1、关于智能化系统避雷的报告一、智能化防雷的重要性随着社会的发展进步，人民生活水平的不断提高，社会经济越趋活跃，对“智能化”的需求越来越高，智能化系统得到了更为广泛的普及应用。在高速公路、金融系统、军事单位、交通监控、重要处所、各种小区、公共场所、库房管理、别墅等各行各业中的应用越来越普遍。同时，智能化系统自身的安全性也成为一个新的、重要的问题。现代的智能化产品均系微电子化产品，这些设备具有高密度、高速度、低电压和低功耗等特性。现代社会中电子设备的数量和规模不断扩大，它们对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感，受到过电压特别是雷电袭击而受到损坏的可能性就大大
2、增加，这是由于以雷击中心 1.5km-2.0km 范围内都可能产生危险过电压，损坏线路上的设备；其后果可能使整个系统的运行中断，并造成难以估计的经济损失，雷电和浪涌电压成了电子化时代的一大公害。而且，气象法第三十一条：各级气象主管机构应当加强对雷电灾害防御工作的组织指导,并会同有关部门指导对可能遭受雷击的建筑物、构筑物和其他设施安装的雷电灾害防护装置的检测工作。安装的雷电灾害防护装置应当符合国务院气象主管机构规定的使用要求。国务院颁布的防雷减灾管理办法第三条说;防雷减灾工作，实行安全第一、预防为主、防治结合的原则。国标 GB50343 中 1.0.6 电子信息系统的防雷应根据环境因素、雷电活动
3、规律、设备所在雷电防护区和系统对雷电电磁脉冲的抗扰度、雷电事故受损程度以及系统设备的重要性，采取相应的防护措施。1.0.3 在进行建筑物电子信息系统防雷设计时，应根据建筑物电子信息系统的特点，将外部防雷措施和内部防雷措施协调统一，按工程整体要求，进行全面规划，做到安全可行、技术先进、经济合理。由广播电影电视局制定的 GB 50198-民用闭路监视电视系统工程技术规范中对防雷也提出相应规范和要求以上说明，防雷电的袭击，保障智能化系统的安全有效运行，减少灾害非常重要，但对于我们工程技术人员，对我们具体的系统项目来说; 我们能够怎么去做才是最重要的。防雷器（SPD）是在最短时间（纳秒级）内将被保护线
4、路连入等电位系统中，使设备各端口电位相等，同时释放系统中因雷击而产生的大量脉冲能量，并短路泄放到大地，降低设备各接口端的电位差，从而保护线路上用户的设备。对系统设备而言，电源线路和信号线路是雷电袭击产生过电压并传导的两条主要通道，因此防雷可分建筑物防雷、电源系统防雷和信号系统防雷。为了能够准确、有效地提供智能化系统的防雷解决方案，我们首先应准确分析系统遭受雷击损害的主要原因以及在当前防雷保护中存在的问题。在此基础上，选用合适的防雷保护装置，研究和探讨信号、电源线路的合理布放，明确屏蔽及接地方式，方可给出准确的、系统的防雷解决方案。有效提高智能化系统的抗雷击过电压干扰能力，优化系统的整体防雷水平
5、。以上是正规的说法，但我个人认为还有一些重要性：如果被雷打坏，维修很麻烦，几乎等于重做一遍。作为工程师，十分没面子。对公司的形象和声誉有巨大的损害。二、雷电对智能化系统的损害的主要原因直击雷：雷电直接击中监控中心或监控点，雷电的不到 50%的能量将会从引下线等外部避雷设施泄放到大地，其中接近 40%的能量将通过建筑物的供电系统分流，其中 5%左右的能量通过建筑物的通信网络线缆分流，其余的雷击能量通建筑物的其他金属管道、缆线分流。这里的能量分配比例会随着建筑物内的布线状况和管线结构而变化。雷电波侵入：在更大的范围内（几公里甚至几十公里），雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。其中
6、地电位反击也是传导雷中的一种：雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面，导致地电压升高，并在周围形成巨大的跨步电压。雷电可能通过接地系统或建筑物间的线路入侵雷电延建筑物内部设备形成地电位反击。雷电感应：在周围 1000 公尺左右范围内（有资料为 500 公尺或 1500 公尺，距离应随着雷击大小和屏蔽措施而变化）。发生雷击时，在所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。因此分布于建筑物内外的各种电力、信息线路将会感应雷电而对设备造成危害。随着现代高科技的发展，精密仪器，通讯设备，数据网络的应用越来越广泛，因而雷电感应造成的雷击事故也越来越多，除直接造成了巨大的经济损失外，因重要设备损坏使系统网络陷入瘫
7、痪后造成间接的损失更是惊人。直击雷的击损设备和机率很低真正对伤害在于雷电感应和雷电波侵入。三、工程中存在的问题大多数人对雷电防护的认识仍处在传统的直击雷的防护阶段，对现代雷电防护并没有清晰的认识，对电子设备遭受雷击的原因并不清楚。而这直接影响着工程设计人员对防雷措施的设计思路。目前，世界上各种建筑、设施大多数仍在使用传统的避雷针防雷。用避雷针防止直接雷击实践证明是经济和有效的。但是，随着现代电子技术的不断发展，大量精密电子设备的使用和联网，避雷针对这些电子设备的保护却显得无能为力。避雷针不能阻止感应雷击过电压、操作过电压以及雷电波入侵过电压，而这类过电压却是破坏大量电子设备的罪魁祸首。雷电感应
8、可通过两种不同的感应方式侵入导体，一是静电感应：在雷云中的电荷积聚时，附近的导体也会感应上相反的电荷，当雷击放电时，雷云中的电荷迅速释放，而导体中原来被雷云电场束缚住的静电也会沿导体流动寻找释放通道，就在电路中形成电脉冲，在低压架空线路上可达 100kv，信号线路上可 4060kv。二是电磁感应：在雷云放电时，迅速变化的雷电流在其周围产生强大的瞬变电磁场，在其附近的导体中产生很高的感生电动势。研究表明：静电感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌，它对设备的损害没有直击雷来的猛然，但它要比直击雷发生的机率大得多。雷电感应可以通过电力电缆、视频线、网络线和天馈线等侵入，由于电力电缆、数据线路的
9、距离长且对雷电波的传输损耗小，所以由电源线路的感应雷造成的危害十分突出，按原邮电部的统计雷电感应约占现代雷击事故的 80%以上。因此，对视频监控系统设备进行防护时，雷电感应的防护是重点。因此，在现代雷电防护中，电源和信号的浪涌保护尤为重要，它直接关系到智能化系统的安全性和有效性，而这恰恰是人们既易忽略的。最明显的问题：甲方对系统的防雷认识不足.投入资金太小.设计不够全面。地质条件太差。四、具体防雷措施在防雷工程项目中，会遇很多问题，首先，最重要的就是资金投入问题,他直接关系到工程方案的总体设计和防雷保护程度。而这些又关系到智能化系统整体的安全和运行状况。对于工程技术人员来说，在资金投入不足的状
10、况下，就应将国家的相关法规规范、雷电对系统的危害向系统使用方讲明，以得到系统使用方的资金支持。在资金投入不足时，我们就应对工程以按照系统的遭受雷电的机率和设备的重要程度予以有所重点的防护。首先，我们应对雷电防护的整体思路有所认识：系统防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面:外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。通过在需要保护设备的前端安装合适的避雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流
11、阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。避雷带、引下线（建筑物钢筋）和接地等构成的外部防雷系统，主要是为了保护建筑物本体免受雷击引起的火灾事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止感应雷和其他形式的过电压侵入设备造成损坏，这是外部防雷系统无法保证的。由此可见，在资金不足情况下，我们应首先考虑雷电感应的防护即相应的浪涌保护措施。就是对（1）机房中心在智能化系统中， 防雷最为重要，因为A 从经济上讲，设备庞大精密，尤为昂贵。B 从作用上讲，系统的中枢神经或枢纽中心更重要。C 从危害程度上讲，它的线路更为复杂，更易遭受雷电的损坏。因此，在所有系统中处于第一
12、优先措施。应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和浪涌保护多方面进行。A、浪涌保护系统中心内的浪涌保护就是通过对进入机房的各个电源，数据信号线路进行过电压防护，将其进行等电位连接，从而起到保护设备的作用。从保护方式，我们可以将其分电源保护和信号保护为两个部分。从用途上，可分为机柜供电部分和监控后端部分。电源分三相或单项两种供电方式，电源电缆分穿钢管屏蔽、直埋或架空三种进线形式，电源配电箱一般安装在监控室墙壁上，电源 1、 2 级避雷器安装在配电箱内或外部。电源进线如是穿钢管埋地引入可只装一级避雷保护。如直埋进线可根据雷害危险程度和设备重要性安装一至二级避雷保护。如架空进线则需安装两级以上避雷保
13、护设置。电源架空引入机柜：电源线架空引入机柜时，电源系统必须设置三级避雷保护，且第一级如采用限压型的避雷器其雷电通量应80 KA(8/20)，如采用开关型的避雷器其雷电通量应15 KA(10/350)。以上避雷器用于三相总电源进线处，且在零线重复接地的情况下。、电源埋地穿钢管引入监控室：电源系统可设置一至二级避雷保护，且第一级选用限压型的避雷器要求雷电通量40 KA(8/20) 即可。如已安装第一级此处可作为电源系统第二级避雷保护。避雷器安装在监控室配电箱三箱电源总进线处。电源系统的末级避雷保护对于已经安装了前级电源避雷器的监控室，应对终端用电设备实施精细防护，将供电入口避雷器的剩余浪涌能量进
14、行更完善的吸收，对于瞬态过电压具有极好的抑制作用，以达到完全消除微小瞬态过电压的目的。选用模块式电源避雷器或电源防雷插座，限制电压可以达到小于1.5KV 和限制电压小于 1KV 。对于室内有空气开关的设备可在空开处安装末级防雷模块，如室内电源取自墙壁插座，可在用电设备电源插座处使用一个防浪涌保护插线板。 、机柜对前端设备的供电防雷：监控室对前端设备集中供电的电源引出线应加装避雷器，根据电源线的输出电压选择避雷器的型号。雷电通量为 20 KA(8/20)即可、进出机柜的通讯线：一般情况下前端有多少台设备，后端就有多少条通讯线进入机柜，系统避雷器的数量是同进入机柜的数量相等的。但有的系统采用光缆传
15、输，所以就不需要安装防雷器了。在视频传输线进入硬盘录像机或其他设备前加装同轴视频信号避雷器，每一路加装一支。、进出监控室的控制线：云台控制信号线、数据采集器通讯信号线或其他通讯信号线一般都是 485 线，信号线在控制柜内都有相应的接线端子，在接线端子前先串入信号避雷器再接设备，可以有效的防止浪涌电压对设备的损毁，控制信号避雷器每路加装 1 支。B、等电位连接：系统内设置一等电位连接母排，该等电位连接母排应与 PE 线、设备保护地等连接到一起，防止危险的电位差。各种避雷器的接地线应以最直和最短的距离与等电位母排进行连接。C 、防雷电波侵入：所有进入系统的电缆均应埋地引入。金属穿线管在进入机柜前应
16、与地网连接。如采用架空线引入室内其金属吊线或金属物全要接地。D 、直击雷防护：智能化系统所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网。其防直击雷措施应符合 GB5005794 中有关直击雷保护的规定。良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于 4。采用综合接地网时，其接地电阻不得大于 1。（2）前端设备的防雷a) 前端设备有室外和室内安装两种情况，安装在室内的设备一般不会遭受直击雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害，而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。b)为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避
17、雷器，如电源线（220V 或 DC12V）、视频线、信号线和云台控制线。摄像机的电源一般使用 AC220V 或 DC12V。摄像机由直流变压器供电的，单相电源避雷器应串联或并联在直流变压器前端，如直流电源传输距离大于 15 米，则摄像机端还应串接低压直流避雷器。信号线传输距离长，耐压水平低，极易感应雷电流而损坏设备，为了将雷电流从信号传输线传导入地，信号过电压保护器须快速响应，在设计信号传输线的保护时必须考虑信号的传输速率、信号电平，启动电压以及雷电通量等参数。c)前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。当天线独立架设时，避雷针最好距天线 34 米的距离。如有困难
18、避雷针也可以架设在天线的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用 8 的镀锌圆钢。为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。d) 室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于 4，高土壤电阻率地区可放宽至 10。（3 ）传输线路的防雷a) CCTV 系统主要是传输信号线和电源线。室外摄像机的电源可从终端设备处引入，也可从监视点附近的电源引入。b) 控制信号传输线和报警信号传输线一般选用芯屏蔽软线，架设（或敷设）在前端与终端之间。c) GB501981994 规定，传输部分的线路在城市郊区、乡村敷设时，可采用直埋敷设方式。当条件不充许时，可采用通信管道或架空方式，此时规定了传
19、输线缆与其它线路其它线路其沟的最小间距和与其它线路共杆架设的最小垂直间距。d) 从防雷角看，直埋敷设方式防雷效果最佳，架空线最容易遭受雷击，并且破坏性大，波及范围广，为避免首尾端设备损坏，架空线传输时应在每一电杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入合适的避雷器。e) 传输线埋地敷设并不能阻止雷击设备的发生，大量的事实显示，雷击造成埋地线缆故障，大约占总故障的 30左右，即使雷击比较远的地方，也仍然会有部分雷电流流入电缆。所以采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管的电气连通。对防护电磁干扰和电磁感应非常有效，这主要是
20、由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。如电缆全程穿金属管有困难时，可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入，但埋地长度不得小于 15 米，在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。（4）、接地系统。接地系统应综合考虑各智能化中心直击雷防护的地电位反击问题，由于设备比较分散，接地装置可以利用建筑物的自然接地体，对于比较小的安防系统可以采用集中供地，用 16 平方多股铜线或镀锌扁钢将中控室的接地或其它符合要求的地线引到前端设备处，也可以利用传输线上的屏蔽钢管做地线（壁后3mm），要保持良好的电气导通，对于距离比较近的前端设备可以采用共地等办法。有的摄像机处根本不具备做接地的条件，这种情况也可以在传输线进入这个区域之前先加装 SPD 并接地，然后传输线穿金属管或用铠装电缆敷设至前端设备，如能埋地敷设效果更好。根据国家有关规范要求，接地电阻要小于 4。总面言之对于智能化系统来说，采取有效的措施可以有效降低雷电对设备的损坏，提高系统的安全性从而起到造福社会的作用。
