一、工程概述 監(jiān)控系統(tǒng)由前端攝像槍設備、監(jiān)控室顯示錄像設備以及傳輸線路組成，系統(tǒng)采用了大量的集成元件，在雷擊發(fā)生時，傳輸線路感應到雷電磁場產(chǎn)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與防雷引下線保持足夠的距離，這些都為系統(tǒng)的**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、過壓過流保護、接地等方法將雷電過電壓、過電流及雷擊電磁脈沖消除在設備外圍，從而有效地保護各類設備。目前主要采用氣體放電管、放電間隙、高頻二極管、壓敏電阻、瞬態(tài)二極管、晶閘管、高低通濾波器等元件根據(jù)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、信號線系列電涌保護器（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，電涌保護器才能有效的防御雷電。 系統(tǒng)綜合防雷在設計時主要采用以下標準，供設計時參考。 （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《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》 （二）感應雷防護 （一）直擊雷防護 監(jiān)控系統(tǒng)前端設備包括帶云臺攝像槍、無云臺攝像槍等，這些設備安裝在室外，比較容易受到雷擊，因此要安裝防直擊雷系統(tǒng)，需在戶外做獨立防雷接地網(wǎng)。按設備的*小值要求，接地電阻：R＜4Ω。 1、監(jiān)控系統(tǒng)前端設備直擊雷防護措施 （1）戶外監(jiān)控攝像槍防直擊雷設施：在戶外監(jiān)控攝像槍的桿頂安裝一支避雷針。避雷針的引下線利用鋼結構立柱做泄流線，并在桿底座旁與獨立防雷接地網(wǎng)相連。取立桿高度為4～6米，避雷針長度為1.5～2米，利用滾球法計算可知攝像槍在避雷針的保護范圍內(nèi)。(參見下圖示，攝像槍處于LPZ0B區(qū)內(nèi)。) （2）戶外攝像槍接地及地網(wǎng) 如果攝像槍附近有地網(wǎng)，則就近引接地線至附近地網(wǎng)接地，如果附近沒有地網(wǎng)，則要另外建造獨立地網(wǎng)，地網(wǎng)方案如下： A、在攝像槍立桿周圍分別埋設熱鍍鋅角鋼接地極（5×50×50×2500mm），間距為5米。 B、角鋼接地極用4×40mm扁鋼組成網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)連通。 C、將接地系統(tǒng)和立桿底座連接。 （3）地網(wǎng)施工程序：施工前首先要充分了解施工現(xiàn)場的地形地貌、地質結構，然后根據(jù)方案設計和現(xiàn)場情況定出各處接地極的孔位和連接導體溝槽，再進行施工安裝。注意避開電纜溝、管道和其它導電裝置，施工前要向建設單位提出書面申請，同意動工方可進行。（設計用土壤的電阻率取250Ω·m。） A、挖溝：合理使用挖掘工具，采取逐層下挖法，溝槽深度至少0.８米，溝槽寬度以能挖深為宜。 B、打入：采用適當工具打入角鋼接地極。角鋼接地極埋深0.8米以下，即接地極頭部平溝槽底部。 C、連接：把安裝好的角鋼接地極用40*4扁鋼連接起來，形成網(wǎng)狀；全部連接均采用焊接。 D、引入：將接地系統(tǒng)接到立桿底座。 E、回填：先填凈土，逐層夯實，整理好路面。 地網(wǎng)示意圖 （二）感應雷防護 1、設備前端的感應電防護 雷擊電磁脈沖（LEMP）所產(chǎn)生的感應電動勢通過侵入通道疊加在線路信號上產(chǎn)生瞬間高電壓，擊毀各類用電設備和微電子芯片，因此在實施防雷工程時必須將防感應雷作為重點， 進行有效的防御。在設計綜合防雷時，應從以上通道進行重點防護，同時做好等電位連接和共用接地系統(tǒng)。 （1）前端帶云臺攝像槍的感應雷防雷措施：攝像槍前端安裝組合式視頻、云臺、電源三合一避雷器一個。 （2）前端無云臺攝像槍的感應雷防雷措施：攝像槍前端安裝組合式視頻、電源二合一避雷器一個。 （3）防雷器接地線：防雷器用≥2.5mm2的絕緣多股銅芯黃綠色軟線直接與地網(wǎng)連接，接地線和用作直擊雷引下線的立桿之間要彼此絕緣，并且盡量做到短而直。接地線宜放置在立桿內(nèi)。 2、傳輸線路的防護 監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸線路主要有光纖、同軸電纜及雙絞線。在系統(tǒng)防雷時應針對不同的傳輸線路分別做不同的防護。 光纖作為傳輸線路時，由于本身不是導體，對雷電流沒有感應，所以線芯不考慮做防雷措施，但加強芯應接地處理。 同軸電纜做傳輸線路時，應該在傳輸線路兩端安裝同軸避雷器，并對傳輸線路進行穿鋼管埋地敷設，在線路的兩端對鋼管分別接地，做等電位連接； 雙絞線做傳輸線路時，應該在傳輸線路兩端安裝數(shù)據(jù)信號避雷器，并對傳輸線路進行穿鋼管埋地敷設，在線路的兩端對鋼管分別接地，做等電位連接； 3、傳輸線路的布線 監(jiān)控系統(tǒng)傳輸線路主要是信號線和電源線。室外攝像機的電源可從終端設備處引入，也可從監(jiān)視點附近的電源引入。 控制信號傳輸線和報警信號傳輸線一般選用銅芯屏蔽軟線，架設（或敷設）在前端與終端之間。 傳輸部分的線路建議采用帶屏蔽層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設，保持鋼管的電氣連接，這樣對防護電磁干擾和電磁感應比較有效。如電纜全程穿金屬管有困難時，可在電纜進入終端和前端設備前穿金屬管埋地引入，但埋地長度不得小于15米，在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。當條件不允許時，可采用通信管道或架空方式，此時傳輸線纜與其它線路其溝的*小間距和與其它線路共桿架設的*小垂直間距，可參照GB50198-94《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》進行敷設。如：傳輸線纜與220V交流電線線路共溝（隧道）的*小間距為0.5m，與通訊電纜的*小間距為0.1 m；傳輸線纜與1～10KV電力線共桿架設的*小垂直間距這2.5m，1KV以下電力線*小垂直間距為1.5 m，與廣播線*小垂直間距為1.0 m ，與通信線*小垂直間距為0.6m。 從防雷角度看，套金屬管埋設方式防雷效果*佳，架空線*容易遭受雷擊，并且破壞性大，波及范圍廣，為避免首尾端設備損壞，架空線傳輸時應在每一電桿上做接地處理，架空線纜的吊線和架空線纜線路中的金屬管道均應接地。 4、監(jiān)控室設備防雷 監(jiān)控室主要設備包括監(jiān)控中心電腦、視頻矩陣、硬盤錄像機、對講系統(tǒng)以及監(jiān)控室電源等。 監(jiān)控系統(tǒng)設備機房位置應選擇在LPZ***區(qū)和避免設在建筑物的頂三層內(nèi)；當建筑物天面部分的避雷網(wǎng)格尺寸不符合系統(tǒng)抗干擾的要求時，應在天面加裝屏蔽層。使用非屏蔽電纜，入戶前應穿金屬管并埋入地中水平距離10米以上。如受條件限制無法穿金屬管埋地入戶，則應加長入戶屏蔽管或棧橋長度，金屬管或棧橋的兩端以及在雷電防護區(qū)交界處要做等電位連接和接地。監(jiān)控系統(tǒng)設備為金屬外殼時，應用*短的導線將其與等電位連接帶連接。如是非金屬外殼，當設備所在建筑物屏蔽未達到設備的電磁兼容性要求時，應加裝金屬網(wǎng)或其它屏蔽體對設備屏蔽，金屬網(wǎng)應與等電位連接帶進行等電位連接。計算機、通信、監(jiān)控機房的設備應與建筑物外墻保護1米左右距離。以防止大樓遭到直擊雷時沿外墻泄流入地的引下線周圍產(chǎn)生較強的電磁場而損壞微電子設備。 （1）監(jiān)控室電源系統(tǒng)的防雷措施 由于有70％雷擊高電位是從電源線侵入的，為保證設備**，一般電源上應設置三級避雷保護。 a.在監(jiān)控室所在建筑物總配電處安裝三相電涌保護器，通流容量為80KA（波形8/20μs），作為電源**級保護。 b.在監(jiān)控室分電箱處安裝三相模塊式電源電涌保護器，*大通流容量40KA，作為**級保護。 c.在監(jiān)控室UPS電源或監(jiān)控設備前安裝單相串聯(lián)避雷器，串聯(lián)安裝，作為電源線路第三級保護。 d.監(jiān)控室設備前安裝通流容量為10KA單相防雷插座，作為精細電源防雷保護，對電源箝位和濾波。 如果不能分級做電源電涌??護，則建議在監(jiān)控室安裝B＋C復合型三相電源防雷器。在監(jiān)控室UPS電源前安裝單相串聯(lián)電源避雷器，作為電源線路第三級保護。監(jiān)控室設備前安裝通流容量為10KA單相電源防雷插座。作為精細電源防雷保護，對電源箝位和濾波。 （2）監(jiān)控室控制、對講系統(tǒng)的防雷措施 a.控制室視頻采用16口組合式視頻避雷器，以保護硬盤錄像機視頻輸入口不被浪涌電壓擊壞。由光纖傳送信號的攝像槍等不考慮安裝視頻避雷器。 b.硬盤錄像機RS232接口采用RS232接口避雷器，以保護硬盤錄像機串口不被浪涌電壓擊壞。 c.所有進入控制室的控制線路加裝控制線路避雷器。 d.有線對講系統(tǒng)安裝音頻線路避雷器，只在對講主機一端安裝避雷器。 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，并把屏蔽層與防雷地可靠連通。 2、監(jiān)控室內(nèi)，應將金屬電腦桌、電腦設備、控制設備金屬外殼與防雷接地裝置可靠連接。 3、室外攝像槍到***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***金屬屏蔽外殼與引下線的柱桿可靠連接。 4、屏蔽是減少電磁干擾的基本措施，宜采取以下措施：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(lián)合使用。 5、為改善電磁環(huán)境，所有與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，并與接地裝置相連。屋頂為金屬表面、立面金屬表面、混凝土內(nèi)鋼筋和金屬門窗框架，都必須進行等電位接地。 6、在需要保護的空間，當采用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。當微電子設備系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時，可將屏蔽電纜穿金屬管引入，金屬管在一端做等電位連接。 7、建筑物之間的連接電纜應敷設在金屬管道內(nèi)，這些金屬管道從一端到另一端應全線電氣貫通，并連到各建筑物的等電位連接帶上。電纜屏蔽層也應連到這些帶上。 8、實踐中建筑物或房間的大空間屏蔽是由金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋這些自然構件組成的。這些構件構成一個格柵形大空間屏蔽。穿入這類屏蔽的導電金屬物應就近與其做等電位連接后接地。 四、等電位連接與共用接地 1、等電位連接是現(xiàn)代防雷技術重要的防護措施之一。將進入監(jiān)控中心大樓的各類管線的屏蔽層、機器等在進入大樓前進行等電位連接后接地。在進入設備前再進行二次等電位連接后接地。將戶外攝像頭輸出的同軸電纜的外層和其它管線外層在進入大樓前進行等電位連接后接地。 2、將分開的外導電裝置用等電位連接導體后接地，以減少系統(tǒng)設備所在的建筑物金屬構件與設備之間或設備與設備之間因雷擊產(chǎn)生的電位差。利用鋼筋混凝土結構的建筑物內(nèi)所有金屬構件的多重連接建立一個三維的連接網(wǎng)絡是實現(xiàn)等電位連接的*佳選擇。為方便等電 位連接施工，應在一些地方預埋等電位連接預留件。 3、進入系統(tǒng)所在建筑物的各類水管、采暖和空調管道等金屬管道的金屬外層在進入建筑物處應做等電位連接，燃氣管道入戶后應在法蘭盤連接處插入一塊絕緣兩端用開關型SPD連接后戶內(nèi)金屬管道可參加等電位連接，并與建筑物組合在一起的大尺寸金屬件連接在一起，按GB50054的要求做等電位連接之后，接向總等電位連接帶，并可靠連通接地。 4、在建筑物入口處，即LPZ0B與LPZ1區(qū)交界進行總等電位連接后接地，在后續(xù)的雷電防護區(qū)交界處按總等電位連接的方法進行局部等電位連接，連接主體應包含系統(tǒng)設備本身（含外露可導電部分）、PE線、機柜、機架、電氣和電子設備的外殼、直流工作地、防靜電接地、金屬屏蔽線纜外層、管道、屏蔽槽、電涌保護SPD的接地等均應以*短的距離就近與這個等電位連接帶直接連接。連接基本方法應采用網(wǎng)型（M）結構或星型（S）結構。網(wǎng)型結構的環(huán)行等電位連接帶應每隔5米經(jīng)建筑物墻內(nèi)部鋼筋、金屬立面與接地系統(tǒng)連接。當采用S型等電位連接網(wǎng)絡時，系統(tǒng)的所有金屬組件除在接地基準點，即ERP處連接外，均應與共用接地系統(tǒng)的各組件有足夠的絕緣（大于10KV，1.2/50μs）. 5、避雷器連接導線應短而直，SPD連接導線不宜大于0.5米，當長度大于0.5米時應適當加粗線徑。 6、使用含有金屬部件的光纜，如供抗拉強度的加強金屬芯、金屬潮層、防嚙齒動物外層或修理維護時使用的金屬通信設施等均應可靠接地，應接通光纜沿線的所有接頭，再生器等處的擋潮層（金屬層），并在光纜長度每一端的終端進行直接接地。 五、設備清單 六、運行維護 （1）避雷器安裝之后，應檢查所有接線是否正確安裝，然后運行測試，看系統(tǒng)和設備是否正常工作，有無異常情況，如有，應及時檢查，直至整個系統(tǒng)均正常運作。 （2）每年雷雨季節(jié)前應對接地系統(tǒng)進行檢查和維護。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，必要時應挖開地面抽查地下蔽部分銹蝕情況，如果發(fā)現(xiàn)問題應及時處理。 （3）接地網(wǎng)的接地電阻宜每年進行一次測量。 （4）每年雷雨季節(jié)前應對運行中的避雷器進行一次檢測，雷雨季節(jié)中要加強外觀巡視，如檢測發(fā)現(xiàn)異常應及時處理。 |