安防監控系統防雷設計方案
發(fā)布時(shí)間：2019-05-05 點(diǎn)擊量：4483
安防監控系統防雷設計在實(shí)際應用中很少用到，但是這是很重要的一方面，尤其室外監控系統，雷電天氣常出現的地方更應做防雷設計。 一、概述 我們首先應準確了解安防監控系統的系統構成，進(jìn)而，準確分析安防監控系統遭受雷擊損害的主要原因以及可能的雷擊過(guò)電壓的入侵途徑。在此基礎上，選用合適的防雷保護裝置，研究和探討信號、電源線(xiàn)路的合理布放，明確屏蔽及接地方式，方可給出準確的、系統的防雷解決方案。有效提高安防監控系統的抗雷擊過(guò)電壓干擾能力，優(yōu)化系統的整體防雷水平。 二、安防監控系統構成、分類(lèi)及雷電防護概述 安防監控系統，一般由以下三部分組成： 前端部分：主要由黑白(彩色)攝像機、云臺、防護罩、支架等組成。 傳輸部分：使用同軸電纜、電線(xiàn)、雙絞線(xiàn)，采取架空、地埋或沿墻敷設等方式傳輸音頻、視頻、控制信號和饋送交、直流電源等。 終端部分：主要由控制設備、畫(huà)面分割器、監視器、錄像存儲設備等組成。 安防監控系統的防雷分類(lèi) 依傳輸部分的傳輸方式分類(lèi)，安防監控系統主要分為如下幾類(lèi)： A.同軸電纜傳輸監控系統：雷電防護重點(diǎn)在于傳輸電纜的兩端線(xiàn)路接口防護及傳輸電纜自身的保護； B.雙絞線(xiàn)傳輸監控系統：雷電防護重點(diǎn)在于，前端及終端的電源防護及雙絞線(xiàn)接口防護； C.光纜傳輸監控系統：雷電防護重點(diǎn)在于，前端及終端的電源防護及光纜自身屏蔽鎧層及加強筋的防護； D.微波傳輸監控系統：防護重點(diǎn)在于，前后兩站無(wú)線(xiàn)設備的自身直擊雷防護。 安防監控系統遭受雷擊損害的主要原因 2.1直擊雷 A.雷電直接擊中露天的攝像機上，直接損毀設備； B.雷電直接擊在線(xiàn)纜上，造成線(xiàn)纜熔斷、損壞。 2.2雷電侵入波 安防監控系統的電源線(xiàn)、信號傳輸線(xiàn)或進(jìn)入監控室的其它金屬線(xiàn)纜遭到雷擊或被雷電感應時(shí)，雷電波沿這些金屬導線(xiàn)/導體侵入設備，導致高電位差使設備損壞。 2.3雷電感應 電磁感應：當附近區域有雷擊閃絡(luò )時(shí)，在雷擊落實(shí)通道周?chē)鷷?huì )產(chǎn)生強大的瞬變電磁場(chǎng)。處在電磁場(chǎng)中的監控設備和傳輸線(xiàn)路會(huì )感應出較大的電動(dòng)勢，以致?lián)p壞、損毀設備。 靜電感應：當有帶電的雷云出現時(shí)，在雷云[敏感詞]的建筑物和傳輸線(xiàn)路上會(huì )感應出與雷云相反的束縛電荷。這種感應電荷在低壓架空線(xiàn)路上可達100kV靜電電位，信號線(xiàn)路上可40-60kV靜電電位，一旦雷云放電后，束縛電荷迅速擴散，即引起感應雷擊。 電磁感應和靜電感應引發(fā)的雷擊現象均稱(chēng)為感應雷，又稱(chēng)二次雷。它對設備的損害沒(méi)有直擊雷來(lái)的猛烈，但它要比直擊雷發(fā)生的機率大得多，有統計顯示，感應雷擊約占現代雷擊事故的80%以上。 2.4地電位反擊 直擊雷防護裝置(避雷針)在引導強大的雷電流流入大地時(shí)，在它的引下線(xiàn)、接地體以及與它們相連接的金屬導體上產(chǎn)生非常高的瞬時(shí)電壓，對周?chē)c它們靠得近卻又沒(méi)與它們連接的金屬物體、設備、線(xiàn)路、人體之間產(chǎn)生巨大的電位差，這個(gè)電位差引起的電擊就是地電位反擊。這種反擊不僅足以損壞電器和設備，也可能造成人身傷害或火災爆炸事故。 三、設計依據 3.1 GB50057-94〈建筑物防雷設計規范〉 3.2 GB50174-93〈計算機房防雷設計規范〉 3.3 GB2887-89 〈計算站場(chǎng)地技術(shù)文件〉 3.4 GB9361-88 〈計算站場(chǎng)地安全要求〉 3.5 JGJ/T16-92 〈民用建筑電氣執行規范〉 3.6 GA173-1998 〈計算機信息系統防雷保安器〉 3.7 IEC1312〈雷電電磁脈沖的防護〉 3.8 IEC 61643 〈SPD電源防雷器〉 3.9 IEC 61644 〈SPD 通訊網(wǎng)絡(luò )防雷器〉 3.10 VDE0675〈過(guò)電壓保護器〉 3.11 GB50343-2004〈建筑物電子信息系統防雷技術(shù)規范〉 四. 防雷設計方案 根據第二條的分析,結合實(shí)際情況,參考[敏感詞]防雷規范,制定本設計方案. ?、偈彝庠O備保護 直擊雷防護:在室外攝象機的支撐桿上端,安裝一個(gè)小避雷針,高度要高于攝象機,避雷針的引下線(xiàn),可以直接利用金屬桿本身,還可以敷設人工引下線(xiàn),引下線(xiàn)連接到下端的地網(wǎng).地網(wǎng)的電阻要小于10歐姆. 攝象機的感應雷防護:在攝象機的電源,控制線(xiàn),視頻線(xiàn)路上分別安裝防雷器,可以采用三合一集中式防雷器。 ?、诒O控機房防雷保護: 在建筑物的總配電上安裝*級電源防雷器 ,作為整個(gè)建筑物的*級電源防雷保護. 在機房配電上安裝第二級電源防雷器,作為機房設備的第二級電源防雷保護. 在UPS電源前端,安裝第三級防雷器,保護UPS和其以后的設備. ?、劢拥叵到y 在室外的攝象機附近都要就近做一套接地網(wǎng),如果2個(gè)地網(wǎng)之間距離小于20米,2個(gè)地網(wǎng)要連接在一起.攝象機和避雷針的地網(wǎng)阻值要小于10歐姆. 監控機房的地網(wǎng)要小于4歐姆.考慮到接地空間的限制,可以采用高科技的接地模塊. 五、安防監控系統防雷解決方案要點(diǎn)、常見(jiàn)問(wèn)題、注意事項 直擊雷防護 雷電擊中露天的攝像機上，直接損毀設備;雷電直接擊在線(xiàn)纜上，造成線(xiàn)纜熔斷、損壞。直擊雷防護，是防雷保護不可或缺的重要基礎，是防雷保護不可忽視的組成部分。 (1)前端設備的直 安防監控系統前端設備有室外和室內兩種，安裝在室內的設備一般不會(huì )遭受直擊雷，而安裝于室外的設備，多數處于相對的開(kāi)闊地帶，直擊雷風(fēng)險較大，則必須考慮直擊雷防護問(wèn)題。 安防監控系統前端設備，如攝像頭等，應置于接閃器(避雷針或其它接閃導體)有效保護范圍之內。對于已經(jīng)處于其它接閃器或高層建筑原有接閃系統保護范圍之內的前端設備，一般可以不再另行考慮直擊雷防護；對于未處于任何接閃系統保護范圍之內的前端設備，則均應考慮直擊雷防護問(wèn)題。從技術(shù)經(jīng)濟的角度考慮，前端設備直擊雷防護安裝獨立避雷針不具備可行性，一般都采用將避雷針架設在攝像機的支撐桿上，引下線(xiàn)可直接利用金屬桿本身(也可采用Φ8的鍍鋅圓鋼或30×3鍍鋅扁鋼)，但為了防止電磁感應，沿桿引上攝像機的電源線(xiàn)和信號線(xiàn)應穿金屬管敷設，金屬管應可靠接地。 (2)傳輸線(xiàn)路的直擊雷防護 為了使傳輸線(xiàn)路免遭直擊雷的侵害，傳輸線(xiàn)路應盡量避免架空敷設，zui好是穿金屬管埋地敷設，金屬管的兩端應可靠接地。 (3)終端設備的直擊雷防護 終端設備機房(一般稱(chēng)監控機房)所在建筑物應采取防直擊雷的措施，可采用φ10的圓鋼(刷銀粉漆)在樓頂構筑避雷帶，另3.1.3終端設備的直擊雷防護終端設備機房(一般稱(chēng)監控機房)所在建筑物應采取防直擊雷的措施，可采用φ10的圓鋼(刷銀粉漆)在樓頂構筑避雷帶，另外用φ10的圓鋼做避雷帶支撐，支撐高度15cm，每隔1m設一支撐，并用40×4mm的鍍鋅扁鋼作為引下線(xiàn)與地網(wǎng)(地網(wǎng)電阻應小于10Ω)連接，引下線(xiàn)的間距應不大于25米。也可以采用避雷針作為防直擊雷的措施，用40×4mm的鍍鋅扁鋼作為引下線(xiàn)與地網(wǎng)連接，避雷針的高度、安裝位置應根據滾球法進(jìn)行計算。 防雷接地系統 所有防雷保護系統均應有可靠、有效的接地。接地系統亦是防雷保護的必要組成部分之一。安防監控系統前端、終端設備均應有良好的防雷接地，相應接地系統應符合規范要求。一般獨立于監控機房所在建筑物的前端設備均須設有獨立接地。但在此需要特別指出的是： 無(wú)論前端還是終端設備的接地系統，如果距離小于20米的情況，兩個(gè)接地系統之間應做等電位連接。 沿墻敷設應注意的問(wèn)題 許多布線(xiàn)人員，因對防雷知識了解有限，或者圖簡(jiǎn)單方便，習慣于將戶(hù)外走線(xiàn)線(xiàn)路與建筑物避雷帶、引下線(xiàn)相互捆綁。方便了工程施工與美觀(guān)的同時(shí)，也帶來(lái)了較大的防雷安全隱患。這一點(diǎn)是值得重視和注意的。為減小雷害風(fēng)險，任何導線(xiàn)/金屬線(xiàn)路均應盡可能避免與直擊雷防護系統平行捆扎，而應依有關(guān)規范要求。 交流電源防雷器的選用 對于安防監控系統的所有交流電源進(jìn)線(xiàn)端均作有效的防雷保護。并且應確保設備所處建筑物系有良好的防雷接地系統的，進(jìn)一步確認，所在建筑的雷電防護裝置是否使用適當。前端設備的交流電源進(jìn)線(xiàn)處應安裝相應的電源防雷器?？紤]到安防監控系統的電源系統一般都不是很規范，零、地之間一般都會(huì )有幾伏、十幾伏的電壓，有時(shí)甚至會(huì )有幾十伏的電壓，另外，在安裝單相電源防雷器的時(shí)候，安裝人員一般也不會(huì )注意區分零、火線(xiàn)，鑒于這種情況，我們建議選用單相電源防雷器時(shí)，盡量避免選用1+NPE保護模式的產(chǎn)品，因為如果NPE模塊上有交流電壓存在，在NPE模塊動(dòng)作時(shí)會(huì )產(chǎn)生工頻續流，使NPE模塊難以熄弧，造成NPE模塊燒壞。 進(jìn)入到監控機房的電源線(xiàn)應考慮三級防護，可在建筑物的總配電房的電源進(jìn)線(xiàn)處安裝一級電源防雷器，在監控機房所在樓層配電箱的電源進(jìn)線(xiàn)處安裝二級電源防雷器，在監控機房重要設備的電源進(jìn)線(xiàn)處安裝三級電源防雷器，在零、地電壓比較高的情況下，不建議采用3+NPE或1+NPE保護模式的電源防雷器。所有的防雷器應可靠接地。 安防監控系統的傳輸線(xiàn)路防護 統計數據資料表明，安防監控系統80%以上的雷害事故都是因為與系統相連的線(xiàn)路上感應的雷電侵入波過(guò)電壓造成的。因此，做好與系統相連的線(xiàn)路防護是整體防雷中不容忽視的一環(huán)。 zui安全的布線(xiàn)方式，應采取全程穿金屬管埋地敷設，同時(shí)，也請注意，金屬管兩端務(wù)必做有效接地。穿金屬管埋地敷設的傳輸線(xiàn)路，可以使雷電侵入波的幅值得到相當程度的衰減，從而降低設備遭受雷電侵入波損害的概率。實(shí)際工程中，很多情況下條件不允許時(shí)，可以全程穿金屬管架空走線(xiàn)；或者不作全程穿金屬管，但在電纜進(jìn)入監控機房和前端設備前務(wù)必穿金屬管埋地敷設，埋地長(cháng)度應不小于15米，在入戶(hù)端將電纜金屬外皮、金屬管與防雷接地有效連接。所有傳輸線(xiàn)路的兩端均應安裝相應的防雷器。 光纖通訊線(xiàn)路的防護 一般來(lái)講，光纖線(xiàn)路不必作加裝防雷電浪涌保護裝置，因為光纖線(xiàn)路本身不屬于導體，也就不會(huì )感應/傳遞過(guò)電壓浪涌。這一點(diǎn)許多人知道，但常常容易被忽視的是光纖線(xiàn)纜的防雷保護，從而導致一些雷電過(guò)電壓閃絡(luò )，損壞設備的情況發(fā)生。其發(fā)生的主要原因是，光纖線(xiàn)纜一般有金屬加強筋和金屬鎧層用于保護光纖線(xiàn)纜，光纖本身雖不會(huì )感應和傳遞過(guò)電壓，但其金屬加強筋和金屬鎧層卻極易感應、傳遞雷擊過(guò)電壓，必須給予妥善處理，即在光纖進(jìn)戶(hù)端務(wù)必做好接地保護。 視頻信號防雷的注意事項 視頻信號防雷，概念比較簡(jiǎn)單，但也常常出現因工作環(huán)節上的疏忽導致防雷保護失敗，同時(shí)導致視頻防雷自身遭到損壞。目前，市場(chǎng)上大部分信號防雷產(chǎn)品，一般采用兩級保護方式，前一級作為粗保護一般采用氣體放電管作為保護器件；后一級為細保護，一般采用TVS作為保護器件。如此一來(lái)，信號防雷器就必然有了前后之分，進(jìn)出端之分。因一般信號防雷電路采用的TVS的通流能力是非常有限的，如果前后級接反，一旦有過(guò)電壓浪涌進(jìn)來(lái)之后，TVS極易首先被擊穿，導致防雷器損壞/失效。而這一情況，在市場(chǎng)上時(shí)有發(fā)生。由于許多防雷公司業(yè)務(wù)人員對此問(wèn)題并不熟悉，在簽合同時(shí)往往容易忽視“陰入陽(yáng)出”與“陽(yáng)入陰出”區別；許多防雷工程公司的采購人員也容易忽視此問(wèn)題，只管下單采購“視頻信號防雷器”；zui后產(chǎn)品到了現場(chǎng)后，工程人員未仔細考慮、認真對待，只管能接上即可，zui終導致一些視頻信號防雷器接反的現象發(fā)生。深圳市天泰科技有限公司出品一款視頻防雷器，采用雙一級保護，可以有效預防上述問(wèn)題的發(fā)生。使“陰入陽(yáng)出”與“陽(yáng)入陰出”通用，減輕了銷(xiāo)售人員、采購人員的工作壓力，讓工作更加簡(jiǎn)單、更加方便，更加便于視頻防雷器的調配使用。 直流電源防護，控制線(xiàn)信號保護。 直流電源防護、控制線(xiàn)信號保護與視頻信號保護的常見(jiàn)問(wèn)題一致，所不同的是，直流電源防護、控制線(xiàn)信號保護，連接方式一般為壓接式，沒(méi)有“陰”“陽(yáng)”頭之分，也就不會(huì )出現上述的銷(xiāo)錯貨、購錯貨問(wèn)題。但現場(chǎng)工程人員必須注意，正確連接此類(lèi)防雷器。一般常用標識為：輸入(IN)、輸出(OUT)，或者：浪涌端、保護端，亦稱(chēng)之為：遠端、近端。換言之，輸入(IN)，即浪涌端，也稱(chēng)為遠端，應連接有遠程線(xiàn)路，容易引入雷電過(guò)電壓的一端；輸出(OUT)，即保護端，也稱(chēng)為近端，應連接被保護設備一端。
