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防雷方案
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工厂安防系统防雷解决方案
发布时间:2016-05-14              返回 

一、概述 
    雷电是发生在因强对流而形成的雷雨云中和云地之间的强烈放电现象。自然界的雷击主要有直接雷击和感应雷击两类。直接雷击声光并发,电闪雷鸣,老少皆知。它以强大的电流、炽热的高温、猛烈的冲击波等,击坏放电通道上的建筑物、输电线、击死击伤人、畜等。而感应雷击则悄然发生,不易察觉,后果严重。它是由于雷雨云的静电感应或放电时的电磁感应作用,使建筑物上的金属部件,如管道、钢筋、电源线、信号传输线路、天馈线等感应出与雷雨云电荷相反的电荷,造成放电,其主要通道是通过电源线、信号线、天馈线以及地电位反击等引入室内破坏电子设备。
    既然直击雷和感应雷击的侵害渠道不同,防护措施也就不同。防直击雷主要采用避雷针、避雷带(网)等传统避雷装置,只要设计规范,安装合理,这些避雷设施便能对直击雷进行有效的防御。但是无论多么完善的避雷针(带),对感应雷击都无能为力,因为感应雷击是由于电子、电气设备的电源线、信号线和天馈线等招引而致,加之有的系统屏蔽差以及没有采取等电位连接措施、综合布线不合理、接地不规范造成地电位反击等,因而感应雷击及雷电电磁脉冲的入侵很容易损坏相应的电子、电气设备。当今信息社会电子设备大量应用,特别是电子计算机技术和微波通信技术日益普及,感应雷击的危害明显增加,仅靠避雷针防雷已远远不能满足电子、通信、微电子设备防雷击的实际需求。
    为了适应这种需要,近年来防雷也由简易避雷针防直击雷发展到综合防雷工程的新阶段。防雷工程是一个系统工程,它包括直击雷的防护、等电位连接措施、屏蔽措施、规范的综合布线、感应雷击及雷电电磁脉冲(LEMP)的防护、完善合理的接地及地网系统六个部分组成。在一个完善的防雷系统工程中(特别是微电子设备的防雷工程)缺一不可。如果一个环节考虑不周,不但起不到防雷作用,还有可能引雷入室而损坏设备。
    因此,我们既要防止直接雷击——依靠合格的避雷针(带)系统,也要防止感应雷击—采用完善的综合防雷手段和安装避雷器(SPD)系统,二者有机结合,相互补充,构成一套完整的防雷体系,这就是现代防雷的新理论—综合防雷技术。只有这样,才能有效地防止雷击事故,减少雷击灾害。
    信息系统设备种类多、线路多、要求特殊、属实时运行系统,除了有暴露在室外各类专用收、发信天线等设施外,还有非常集中的各类弱电设备,这既应防御直接雷击的危害,又需防止感应雷击的侵袭。因此,信息系统的防雷应按照:“综合治理、整体防御、多重保护、层层设防、经济实用、安全可靠的基本原则,进行综合防护”。只有这样才能有效地防止雷击事故的发生,从而减少和避免雷击造成的危害,以保护设备的正常运行,保障工作顺利进行。

二、方案设计依据的标准
   GB50057—94 《建筑物防雷设计规范》
   99D562 《建筑物防雷设计安装图集》
   GB50174—93 《电子计算机机房设计规范》
   GB9361—88 《计算机机房场地安全要求》
   IEC61312 《雷电电磁脉冲的防护》
   YDJ26-89 《通讯局(站)接地设计暂行技术规定(综合部份)》
   GB50169-92 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

三、环境分析及防雷现状
    工厂所在地区年雷暴日为34.2日,为中雷区。厂区有办公、厂房等大楼多栋,同时拥有大量先进电子监控、安防设备。按防雷规范,应该设计综合防雷方案,采取全面综合的防雷措施。一般电子设备的综合防雷措施包括建筑物直击雷防护、设备直击雷防护、电源部分防雷、信号部分防雷、天馈线防雷、室内设备接地及等电位连接、室外地网及等电位连接、电磁屏蔽以及防干扰等多种措施。此处根据建设方的要求先期只对监控系统设计雷电防护方案。所以,本次设计主要包含感应雷防护、室内设备接地以及等电位连接、室外地网等几个方面。

四、解决方案
    安保系统分为3个区,都是通过前端的摄像机视频信号通过同轴电缆传输至各光纤集中点,再通过光纤线路将信号传输到保卫处控制中心,再进行视频分配。同时,整个视频系统通过局域网络实现远程监控。控制中心机房设在2区。由于整个系统分布广阔、线路较长、很容易遭受感应雷袭击损坏设备,所以,传输线路两端的设备,包括摄像头部分、分机房光端机部分、局域网远程访问等部分是雷电防护的重点部分,每部分功能设备都必须采取电源防雷、信号防雷、接地等措施,以策安全。
1、设备直击雷防护:监控系统多数位于室内,不考虑直击雷防护;部分摄像头位于室外,设备安装方在架设时都已安装避雷针,此处不作设计。
2、机房电源防雷:供电都由总配电室分配到各个功能单元配电柜,再由配电柜分配到各机房使用。由于电源系统是防雷的重点,此处必须采用三级电源保护。其中,总配电室宜安装1台通流量大的电源防雷器对进入室内的电源进行第一级防雷安全保护,实际已经安装。在各功能单元分配电柜各安装一套通流量为60KA的电源防雷器,作为电源系统的第二级防护;在机房配电箱或插座取电处各安装一台通流量为20KA的电源防雷器,作为电源系统的第三级防护;以上构成三级防护,可靠保护设备的用电安全。
3、监控设备防感应雷及雷电波入侵: 
3.1摄像头的防雷:摄像头分为旋转摄像头和固定摄像头,各个摄像头到分机房光端机前端通过屋檐下架空等方式布线,长度最短30余米,最长700余米。除少数摄像头分布于室外,大多数分布于室内走廊及办公室。其中,旋转摄像头到分机房的接线包括视频同轴电缆、电源线路、信号控制线路三组线,固定摄像头到分机房的接线包括视频同轴电缆、电源线路两组线。为了确保摄像头以及与之连接的光端机、电源设备、信号控制设备的安全,设备除采取有效可靠的接地措施外,必须加装SPD保护,其中,重点保护户外孤立摄像头及与其相连接的机房设备。
3.2分机房及光纤防雷
分机房作为监控系统的传输枢纽,多组工作线路从户外引入,设备供电采用普通墙面插座供电,为了确保设备的安全,此处必须对进出线路进行规范接地,并在摄像头线路引入出设置SPD保护,光纤引入出必须将金属加强筋可靠接地。同时,分机房设备供电采用三级防雷保护,防止雷电流由供电线路进入损坏设备。
3.3控制中心及安防部分局域网防雷
控制中心机房作为整个安保系统的核心点,其设备的安全运行至关重要。除了良好的接地外,电源、信号、室外直接引入线、局域网络访问系统都必须进行可靠的防雷保护。
3.4红外系统的防雷
红外系统防雷包含供电和信号反馈两个部分。其中,供电部分由中心机房直接引出,此处为防止雷电流反窜,必须设置SPD保护,信号反馈线路直接引入中心机房,为防止其报警等设备遭受雷击,必须设置SPD保护。
4、室内设备接地及等电位连接:公司很多机房都使用了电子仪器,设备自身必须进行良好的接地,同时保护设备的防雷器也必须可靠接地。为此,系统很多需要接地的分机房需要进行室内接地改造,进行接地和等电位连接。对于有接地且满足接地要求≤4Ω的机房,只将设备与地网连接即可,对于未做接地或接地不满足要求的地方且需要重新做接地系统。
5、室外地网:目前中心机房室外地网经测试,电阻值小于4Ω。对于其余机房和室外无接地摄像头,则全部重新做接地。接地电阻小于4Ω。
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