附錄四的要求，需有完善的外部直擊雷防護(hù)措施。（2）安裝的監(jiān)控?cái)z像頭需具備外部防護(hù)措施或處于周邊建筑物的保護(hù)半徑內(nèi)，以保護(hù)云臺(tái)攝像頭等設(shè)備免遭直擊雷危害。（3）避雷針的引下線最好利用建筑鋼結(jié)構(gòu)柱做泄流線，條件不允許時(shí)，也可以單獨(dú)用25mm2以上的銅絞線穿鍍鋅鋼管屏蔽，并做絕緣處理，從避雷針

11、尖直接以最短路徑入地，以減小泄流時(shí)的雷擊電磁脈沖輻射而損壞微電子設(shè)備和室外控制系統(tǒng)。62電源系統(tǒng)防雷措施 根據(jù)IEC1312防雷及過(guò)電壓規(guī)范中有關(guān)防雷分區(qū)的劃分，針對(duì)重要系統(tǒng)的防雷應(yīng)分為三個(gè)區(qū)，分別加以考慮。只做單級(jí)防雷可能會(huì)帶來(lái)，因雷電流過(guò)大而導(dǎo)致的泄流后殘壓過(guò)大破壞設(shè)備或者保護(hù)能力不足引起的設(shè)備損壞。電源系統(tǒng)多級(jí)保護(hù)，可防范從直擊雷到工業(yè)浪涌的各級(jí)過(guò)電壓的侵襲。監(jiān)控中心電源防護(hù)：第一級(jí)電源防雷根據(jù)國(guó)家有關(guān)低壓防雷的有關(guān)規(guī)定，外接金屬線路進(jìn)入建筑物之前必須埋地穿金屬管槽15米以上的距離進(jìn)入建筑物，且要在建筑物的線路進(jìn)入端加裝低壓避雷器。必須做到在電源的進(jìn)入端安裝低壓端的總電源防雷器，將由外部

12、線路可能引入的雷擊高電壓引至大地泄放，以確保后接設(shè)備的安全。具體措施：1：在電源架空進(jìn)線處安裝LKX-B380/4/40G，開(kāi)關(guān)型電源防雷箱。對(duì)電源架空進(jìn)線做防雷保護(hù)。2：在用戶總電源的配電盤(pán)的進(jìn)出線端，安裝一套LKX-BC380/100電源防雷箱。對(duì)整個(gè)監(jiān)控中心進(jìn)行的三相電源的第一級(jí)防護(hù)。第二級(jí)電源防雷第二級(jí)防雷器，作為次級(jí)防雷器，可將高達(dá)上萬(wàn)伏的過(guò)電壓限制到幾千伏，雷電多發(fā)地帶需要具有40KA的標(biāo)稱(chēng)通流容量，防雷器可并聯(lián)安裝在監(jiān)控、通信機(jī)房的電源進(jìn)線端，對(duì)其后續(xù)設(shè)備進(jìn)行防雷保護(hù)。具體措施：在用戶分配電設(shè)備電源進(jìn)線端，安裝一套電源防雷器LKX-B380/40，最大40KA/線的電源防雷箱。第

13、三級(jí)電源防雷：這也是系統(tǒng)防雷中最容易被忽視的地方，現(xiàn)代的電子設(shè)備都使用很多的集成電路和精密的元件，這些器件的擊穿電壓往往只是幾十伏，最大允許工作電源也只是mA級(jí)的，若不做第三級(jí)的防雷，由經(jīng)過(guò)一、二級(jí)防雷而進(jìn)入設(shè)備的雷擊殘壓仍將有千伏之上，這將對(duì)后接設(shè)備造成很大的沖擊，并導(dǎo)致設(shè)備的損壞。作為第三級(jí)的防雷器，要求有10KA以上的通流容量。具體措施：在用戶分配電的電源進(jìn)線處，安裝使用LKX-M220/2/20電源防雷模塊，對(duì)用戶分配電的電源進(jìn)行三級(jí)保護(hù)。精密級(jí)電源保護(hù)： 為了更好的保護(hù)機(jī)房重要設(shè)備，在設(shè)備前端加裝通流量10KA的電源防雷插座。1） 選用LKX-E220/10插座式電源防雷器，安裝于機(jī)

14、房的設(shè)備機(jī)柜的電源前端，作為電源精密級(jí)的防護(hù)。2） 選用LKX-E220/10插座式電源防雷器，安裝于終端設(shè)備電源前端，作為電源精密級(jí)的防護(hù)。63監(jiān)控?cái)z像頭的電源防護(hù)。對(duì)前端攝像機(jī)的電源防護(hù)需根據(jù)其具體的供電形式（AC220V；DC24V）選用相應(yīng)的電源防雷產(chǎn)品。在戶外的攝象機(jī)受雷擊的可能性最大，所以從節(jié)約成本的方面考慮，在本方案中只對(duì)戶外的攝象機(jī)進(jìn)行保護(hù)。另外戶外立桿上的攝象機(jī)要另做直擊雷的防護(hù)，具體情況請(qǐng)參考戶外立桿上攝象機(jī)防護(hù)圖。具體措施:(1) 在前端安裝攝像頭的立竿上，要用長(zhǎng)50-60cm，直徑10mm的圓鋼，頂端磨尖做防腐處理后，作為避雷針安裝在立桿頂端上，用16mm2的多股銅絞線

15、作為引下線，在地下至少0.8米深度埋入一塊或數(shù)塊LKX-JDM/F接地模塊作為接地體，接地電阻要小于10歐（最好小于4歐姆），接牢并做防腐處理。(2) 帶云臺(tái)的攝像機(jī)安裝使用LKX-SV3/220 或LKX-SV3/024三合一防雷器，對(duì)電源、云臺(tái)控制、視頻信號(hào)進(jìn)行保護(hù)；不帶云臺(tái)的攝像機(jī)安裝使用LKX-SV2/220或LKX-SV2/024的二合一防雷器，對(duì)電源、視頻信號(hào)進(jìn)行保護(hù)。6. 4視頻信號(hào)傳輸線路的防護(hù)措施攝像頭上的視頻，控制信號(hào)經(jīng)線纜傳輸至監(jiān)控中心，在對(duì)電源進(jìn)行保護(hù)的基礎(chǔ)上，對(duì)此信號(hào)線路端口也需進(jìn)行保護(hù)。具體措施在視頻線路進(jìn)入機(jī)房設(shè)備前，加裝LKX-SV-BNC/16E，機(jī)架式16路

16、視頻信號(hào)防雷器，對(duì)進(jìn)入機(jī)房的視頻信號(hào)做防雷保護(hù)。在控制線路進(jìn)入機(jī)房設(shè)備前，加裝LKX-SC-2P/12控制信號(hào)防雷器，對(duì)進(jìn)入機(jī)房的控制信號(hào)做防雷保護(hù)。6.5、機(jī)房接地：按照國(guó)家規(guī)范關(guān)于機(jī)房接地的要求，機(jī)房采用聯(lián)合接地方式,電阻應(yīng)4。 機(jī)房靜電地板下要求加做均壓環(huán)，以起到等電位連接作用，并將均壓環(huán)連接到機(jī)房所在樓層的弱電管道井內(nèi)的共用接地排（樓層弱電等電位匯集點(diǎn)）上；機(jī)房?jī)?nèi)的工作交流地（N線）、靜電地、屏敝地、安全保護(hù)地等直接連接到均壓環(huán)上；在土建施工過(guò)程中最好將穿線纜的管從弱電間直埋到各個(gè)弱電機(jī)房，每個(gè)機(jī)房?jī)筛?。等電位處理及屏蔽將工作地（交、直流工作地）、設(shè)備保護(hù)地、防雷保護(hù)地連接在一起，構(gòu)成

17、一個(gè)均壓等電位體，并將所有進(jìn)入建筑物的通信電纜及線纜用金屬管道進(jìn)行屏蔽，將所有的金屬管道（包括水管、煤氣管及各種屏蔽管道）在進(jìn)入建筑物之前，就近接地，如有多組地網(wǎng)且地網(wǎng)間距小于20米，根據(jù)國(guó)家防雷標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求采用公共接地方式，即共地處理(采用電子開(kāi)關(guān)作為等電位連接)。其目的是消除各地網(wǎng)之間的電位差，保證設(shè)備不因雷電的反擊而損壞 實(shí)施細(xì)則：1 均壓環(huán)采用4*40MM的紫銅條距離機(jī)房墻面10CM以上，沿機(jī)房水平布放，采用5*50*300MM銅匯流排固定、連接。2 采用2*16平方毫米多股銅芯線將均壓環(huán)上的匯流排與樓層水平布放的樓層基準(zhǔn)接地線（16平方毫米多股銅芯線）做可靠電氣連接。 3機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備

18、放置比較集中，設(shè)置機(jī)房設(shè)備等電位匯流排，設(shè)備接地以最近的距離采用16平方毫米多股銅芯線接地線連接到該等電位匯流排上。機(jī)房獨(dú)立地網(wǎng)構(gòu)筑如果聯(lián)合接地系統(tǒng)無(wú)法滿足接地電阻值要求或無(wú)法滿足系統(tǒng)工作要求，則需要構(gòu)筑人工接地網(wǎng)。實(shí)施細(xì)則：采用1500mm長(zhǎng)的熱鍍鋅接地棒、接地模塊、離子接地極和降阻劑，在機(jī)房所在大樓附近空地處制作一個(gè)阻值不大于1的接地地網(wǎng)。設(shè)計(jì)接地裝置的垂直接地體用550501500mm的熱鍍鋅接地棒、LKX-JDM/F型接地模塊16塊、離子接地極4根和降阻劑一噸，垂直接地體之間間隔為3000mm，水平接地體用440mm的熱鍍鋅扁鋼，水平接地體與垂直接地體須焊接牢固。垂直接地體按接地裝置剖面布置圖開(kāi)坑，挖深1000mm，寬400mm，樁基處開(kāi)挖長(zhǎng)