綜合弱電系統(tǒng)免接地網防雷設計方案

/綜合弱電系統(tǒng)防雷設計方案（免接地網系列）●低壓配電系統(tǒng)雷電防護●監(jiān)控系統(tǒng)雷電防護●計算機網絡系統(tǒng)雷電防護●紅外防盜報警系統(tǒng)雷電防護●可視對講系統(tǒng)雷電防護●公共廣播系統(tǒng)雷電防護●智能停車場系統(tǒng)雷電防護●電話系統(tǒng)雷電防護●有線電視系統(tǒng)雷電防護目錄一、概述3二、雷擊的分類3三、設計依據4四、雷電防護方案4㈠直擊雷防護4㈡感應雷防護51、電源系統(tǒng)雷電防護52、弱電信號系統(tǒng)的雷電防護72.1監(jiān)控系統(tǒng)信號線路的雷電防護82.2網絡系統(tǒng)信號線路的雷電防護92.3紅外報警系統(tǒng)的雷電防護102.4公共廣播系統(tǒng)的雷電防護102.5可視對講系統(tǒng)的雷電防護102.6智能停車場系統(tǒng)的雷電防護112.7電話系統(tǒng)信號線路的雷電防護112.8有線電視系統(tǒng)信號線路的雷電防護12三、屏蔽措施12四、防雷設備材料清單及報價（見附件）13五、運行維護13六、電源防雷器和信號防雷器安裝131、電源防雷器的安裝132、信號防雷器的安裝14七、創(chuàng)欣防雷簡介14弱電系統(tǒng)綜合防雷設計方案一、概述弱電系統(tǒng)由各類弱電設備、限制中心電子設備以及傳輸線路組成，系統(tǒng)接受了大量的集成元件，在雷擊發(fā)生時，傳輸線路感應到雷電磁場產生過電壓，可高達幾千伏，對集成元件有較大的危害。監(jiān)控系統(tǒng)中的傳輸線路許多處于LPZ0A非防雷區(qū)域。系統(tǒng)走線在布線階段沒有考慮和防雷引下線保持足夠的距離，這些都為系統(tǒng)的平安運行留下了隱患。一般認為，雷電的防護措施有隔離、等電位、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、過壓過流愛惜、接地等方法將雷電過電壓、過電流及雷擊電磁脈沖消退在設備外圍，從而有效地愛惜各類設備。目前主要接受氣體放電管、放電間隙、高頻二極管、壓敏電阻、瞬態(tài)二極管、晶閘管、凹凸通濾波器等元件依據不同頻率、功率、傳輸速率、阻抗、駐波、插損、帶寬、電壓、電流等要求，組合成電源線、天饋線、信號線系列電涌愛惜器（SPD）安裝在微電子設備的外連線路中，地線按共用接地原則接入系統(tǒng)的地線，才不至于造成電位反擊。只有設計合理、安裝合格，電涌愛惜器才能有效的防衛(wèi)雷電。二、雷擊的分類雷擊一般分為直擊雷擊和感應雷擊。直擊雷擊：指雷電干脆擊在建筑物、構架、樹木、動植物上，由于電效應、熱效應和機械效應等混合力作用，干脆摧毀建筑物，構筑物以及引起人員傷亡等。由于直擊雷的電效應，有可能使機房微電子設備遭受浪涌過電壓的危害。感應雷擊（又稱二次雷擊）：指雷云之間或雷云對地之間的放電而在旁邊的架空線路、埋地線路、金屬管線或類似的傳導上產生感應電壓，該電壓通過傳導體傳送至設備，間接摧毀微電子設備。感應雷擊對微電子設備，特殊是通訊設備和電子計算機網絡系統(tǒng)的危害最大，據資料顯示，微電子設備遭雷擊損壞，80%以上是由感應雷引起的。另外還有操作過電壓，即是指當電流在導體上流淌時，會產生磁場儲存能量，當負載（特殊是電感性大的負載）電器設備開關時，會產生瞬時過電壓，操作過電壓同感應雷擊一樣，可以間接損壞微電子設備。三、設計依據（1）IEC61024《建筑物防雷》（2）IEC61312《雷電電磁脈沖的防護》（3）ITUK25《光纜的防雷》（4）GB50343《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》（5）GB50057-94《建筑物防雷設計規(guī)范》（6）GB50174-93《電子計算機機房設計規(guī)范》（7）GB50200-94《有線電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》（8）GB50198-94《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》（9）GB/T50311-2000《建筑和建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》四、雷電防護方案（一）直擊雷防護直擊雷防護包括建筑物防雷和弱電系統(tǒng)前端設備直擊雷防護，本方案中，全部弱電系統(tǒng)所在建筑物均已完善直擊雷防護措施，我們不須要再考慮建筑物直擊雷防護措施，否則必需完善雷防護措施。前端設備安裝于建筑物的樓頂角處，或安裝于空曠區(qū)域的孤立高桿上，或曾經遭受過直擊雷，則建議須要做直擊雷防護。通常安裝在城市道路兩旁、建筑物屋檐下，或已經在其它有效直擊雷愛惜范圍內的電子設備，都不須要做直擊雷防護。（戶外設備直擊雷防護方法可參考下圖方法加裝避雷針裝置）圖1（二）感應雷防護本方案感應雷防護包括電源系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、計算機網絡、紅外防盜報警、公共廣播（背景音樂）、可視對講門禁系統(tǒng)、智能停車場系統(tǒng)、電話系統(tǒng)和有線電視網絡系統(tǒng)的防雷愛惜設計。1、電源系統(tǒng)雷電防護雷電能量分布示意圖（圖2）如圖所示，一個能量為200KA的直擊雷，由整個系統(tǒng)的電源、管線、地網、通信網絡線來分擔。以一棟建筑的防雷來講，電源部分擔當其中近45%（100KA），以三相四線為例，每線擔當大約有25KA(10/350us)的雷電流。通信站基本無管道系統(tǒng)，不計。地網和通信線路擔當剩余55%的雷電流。由此可見，電源系統(tǒng)對直擊雷的防護特殊關鍵。據統(tǒng)計，有70％雷擊高電位是從電源線侵入的，為保證設備平安，所以電源系統(tǒng)應設置三級雷電防護。電源三級防護的原理目的：利用電源避雷器（SPD）將雷電總威逼值減到被愛惜設備的耐受實力范圍內。電源多級防護是以防雷區(qū)（LPZ）為層次，對雷電能量的逐級減弱，使各級限制電壓相互連接，最終使過電壓值限制在設備絕緣強度之內。原則：第一級轉移絕大部分能量； 其次級轉移剩余能量；第三級（開關電源內模塊）轉移后續(xù)的極微小能量；原理：利用兩級避雷器間足夠的線路間距，加大剩余雷電流在該段線路阻抗上的衰減。電源防雷器的選擇和應用原則:電源避雷器的愛惜模式有共模和差模兩方式。共模愛惜指相線-地線（L-PE）、零線-地線（N-PE）間的愛惜；差模愛惜指相線-零線（L-N）、相線-相線（L-L）間的愛惜。對于低壓側其次、三、四級愛惜，除選擇共模的愛惜方式外，還應盡量選擇包括差模在內的愛惜。殘壓特性是電源避雷器的最重要特性，殘壓越低，愛惜效果就越好。但考慮到我國電網電壓普遍不穩(wěn)定、波動范圍大的實際狀況，在盡量選擇殘壓較低的電源避雷器的同時。還必需考慮避雷器有足夠高的最大連續(xù)工作電壓。假如最大連續(xù)工作電壓偏低，則易造成避雷器自毀。電源系統(tǒng)低壓側有一、二、三級不同的愛惜級別，應依據愛惜級別的不同，選擇合適放電電流（通流容量）和電壓愛惜水平的電源避雷器，并保證避雷器有足夠的耐雷電沖擊實力。原則上，每一級的溝通電源之間連接導線超過25m以上，都應做該級相應的愛惜。具體設計選型方案:⑴在大樓總配電屏處并聯安裝三相電源防雷器，型號：CX-PM100S，作為第一級總電源的雷電防護。產品特點：核心組件選用新型大容量浪涌吸取組件MOV；通流容量大，Imax=100KA；輸出殘壓低，Up≤2.5KV；響應時間快速，Ta≤25ns；模塊式。⑵在機房總配電箱處并聯安裝三相電源防雷器，型號：CX-PM40S，作為其次級電源進線的雷電防護。產品特點：核心組件選用新型大容量浪涌吸取組件MOV；通流容量大，Imax=40KA；輸出殘壓低，Up≤1.2KV；響應時間快速，Ta≤25ns；模塊式。⑶在機房UPS設備電源進線處并聯安裝單相電源防雷器，型號：CX-PM20D，作為第三級電源進線的雷電防護。產品特點：核心組件選用新型大容量浪涌吸取組件MOV；通流容量大，Imax=20KA；輸出殘壓低，箝位精確，Up≤1.0KV；響應時間快速，Ta≤25ns；模塊式。⑷在限制中心機房設備重要用電設備前端（如網絡交換機、服務器、監(jiān)控硬盤錄像機等）串聯安裝防雷插座，型號：CX-PS6P，作為中心機房設備電源的第三級或精細級雷電防護。產品特點：國家標準通用插孔設計；核心組件接受最新大容量浪涌吸取組件MOV，質量穩(wěn)定；通流容量大，最大放電電流Imax=10KA；響應時間快速，Ta≤25ns；串聯安裝。圖32、弱電信號系統(tǒng)的雷電防護弱電系統(tǒng)信號防雷器的選型及應用原則：⑴弱電系統(tǒng)通訊設備接口種類繁多，傳輸速率各不相同。本方案依據各設備工作電壓、速率，接口形式選擇工作電壓、速率、接口形式合適的信號防雷器。盡量少通過接口轉接的方式來達到和設備物理接口的相連，以免增加插損，影響信號傳輸。⑵依據設備接口的抗雷電要求，應選擇有足夠大的耐雷電沖擊實力的信號防雷器。⑶信號防雷器必需選擇工作時不能產生電火花，在失效或自毀時不能起火；在失效時，可以很簡潔和系統(tǒng)斷開，復原原系統(tǒng)，而不影響系統(tǒng)的正常運用。系統(tǒng)防雷安裝環(huán)境分析及對應措施：在弱電系統(tǒng)防雷產品安裝過程中，接受傳統(tǒng)接地防雷器設備進行安裝時，必需做好防雷接地網，戶外防雷系統(tǒng)地網的接地電阻率要求≤10Ω。但在實際施工過程中，我們經常遇到施工現場是水泥地、沙石地或礦山石頭地等，周邊均沒有地網施工條件，或者土壤電阻率太高，地網很難達到防雷規(guī)范要求，要做到接地電阻率≤10Ω須要付出極高成本。綜上所述，在防雷地網施工條件不具備時，我們選用免接地網防雷器，以確保系統(tǒng)的防雷平安。免接地網防雷器優(yōu)勢：免接地網系列防雷器針對目前防雷工程施工過程中，防雷器安裝經常會遇到目前防雷地網施工條件不具備，或地網施工成本過高等狀況而設計。該系列防雷器接受PRE-ETS專利技術，接受等電位平衡和（ETS）能量吸取轉移電路設計，實現了防雷器安裝無須要專用防雷接地網，削減了做防雷地網的環(huán)節(jié)，既節(jié)約了工時也大幅削減了工程預算，為安防弱電系統(tǒng)領域工程商解決了防雷接地安裝難題。免接地網防雷器有如下特點：①、接受多級防護電路，殘壓低，動作快，防雷效果好，防地反擊；②、利用等電位平衡和（ETS）能量吸取轉移專利技術，無需專業(yè)防雷地網，安裝維護便捷；③、特殊適用于地網施工條件不具備或地網施工成本過高的安裝場所；④、免做地網，省工時，省成本，安裝便捷，無需維護。2．1監(jiān)控系統(tǒng)信號線路的雷電防護監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機防護⑴在云臺快球/帶云臺攝像機前端串聯安裝監(jiān)控系統(tǒng)三合一防雷器，型號：CX-VIDEO/M3，做為攝像機視頻、限制線/音頻、電源線的三合一雷電防護。產品特點：核心元件接受優(yōu)質半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，雷電防護強度大，放電電流10KA；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。⑵在固定攝像機/不帶云臺攝像機前端串聯安裝監(jiān)控系統(tǒng)二合一防雷器，型號：CX-VIDEO/M2，做為攝像機視頻、電源線的二合一雷電防護。產品特點：核心元件接受優(yōu)質半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，雷電防護強度大，放電電流10KA；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。監(jiān)控機房（后端）防護⑴在監(jiān)控機房主硬盤錄像機的視頻信號線路上串聯安裝16口一體化視頻信號防雷器，型號：CX-VIDEO/BNCM16，做為中心機房主硬盤錄像機視頻信號線路的雷電防護。產品特點：19英寸機架式16口一體化設計，安裝便利美觀；核心元件接受優(yōu)質半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸入輸出阻抗75Ω；輸出殘壓低，Up≤12V；插入損耗小，Ae≤0.5dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。（具體數量依據實際視頻線路數量確定，每臺愛惜線路數量為16路）⑵全部進入限制室的云臺限制線路串聯安裝限制線路防雷器，型號：CX-DATA/PTZ-M，作為監(jiān)控室云臺限制線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低，Up≤18V；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；用于監(jiān)控系統(tǒng)限制信號傳輸線路的雷電防護；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。2.2計算機網絡系統(tǒng)的雷電防護⑴在網絡機房或分機房（級聯）24口網絡交換機的網絡線路上串聯安裝24口一體化計算機網絡避雷器，型號：CX-NET/RJ45M24，作為交換機網絡線路的雷電防護。產品特點：19英寸機架式24口一體化設計，RJ45接口，安裝便利，接受優(yōu)質半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低，Up≤13V；插入損耗小，Ae≤0.3dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。數量按實際確定⑵在主要服務器和重要電腦設備的網絡線路端串聯安裝單口計算機網絡避雷器，型號：CX-NET/RJ45-M，作為設備網絡信號線路的雷電防護。產品特點：RJ45接口，安裝便利，接受優(yōu)質半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低，Up≤13V；插入損耗小，Ae≤0.3dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。數量按實際確定。⑶假如接受ADSL專線上網，在ADSL線路端串聯安裝免接地網ADSL信號防雷器1個，型號：CX-TEL/RJ11-M，作為ADSL信號線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低，Up≤180V；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。2.3紅外防盜報警系統(tǒng)的雷電防護⑴在紅外信號接收端信號線路兩端各串聯安裝免接地網紅外信號防雷器1個，型號：CX-DATA/BJ-M，作為紅外報警線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。⑵在紅外信號收發(fā)端低壓電源線路串聯安裝免接地網電源防雷器1個，型號：CX-DM12-M，作為紅外報警電源線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低；響應時間快速，Ta≤25ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。2.4公共廣播系統(tǒng)的雷電防護⑴在廣播系統(tǒng)音頻信號線路兩端各串聯安裝免接地網音頻信號防雷器1個，型號：CX-DATA/AU-M，作為音頻信號線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。⑵廣播主機可接受串聯型電源防雷插座供電，型號：CX-PS6P，作為電源的精細級雷電防護。產品特點：國家標準通用插孔設計；核心組件接受最新大容量浪涌吸取組件MOV，質量穩(wěn)定；通流容量大，最大放電電流10KA；響應時間快速，Ta≤25ns；串聯安裝。數量若個（可依據實際運用數量進行調整）。2.5可視對講門禁系統(tǒng)的雷電防護⑴在可視對講系統(tǒng)視頻信號線路兩端各串聯安裝免接地網視頻信號防雷器1個，型號：CX-VIDEO/BNC-M，作為視頻信號線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸入輸出阻抗75Ω；輸出殘壓低，Up≤12V；插入損耗小，Ae≤0.5dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。⑵在對講系統(tǒng)音頻信號線路兩端各串聯安裝免接地網音頻信號防雷器1個，型號：CX-DATA/AU-M，作為音頻信號線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。⑶在對講系統(tǒng)485限制信號線路兩端各串聯安裝免接地網限制信號防雷器1個，型號：CX-DATA/PTZ-M，作為限制信號線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低，Up≤18V；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。⑷在對講系統(tǒng)低壓電源線路串聯安裝免接地網電源防雷器1個，型號：CX-DM12-M，作為對講系統(tǒng)電源線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低；響應時間快速，Ta≤25ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。2.6智能停車場系統(tǒng)的雷電防護⑴在地感線路、讀卡器、道閘主機的信號傳輸線路上兩端各串聯安裝免接地網數據專線防雷器，型號：CX-DATA/PTZ-M，作為地感信號傳輸線路的雷電防護。產品特點：接受新型半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確；輸出殘壓低，Up≤35V；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；廣泛用于信號傳輸線路的雷電防護；串聯安裝，免接地網，安裝簡易，免維護。⑵在主要服務器和重要電腦設備的網絡線路端串聯安裝單口計算機網絡避雷器，型號：CX-NET/RJ45，作為設備網絡信號線路的雷電防護。產品特點：RJ45接口，安裝便利，接受優(yōu)質半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確；輸出殘壓低，Up≤13V；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。數量按實際確定。⑶在停車場出入口崗亭220V電源開關處并聯安裝電源防雷器1個，型號：CX-PM40D，作為崗亭電源系統(tǒng)線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流40KA；輸出殘壓低；響應時間快速，Ta≤25ns；并聯安裝。2.7電話系統(tǒng)信號線路的雷電防護⑴在電話系統(tǒng)線路進線端串聯安裝模塊式免接地網電話信號防雷器1個，型號：CX-TEL/RJ11-M（模塊式），作為電話信號線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低，Up≤180V；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；接線端子串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。⑵在電話機、傳真機等終端線路接入端串聯安裝RJ11接口免接地網電話信號防雷器1個，型號：CX-TEL/RJ11-M，作為電話機的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低，Up≤180V；插入損耗小，Ae≤0.2dB；響應時間快速，Ta≤1ns；RJ11接口，串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。2.8有線電視系統(tǒng)信號線路的雷電防護⑴在有線電視系統(tǒng)的電視放大器進線端及電視機（機頂盒）進線處安裝電視頻信號防雷器，型號：CX-VIDEO/TV-M，作為有線電視系統(tǒng)信號線路的雷電防護。產品特點：接受進口半導體箝位器件，質量穩(wěn)定，箝位精確，放電電流10KA；輸出殘壓低，Up≤180V；插入損耗小，Ae≤0.3dB；響應時間快速，Ta≤1ns；用于傳真機信號傳輸線路的雷電防護；串聯安裝，免做地網，安裝便捷，無需維護。數量按實際確定。⑵建議電視機可接受串聯型電源防雷插座供電，型號：CX-PS6P，作為電源的精細級雷電防護。產品特點：國家標準通用插孔設計；核心組件接受最新大容量浪涌吸取組件MOV，質量穩(wěn)定；通流容量大，最大放電電流Imax=10KA；響應時間快速，Ta≤25ns；串聯安裝。數量若個（可依據實際運用數量進行調整）。三、屏蔽措施1、埋地線路的金屬線管、PE線、信息線路金屬外皮應在入戶端良好接地。如入戶前架空或無屏蔽者，宜在進戶端前20米套裝金屬線管屏蔽，并把屏蔽層和防雷地牢靠連通。2、限制中心或機房室內，應將金屬電腦桌、電腦設備、限制設備金屬外殼和防雷接地裝置牢靠連接。3、室外攝像槍到解碼器之間的外露信號線，應套不銹鋼或銅金屬管，并將攝像槍金屬屏蔽外殼及解碼器金屬屏蔽外殼和引下線的柱桿牢靠連接。4、屏蔽是削減電磁干擾的基本措施，宜實行以下措施：外部屏蔽措施、線路敷設于合適的路徑、線路屏蔽，這些措施宜聯合運用。5、為改善電磁環(huán)境，全部和建筑物組合在一起的大尺寸金屬部件都應等電位連接在一起，并和接地裝置相連。屋頂為金屬表面、立面金屬表面、混凝土內鋼筋和金屬門窗框架，都必需進行等電位接地。6、在須要愛惜的空間，當接受屏蔽電纜時其屏蔽層至少在兩端并宜在雷電防護區(qū)交界處做等電位連接。當微電子