攝像機(jī)防雷系統(tǒng)

1、電力公司防雷系統(tǒng)第一章引言雷電是一種非常常見的自然現(xiàn)象，但它具有極強(qiáng)的破壞力，對人類的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的危害。1987年聯(lián)合國確定的 “國際減災(zāi)十年 ”中，雷電為對人類最大的十種災(zāi)害之一。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種高、精、尖的電子設(shè)備不斷推廣和普及應(yīng)用，通訊系統(tǒng)也廣泛應(yīng)用于政府機(jī)關(guān)、學(xué)校、交通、公安、銀行、證券、郵電等企事業(yè)單位中，由于這些控制系統(tǒng)的電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高度集成化，耐過電壓、耐過電流的水平極低，避雷針對這些電子設(shè)備的保護(hù)也無能為力，因而極易遭受雷電流的沖擊而損壞，輕者使終端計(jì)算機(jī)和通信接口設(shè)備損壞、通信中斷、各種信息無法傳遞；重者使網(wǎng)絡(luò)主機(jī)損壞，致使網(wǎng)絡(luò)癱瘓，工作無法

2、進(jìn)行。因此，為了使控制系統(tǒng)正常運(yùn)作，防止雷擊而帶慘重?fù)p失，有必要對通訊系統(tǒng)進(jìn)行綜合雷電浪涌防護(hù)措施，除了要安裝良好的避雷針、避雷帶，還必須在電源系統(tǒng)、信號系統(tǒng)進(jìn)行可靠、有效的防護(hù)工作，并具備可靠的接地裝置。所以雷電電磁干擾損壞計(jì)算機(jī)、自動化控制系統(tǒng)硬件造成的直接經(jīng)濟(jì)損失僅僅是全部經(jīng)濟(jì)損失的一小部分。計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)停用, 致使生產(chǎn)、業(yè)務(wù)中斷所造成的間接經(jīng)濟(jì)損失一般都比直接經(jīng)濟(jì)損失大的多。為了保證信息機(jī)房的正常運(yùn)行，工作設(shè)備的安全穩(wěn)定。使其盡可能免遭雷擊，有效抑制雷擊電磁脈沖的侵入，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合機(jī)房內(nèi)部信號系統(tǒng)的運(yùn)行情況，特為貴單位提供一套系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)方案，供各位領(lǐng)導(dǎo)和專家參考。1.現(xiàn)代防

3、雷技術(shù)概述現(xiàn)代意義上的防雷系統(tǒng)，本著安全可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)原則， 強(qiáng)調(diào)立體防護(hù)、綜合治理、層層設(shè)防，把防雷看成一個(gè)系統(tǒng)工程。IEC 防雷理論認(rèn)為雷電的侵入通過以下三種方式：直擊雷、雷電波侵入及雷電感應(yīng)。一個(gè)有效的防雷系統(tǒng)分為外部防雷和內(nèi)部防雷兩個(gè)系統(tǒng)。外部防雷即為防直擊雷，含防止防雷裝置受到直接雷擊時(shí)向其它物體的高電位反擊；內(nèi)部防雷包括：防雷電感應(yīng)、防高電位反擊以及防雷電波侵入和防生命危險(xiǎn)。防雷措施（如下圖所示）主要是采用接閃分流、接地、屏蔽、等電位連接、綜合布線和安裝浪涌保護(hù)器六種方法，形成一個(gè)多層次的完整的防護(hù)體系。接閃分流：利用避雷針、避雷帶（網(wǎng)）等外部接閃裝置，將雷電流沿引

4、下線安全導(dǎo)入大地，防止雷電直接擊在建筑物和設(shè)備上。接地：在控制系統(tǒng)中，為保證其工作穩(wěn)定可靠、保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備和人身安全，解決環(huán)境電磁干擾及靜電危害，需要一個(gè)良好的接地系統(tǒng)。而防雷接地體的作 用在于將引下線引入的雷電流安全地散入大地。屏蔽：進(jìn)入建筑物內(nèi)的所有金屬導(dǎo)線, 包括電力電纜、通信電纜和信號線均采用屏蔽線或穿金屬管屏蔽，盡可能埋地敷設(shè)，并盡量在靠近入戶點(diǎn)將電纜金屬屏蔽層、金屬管作等電位連接。并利用建筑物鋼筋網(wǎng)和其他金屬材料與接地裝置連接，形成一個(gè)法拉第籠，用以防止或減少雷電電磁脈沖（靜電感應(yīng)和電磁 感應(yīng)）干擾機(jī)房內(nèi)設(shè)備。等電位連接：為減少在需要防雷的空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)、爆炸、生命危險(xiǎn)，等電位是一項(xiàng)

5、很重要的措施。等電位是用連接導(dǎo)線或過電壓保護(hù)器將處在需要防雷的空間內(nèi)的防雷裝置、建筑物內(nèi)的金屬架構(gòu)、金屬裝置、外來的金屬管道導(dǎo)體、電氣和電訊裝置等進(jìn)行電氣連接以減少需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系 統(tǒng)之間的電位差。安裝浪涌保護(hù)器：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信控制系統(tǒng)設(shè)備的電源線、傳輸信號線上安裝相應(yīng)的過電壓保護(hù)器- 安裝浪涌保護(hù)器，利用其元件的非線性特點(diǎn)，限制線路上的瞬態(tài)過電壓和分走電涌電流，保護(hù)設(shè)備不受損害。主要有電壓開關(guān)型（如間隙放電型、氣體放電管等）、限壓型（壓敏電阻、快速抑位二極管 等）和組合型三類過電壓保護(hù)器件，可根據(jù)需要進(jìn)行組合，形成多級防雷保護(hù)。第三章設(shè)計(jì)依據(jù)本方案主要依據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及各

6、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并參考國際電工委員會（IEC ）標(biāo)準(zhǔn)：1 、IEC61024建筑物防雷2 、IEC61312雷電電磁脈沖的防護(hù)3 、GB50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范4 、GB50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范5 、GB50174-93計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范6 、GB2887-89計(jì)算機(jī)場地技術(shù)條件7 、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8 、 XQ3-2000氣象信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護(hù)規(guī)范9、ITUK25 光纜的防雷10 、GB50200-94有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范11 、GB50198-94民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范12 、GB/T5031

7、1-2000建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范第四章防雷設(shè)計(jì)方案雷電流接閃后會形成強(qiáng)大的磁場，電磁場將通過電力線路，信號線路，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線路和各種管道感應(yīng)到設(shè)備，當(dāng)感應(yīng)電壓達(dá)到一定能量時(shí)會將設(shè)備損壞。因此只有直擊雷的防護(hù)是不合理也不全面的，它容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。考慮到防雷工程的安全性，合理性，經(jīng)濟(jì)性和實(shí)效性，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，在考慮雷 擊 的各種入侵途徑后提出設(shè)計(jì)方案如下：4.1 電源系統(tǒng)雷電侵害主要是通過線路侵入。對高壓部分電力局有專用高壓避雷裝置，電力傳輸線把對地的電力限制到小于6000伏（ IEC62.41），而線對線則無法控制。所以，對 380v 低壓線路應(yīng)進(jìn)行過電壓保護(hù)，按國家規(guī)范應(yīng)

8、分三部分：建議在高壓變壓器后端到建筑總配電盤前端的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加裝電涌保護(hù)器，作一級保護(hù)；在建筑總配電盤至各樓層分配電箱間的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加裝電涌保護(hù)器，作二級保護(hù)；在所有重要的、精密的設(shè)備以及UPS 的前端應(yīng)對地加裝電涌保護(hù)器，作為三級保護(hù)。目的是用分流（限幅）技術(shù)即采用高吸收能量的分流設(shè)備（電涌保護(hù)器）將雷電過電壓（脈沖）的能量分流泄入大地，達(dá)到保護(hù)目的，所以，分流、等電位技術(shù)中采用防護(hù)器的品質(zhì)、性能的好壞是直接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)防護(hù)的關(guān)鍵，因此，選擇合格優(yōu)良的電涌保護(hù)器至關(guān)重要。若只做單級防雷或二級防雷可能會帶來，因雷電流過大而導(dǎo)致的泄流后殘壓過大破壞設(shè)備或者保護(hù)能力不足引起的設(shè)備損

9、壞。電源系統(tǒng)多級保護(hù)，可防范 從直擊雷到工業(yè)浪涌的各級過電壓的侵襲。根據(jù) GB50343-2004 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范中的具體要求:第 5.4.1 條規(guī)定進(jìn)、出電子信息系統(tǒng)機(jī)房的電源線路不宜采用架空線路； 浪涌保護(hù)器連接 導(dǎo) 線應(yīng)平直，其長度不宜大于 0.5m 。當(dāng)電壓開關(guān)型浪涌保 護(hù)器至限壓型浪涌保護(hù)器之間的線路長度小于10m 、限壓型浪涌保護(hù)器之 間的線路長度小于 5m 時(shí)，在兩級浪涌保護(hù)器之間應(yīng)加裝退耦裝置。當(dāng)浪涌保護(hù)器具有能量自動配合功能時(shí)，浪涌保護(hù)器之間的線路長度不受限制。浪涌保護(hù)器應(yīng)有過電流保護(hù)裝置，并宜有劣化顯示功能； 用于電源線路的浪涌保護(hù)器標(biāo)稱放電電流參數(shù)值宜符合

10、表 5.4.4-2規(guī)定表 5.4.1-2 電源線路浪涌保護(hù)器標(biāo)稱放電電流參數(shù)值LPZ0 與 LPZ1LPZ1 與 LPZ2 、 LPZ2 與直流電源標(biāo)稱保護(hù)區(qū)交界處LPZ3 區(qū)交界處放電電流（ KA ）分級第一級標(biāo)稱第二級第三級第四級放電電流 *標(biāo)稱放電 標(biāo)稱放電 標(biāo)稱放電 8/20 s（KA）電流電流電流（KA ） （KA） （KA ）10/350 s8/20ssss8/208/208/20A 級 20 80 40 20 10 10B 級 15 60 40 20直流配電系統(tǒng)中C 級 12.5 50 20根據(jù)線路長度和D 級 12.5 50 10工作電壓選用標(biāo)稱放電電流 10KA 適配的SPD

11、注： SPD 的外封裝材料應(yīng)為阻燃型材料* 第一級防護(hù)使用兩種波形的說明見條文說明。故對機(jī)房的電源方面做以下方案。機(jī)房電源作為配電柜的次級防雷器，可將幾千伏的過電壓進(jìn)一步限制到2 千伏以內(nèi)，要求具有 20KA 以上的通流容量。防雷器并聯(lián)安裝在分配電柜處?？梢詫σ呀?jīng)經(jīng)過初級防雷器限制電壓的直擊雷、高強(qiáng)度感應(yīng)雷和一、二級間感應(yīng)雷實(shí)施泄放保護(hù)。要求第二級防雷器的線路安裝距離距第一級防雷器10-15米，以使防雷器的動作分級起效。具體措施：在機(jī)房配電柜 ( 或 UPS 的電源 ) 進(jìn)線端并聯(lián)安裝1 套二級電源防雷器，型號ASP AM2-40/3+NPE作為電源系統(tǒng)的第二級保護(hù)，且防雷器前需加裝32AD

12、型空氣開關(guān)。設(shè)備電源第三級防雷即用電設(shè)備的末級防雷，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 級的，若不做第二級的防雷，由經(jīng)過一級防雷而進(jìn)入設(shè)備的雷擊殘壓仍將有千伏之上，這將對后接設(shè)備造成很大的沖擊，并導(dǎo)致設(shè)備的損壞。作為第三級的防雷器，要求有10KA 以上的通流容量。根據(jù)不同的設(shè)備可選用插座式或其它組合式電源防雷器。具體措施：在機(jī)房的重要設(shè)備電源進(jìn)線端使用電源防雷插座，型號ASP A6-42-0NS作為設(shè)備電源系統(tǒng)的第三級保護(hù)。對于在機(jī)房外樓層或設(shè)備間的光端機(jī)，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的電源防雷：若樓層

13、或設(shè)備間的配電柜裝有AM2-40/3+NPE的二級防雷器，則只需在設(shè)備的電源處使用ASP A6-420NS作為設(shè)備電源系統(tǒng)的第三級保護(hù)；否則，應(yīng)先裝一套AM2-40/3+NPE的二級防雷器，然后在設(shè)備的電源處使用ASP A6-42-0NS作為設(shè)備電源系統(tǒng)的第三級保護(hù)。電源線路浪涌保護(hù)器（SPD ）的安裝注意事項(xiàng)：1 電源線路的各級浪涌保護(hù)器（SPD ）應(yīng)并聯(lián)安裝在主線路過流保護(hù)裝置的負(fù)荷側(cè)，被保護(hù)設(shè)備電源線路的前端，其接地端與配電箱的保護(hù)接地線（PE）接地端子板連接，然后可靠接地。1AM 系列的電源浪涌保護(hù)器（SPD ）前端必須串聯(lián)過流保護(hù)裝置，具體情況如下：AM1防雷模塊安裝時(shí)，其每個(gè)模塊前

14、應(yīng)分別串聯(lián)安裝壹套動力型D63A（或D60）空開AM2防雷模塊安裝時(shí)，其每個(gè)模塊前應(yīng)分別串聯(lián)安裝壹套動力型D32A（或D40）空開AM3防雷模塊安裝時(shí)，其每個(gè)模塊前應(yīng)分別串聯(lián)安裝壹套動力型D16A（或D20）空開3. 各級浪涌保護(hù)器（ SPD）連接導(dǎo)線應(yīng)平直，其長度應(yīng)不超過 0.5m ；若超過，必須加大連接導(dǎo)線的截面積。電源浪涌保護(hù)器（ SPD ）的連接導(dǎo)線和接地線用 多股銅線 , 截面積參考下表：電源浪涌保護(hù)器 SPD 連接線最小截面積導(dǎo)線截面積（ mm2 ）保護(hù)級別SPD 的類別SPD 連接相線銅導(dǎo)SPD 接地端連接銅線導(dǎo)線第一級開關(guān)型或限壓型1625第二級限壓型1016第三級限壓型610

15、第四級限壓型46注：組合型 SPD 參照相應(yīng)保護(hù)級別的截面積選擇。4. 安裝距離要求：開關(guān)型 SPD 與限壓型 SPD 之間的線距應(yīng)大于 10m, 限壓型 SPD 與限壓型 SPD 之間的線距應(yīng)大于 5m ；否則，應(yīng)在線路上 串接退耦器 .2.2 信號系統(tǒng)信息系統(tǒng)除了遭受直擊、傳導(dǎo)雷以外。由于網(wǎng)絡(luò)通信信息系統(tǒng)設(shè)備的工作電壓較低，系統(tǒng)浪涌的破壞效果因而被放大，感應(yīng)雷的破壞性因而也變的更為突出。根據(jù)國內(nèi)外對雷擊的研究， 95% 以上的雷擊是發(fā)生在云對云的放電，而云對云的放電時(shí)產(chǎn)生的巨大雷電磁脈沖輻射 ( LEMP), 對地面設(shè)備的影響則全部是通過感應(yīng)雷產(chǎn)生作用的。因此這部分的感應(yīng)雷擊災(zāi)害的發(fā)生幾率

16、較其他雷擊災(zāi)害高很多，對網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的雷擊保護(hù)因此也顯得突出和重要。由于防雷是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，所以依據(jù)等電位連接的原則，應(yīng)該將設(shè)備所有引出線路對某一個(gè)基點(diǎn)作等電位連接，安裝了電源防雷器的系統(tǒng)必須要配套信號系統(tǒng)的雷擊保護(hù)措施，才能真正起到系統(tǒng)的雷擊保護(hù)效果。我們用下圖描述電源防雷和信息防雷缺一不可的因素：只有當(dāng)A、B 、 C 三點(diǎn)等電位時(shí)，圖中的元件 1 ，2 ，3 才不會被 擊穿，當(dāng)僅有 AC 之間的等電位連接時(shí) （即安裝電源防雷器）， AB 或 BC 之間的元件 1 ，3 可能會被擊穿。因此信號控制系統(tǒng)的防雷是必不可少的。監(jiān)控系統(tǒng)防雷根據(jù) GB50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范

17、中的具體要求安全防范系統(tǒng)的防雷與接地應(yīng)符合下列規(guī)定：1 置于戶外的攝像機(jī)信號控制線輸出、輸入端口應(yīng)設(shè)置信號線路浪涌保護(hù)器。2 主控機(jī)，分控機(jī)的信號控制線、通信線、各監(jiān)控器的報(bào)警信號線，宜在線路進(jìn)出建筑物直擊雷非防護(hù)區(qū) ( LPZ0A) 或直擊雷防護(hù)區(qū) ( LPZ0B) 與第一防護(hù)區(qū) (LPZ1) 交界處裝設(shè)適配的線路浪涌保護(hù)器。3 系統(tǒng)視頻、控制信號線路及供電線路的浪涌保護(hù)器，應(yīng)分別根據(jù)視頻信號線路、解碼控制信號線路及攝像機(jī)供電線路的性能參數(shù)來選擇。4 系統(tǒng)戶外的交流供電線路、視頻信號線路、控制信號線路應(yīng)有金屬屏蔽層并穿鋼管埋地敷設(shè)，屏蔽層及鋼管兩端應(yīng)接地，信號線路與供電線路應(yīng)分開敷設(shè)。5 系

18、統(tǒng)的接地宜采用共用接地。主機(jī)房應(yīng)設(shè)置等電位連接網(wǎng)絡(luò)，接地線不得形成封閉回路，系統(tǒng)接地干線宜采用截面積不小于 16mm2 的多股銅芯絕緣導(dǎo)線。前端攝像機(jī)的防雷對前端攝像機(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。具體措施:(1) 在前端安裝攝像頭的立竿上，要用長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的多股銅絞線作為引下線，在地下至少0.5 米深度打入一根或數(shù)根40*40*4的鍍鋅角鋼作為接地體，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) 帶云臺的攝像機(jī)安裝使用

19、 ASP SV-3/24 三合一防雷器，對電源、云臺控制、視頻信號進(jìn)行保護(hù)；不帶云臺的攝像機(jī)安裝使用ASP SV-2/24的二合一防雷器，對電源、視頻信號進(jìn)行保護(hù)。監(jiān)控中心的信號防雷前端攝像頭上的視頻信號經(jīng)同軸線纜傳輸至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過控制線發(fā)出控制信號對云臺攝像機(jī)進(jìn)行控制，因此，在對電源進(jìn)行保護(hù)的基礎(chǔ)上，對監(jiān)控中心的視頻、控制信號端口也需進(jìn)行防雷保護(hù)。多路視頻進(jìn)入端，安裝使用ASP COAXB-TV/16S的可插拔模塊 16 口視頻信號浪涌保護(hù)器 .1.云臺控制線路，安裝使用ASP SR-E24V/2S對云臺控制信號線路做防雷保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)線路浪涌保護(hù)器（SPD ）的安裝注意事項(xiàng)：1. 信號浪涌保護(hù)器（ SPD ）與被保護(hù)設(shè)備的間距不 得超過 1m ，應(yīng)盡可能的靠近被保護(hù)設(shè)備。1. CoaxB-TV/S 視頻信號浪涌保護(hù)器和 SR-E24V/2S 云臺控制信號浪涌保護(hù)器的接地線截面積不小于 2.5mm2 ； XP 系列機(jī)架式視頻信號浪涌保護(hù)器的接地線截面積不小于 10mm2 ，接地線要就近直接與等電位帶或接地體相連，不要接在其他地方，且長度要盡量的短。機(jī)房防雷的共用接地接地網(wǎng)的構(gòu)筑：埋于土壤中的人工垂直接地體采用2.5m長的 40*40