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1、监控系统防雷方案监控防雷工程设计方案一、概述 雷电是一种自然灾害天气，它发生在因强对流天气而形成的雷雨云之间或雷雨云与大地之间的强烈放电现象。自然界的雷击主要有直击雷和感应雷两种，在雷暴活动区域内，直击雷是指雷云直接通过人体，建筑物或设备等对地放电所产生的电击现象，此时雷电的主要破坏力在于电流特性而不在于放电产生的高电位。雷电击中人体、建筑物或设备时，强大的雷电流转变成热能。雷击放电的电量大约为25100C。据此估算，雷击点的发热量大约5002000J。该能量可以熔化50200mm3的钢材。因此雷电流的高温热效应将灼伤人体，引起建筑物燃烧，使设备部件熔化。在雷电流流过的通道上，物体水分受热汽化
2、而剧烈膨胀，产生强大的冲击性机械力。该机械力可以达到50006000N，因而可使人体组织，建筑物结构、设备部件等断裂破碎，从而导致人员伤亡、建筑物破坏，以及设备毁坏等；感应雷是指雷电在雷云之间或雷云对地的放电时，在附近的户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线和电磁感应侵入设备，使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害。感应雷虽然没有直击雷猛烈，但其发生的几率比直击雷高得多。直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害，而感应雷则不论雷云对地闪击或者雷云对雷云之间闪击，都可能发生并造成灾害。此外直击雷一次只能袭击一个小范围的目标，而一次雷闪击都可以在较大的范围内多个小局部同时产生感应雷过电
3、压现象并且这种感应高压可以通过电力线、电话线等传输到很远，致使雷害范围扩大。随着电子计算机技术、通信技术的不断发展，以及电子设备日益向自动化、多功能和智能化方向发展，大规模集成电路等微电子器件的大量使用，都存在防雷电冲击能力弱的问题。因此电子设备在日常运行中常常被雷电击坏，甚至造成系统瘫痪和人员伤亡。因此加强对雷电灾害的关注，积极采取切实有效的防护措施是十分必要的。现代防雷分为外部防雷和内部防雷。所谓外部防雷就是防直击雷（不包括防止防雷装置受到直接雷击时向其它物体的反击），内部防雷包括防雷电感应、防反击以及防雷电波侵入和防生命危险。外部防雷装置（即传统的常规避雷装置）由接闪器、引下线和接地装置
4、三部分组成。接闪器（也叫接闪装置）有三种形式：避雷针、避雷带和避雷网，它位于建筑物的顶部，其作用是引雷或叫截获闪电，即把雷电流引下。引下线，上与接闪器连接，下与接地装置连接，它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置位于地下一定深度之处，它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。 / 内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外，所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置，它包括等电位连接设施（物）、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。 现代防雷技术强调全方位防护，综合治理，建立一套完
5、整的防雷系统，并把防雷看做一个系统工程。应符合GB50057-94（2000年版）建筑物防雷设计规范对电源系统、信号系统、地电位反击等各个方面作好雷电防护工作，形成一套由室外到室内雷电防护体系，通过防雷产品的有效动作来防止雷电波侵入设备，形成等电位保护结构，其设备在雷电环境中安全可靠工作，确保国家、人民财产得到安全保障。防雷工程主要包括六项重要因素：1、接闪功能： 指实现接闪功能所应具备的条件，包括接闪器的形式（避雷针、避雷带和避雷网）、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。2、分流影响： 指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果，引下线多，每根
6、引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高，引下线很长时，应在建筑物的中间部位增加均压环，以减小引下线的电感电压降。这不仅可以分流，而且还可以降低反击电压。3、均衡电位： 指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位，即等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体，建筑物内当然就不会产生不同的电位，这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压，对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。钢筋混凝土结构的建筑物最具备实现等电位的条件，因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的
7、。为满足防雷装置的要求，应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起，同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起，这就使整个建筑物成为良好的等电位体。4、屏蔽作用： 屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。建筑物内的这些设施，不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰，而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低，有时附近打雷或接闪时，也会受到雷电波的电磁辐射的影响，甚至在其他建筑物接闪时，还会受到从该处传来的电磁波的影响。因此应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面
8、体的网笼，即笼式避雷网，从而实现屏蔽。由于结构构造的不同，墙内和楼板内的钢筋有疏有密，钢筋密度不够时，设计时应按各种设备的不同需要增加网格的密度。良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解，而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施。此外，建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。5、接地效果： 指接地效果的好坏。良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时，应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时，可做周圈式接地装置，但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的最外边（
9、不必离开建筑物3m以外）。接地体靠近基础内的钢筋有利于均衡电位，同时还可节省为挖深沟所花费的人力和物力。在基础完工后再挖深沟则易影响基础的稳定性。对木结构和砖混结构建筑物，必须做独立引下线并采用独立接地方式。当土壤电阻率大，使用接地极较多时，也可做周围式接地装置。因为周圈式接地装置的冲击阻抗小于独立接地装置的冲击阻抗，而且有利于改善建筑物内的地电位分布，减小跨步电压。采用独立式接地方式时，以钻孔深埋接地极（约412m）的效果为最好，深孔接地极容易达到地下水位，且能减少接地极的用钢量。6、合理布线： 指如何布线才能获得最好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管
10、线，在防雷设计中，必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响，首先，应该将这些电线穿于金属管内，以实现可靠的屏蔽；其次，应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下线的柱筋，以尽量缩小被感应的范围。在管线较长或桥架等设施较长的路线上，还需要两端接地；第三，应该注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法，防止雷电波侵入。除考虑布线的部位和屏蔽外，还应在需要的线路上加装避雷器、压敏电阻等浪涌保护器。因此，设计室内各种管线时，必须与防雷系统统一考虑。下图所示为雷电的几种引入途径： 网络数据线路在远端遭受直接或感应雷击
11、，沿网络线路进入设备； 有线通讯线路在远端遭受直接或感应雷击，沿通讯线路进入设备； 建筑物内部的各种线路，感应雷击电磁脉冲辐射，进入设备； 电源供电线路在远端遭受直接或感应雷击，沿供电线路进入设备； 地电压过高，反击进入设备； 天线遭受直接雷击或接收感应雷击； 避雷针引下线，在避雷针接闪泄放雷电流时，产生的LEMP电磁脉冲辐射； 临近建筑物或附近地面、树木等遭受雷击，同时带来LEMP 和附近地面的跨步电压（地电压反击）； 二、防雷设计的规范及标准 1、GB50057-94（2000年版）建筑物防雷设计规范要求。 2、2001年版防雷技术标准规范汇编要求。 3、2004年版建筑物电子信息系统防雷
12、技术规范三、设计范围本方案是在用户提供的具体资料及需求的基础上，由广西地凯防雷工程有限公司办事处设计，设计内容为： 、中心机房的浪涌防护、前端监控站点的浪涌防护四、防雷设计 由于中心机房和前端监控站点的监控系统的电源和信号没有采取任何的防雷措施，所以遇有雷击发生室难免设备的损坏，甚至发生人身事故。所以对中心和站点的电源和信号系统采取相应的防雷措施，根据实际情况安装相应的电源和信号防雷器，并做好室内的等电位连接，保护设备的安全。具体措施如下：、中心机房的浪涌防护由于中心机房采用光缆进户，以网络传送数据码流，和外界没有金属线缆连接，所以中心的防雷只做电源的浪涌防护和等电位连接。A、在监控机房电源进
13、户处安装DK-380AC100(I型)电源SPD作为电源系统的一级防护。 B、在机柜电源ups处安装DK-220AC40（D30型）电源SPD作为电源系统的二级防护。C、在防静电地板下安装等电位端子排，将设备的接地线、机柜的机壳接地、防雷器的接地都连接在等电位接地端子排上，形成机房设备的等电位均压系统。 、前端监控站点的浪涌防护（以一个前端监控站点为例）1、电源的防护A、在每个前端监控点机房电源进户处安装DK-220AC60(I型)电源SPD作为电源系统的一级浪涌防护。共计1套 B、在机柜电源处安装DK-220AC40（D30型）电源SPD作为电源系统的二级防护。共计1套C、在机柜内安装防雷插
14、排2套。2、信号系统的防护 A、在动点摄像机的前端安装三合一的DK-DSX/m（220型）监控专用SPD, 在监控杆的顶端安装避雷针，作为前端动点摄像机的保护。计4套。 B、在监控室的设备端安装DK-10f/BNC视频信号防雷器，作为监控室设备的信号防护。计4套。 C、在监控室设备端安装DK-nDCp(12型)控制信号防雷器，作为监控室设备的信号防护。计1套。 D、在电话宽带进户端安装电话防雷器DK-nDCt（200型）信号防雷器，作为电话宽带的浪涌防护。共计1套。3、接地及等电位A、在监控室安装3*30mm的等电位端子排，将所有防雷器的接地连接到等电位端子排上，等电位端子板用35mm2的铜缆
15、连接到室外接地系统。B、在室外做接地系统，接地阻值不大于4。具体施工方法： 采用8套热镀锌角钢垂直接地极在监控室的旁边做接地网。地极的埋设沿监控室旁边的空地均匀布设。 采用404的镀锌扁钢作接地网的等电位连接体及增加接地面积，扁钢埋设深度应大于0.7米。 在扁钢埋设的路径上，每5m向纵深方向埋设一组镀锌角钢接地极，从而增加接地面积和接地深度，同时铺洒一定数量的降阻剂，更好的降低接地电阻。 接地装置的接地电阻应小于4欧。 采用404的镀锌扁钢作为接地引上线，与连接铜缆相连。C、前端监控杆的接地在摄像机的安装杆的周围空地直接埋设接地极，引上线与安装杆焊接或栓接连接。具体施工方法： 采用4套热镀锌角钢垂直接地极作为主接地极在杆体的旁边做接地。地极的埋设沿杆体旁边的空地间隔5米布设。 采用404的镀锌扁钢作接地网的等电位连接体及增加接地面积，扁钢埋设深度应大于0.7米。 在扁钢埋设的路径上，铺洒一定数量的降阻剂，更好的降低接地电阻。 采用404的镀锌扁钢作为接地引上线，与杆体相连。五、工程器材清单产品名称及材料型号数量单价备 注DK-220AC201
