1、安防监控系统防雷工程设计施工,四川兰电防雷有限公司 游 建 国,安防监控系统防雷工程设计施工,概 述 安防监控系统构成、分类 防雷方案设计说明 防雷设计依据 综合防雷方案设计 安防监控系统防雷产品选用及 施工要点/常见问题/注意事项,一. 概 述,众所周知，雷电具有极大的破坏性，其电压高达数百万伏，瞬间电流可高达数十万安培。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
2、类过电压却是破坏大量电子设备的罪魁祸首。每年各种通讯控制系统或计算机网络系统因雷击而受破坏的事例屡见不鲜。 随着社会的进步，人民生活水平不断提高，社会经济越趋活跃，对“安全”的需求越高，安防监控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(监狱)、各种小区、公共场所、库房管理等各行各业中的应用越来越普遍。同时，安防监控系统自身的安全性也成为一个新的、重要的问题。,现代的安防监控产品均系微电子化产品，这些监控设备具有高密度、高速度、低电压和低功耗等特性。其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，这就使得监控系统设备极易遭
3、受雷击/过电压破坏，其后果可能会使整个监控系统运行失灵，并造成难以估计的经济损失和安全方面的风险。为了能准确、有效地提供安防监控系统的防雷解决方案，我们首先应准确了解安防监控系统的系统构成,进而准确分析安防监控系统遭受雷击损害的主要原因以及可能的雷击过电压的入侵途径。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。有效提高安防监控系统的抗雷击过电压干扰能力，优化系统的整体防雷水平。,二. 安防监控系统构成、分类,安防监控系统的构成 安防监控系统的分类,1.安防监控系统的构成,安防监控系统，一般由以下三部分组成：前端
4、部分：主要由黑白（彩色）摄像机（外置云台枪型摄像机、内置云台球型摄像机、普通摄像机）、防护罩、支架等组成。 传输部份：使用同轴电缆、电线、多芯线，采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输音频、视频、控制信号和馈送交、直流电源等。 终端部分：主要由控制设备、画面分割器、监视器、录像存储设备等组成。,2.安防监控系统的分类,依传输部分的传输方式分类，安防监控系统主要分为如下几类：1)同轴电缆传输监控系统：雷电防护重点在于传输电缆的两端线路接口防护及传输电缆自身的保护；2) 双绞线传输监控系统：雷电防护重点在于，前端及终端的电源防护及双绞线接口防护；3) 光缆传输监控系统：雷电防护重点在于，前端及终端的电
5、源防护及光缆自身屏蔽铠层及加强筋的防护；4)微波传输监控系统：防护重点在于，前后两站无线设备的自身直击雷防护。,三、防雷方案设计说明,方案设计说明 安防监控系统遭受雷击损害的主要原因,1.方案设计说明,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阻拦在外，将因雷击而使内部设
6、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。 雷电对电气设备的影响，主要由以下四个方面造成： 直击雷；传导雷； 雷电感应；开关过电压,直击雷：雷电直接击中建筑物，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
7、分配比例会随着建筑物内的布线状况和管线结构而变化。,传导雷（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邻近建筑物的内部设备形成地电位反击。,雷电感应（雷电波感应）：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，LEMP 在上述有效范围内，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
8、、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痪后造成间接的损失更是惊人。,2.安防监控系统遭受雷击损害的主要原因,1)直击雷雷电直接击中露天的摄像机上，直接损毁设备；雷电直接击在线缆上，造成线缆熔断、损坏。 2)雷电侵入波安防监控系统的电源线、信号传输线或进入监控室的其它金属线缆遭到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线/导体侵入设备，导致高电位差使设备损坏。,3)雷电感应电磁感应：当附近区域有雷击闪络时，在雷击落实通道周围会产生强
9、大的瞬变电磁场。处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电动势，以致损坏、损毁设备。静电感应：当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上会感应出与雷云相反的束缚电荷。这种感应电荷在低压架空线上可达100kv静电电位，信号线路上可40-60kv静电电位，一旦雷云放电后，束缚电荷迅速扩散，即引起感应雷击。电磁感应和静电感应引发的雷击现象均称为感应雷，又称二次雷。它对设备的损害没有直击雷来的猛烈，但它要比直击雷发生的机率大得多，有统计显示，感应雷击约占现代雷击事故的80%以上。,四、防雷设计依据,建筑物防雷设计规范 GB50057-94(2000版) 建筑物电子信息系统技术规范 GB
10、50343-2004 民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-92 计算站场地安全要求 GB9361-88 电子计算机机房设计规范 GB50174-93 计算机信息系统防雷保安器 GA173-1998 雷电电磁脉冲的防护 IECI312 微波站防雷与接地设计规范 YD 201193 通信局（站）接地设计暂行技术规定 YDJ26E9 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB501981994,五、综合防雷方案设计,前端设备的防雷传输线路的防雷终端设备的防雷,1.前端设备的防雷,1)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（如室内地下停车场），但需考虑防止雷电过电压对设备
11、的侵害，而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。2)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。当摄像机独立架设时，避雷针最好距摄像机34米的距离。如有困难避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上，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。3)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雷器，如电源线（220V或DC12V）、视频线、信号线和云台控制线。,4)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
12、距离大于15米，则摄像机端还应串接低压直流避雷器。5)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。6)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。 具体保护措施-防雷器的安装： 在带云台摄像枪的前端安装：每枪配置电源、视频、控制线路三合一组合式防雷器1套。 在不带云台摄像机的前端安装：每枪配置电源、视频线路二合一组合式防雷器1套。,2.传输线路的防雷,1)CCTV系统主要是传输信号线和电源线。室外摄像机
13、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。2)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。3)GB501981994规定民用闭路监视电视系统工程技术规范，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。,4)从防雷角度看，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
14、大器输入端的信号源和电源均应分别接入合适的避雷器。5)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。,3.终端设备的防雷,1)在CCTV系统中，监控室的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、等电
15、位连接和电涌保护多方面进行。2)监控室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。3)进入监控室的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时，在入户处应加装避雷器，并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。,4)监控室内应设置一等电位连接母线（或金属板），该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止危险的电位差。各种电涌保护器（避雷器）的接地线应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。5)由于有80雷击高电位是从电源线侵入的，为保证设备安全，一般电源上应设置三级避雷
16、保护。在视频传输线、信号控制线，入侵报警信号线进入前端设备之前或进入中心控制台前应加装相应的避雷保护器。6)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。,监控中心机房具体保护措施-防雷器的安装：在监控中心机房大楼电源总配电柜的进线端，安装通流容量100KA电源防雷器1套。作为监控中心机房设备电源第一级防护。 在监控中心机房的220V电源的电源进线端，安装通流容量40KA电源防雷器1套，作为监控中心机房设备电源第二级防护。 在监控中心机房各终端设备设备的前端，安装通流容量10KA电源插座式
17、防雷器套，作为监控中心机房内各终端设备电源第三级的防雷防护。 在距阵主机、视频分割器的视频线路接入端，安装视频信号防雷器，作为监控中心机房内视频连接端口的防雷保护。 在距阵主机、视频分割器的控制线路接入端，安装控制信号防雷器，作为监控中心机房内控制连接端口的防雷保护。,六、安防监控系统防雷产品选用及 施工要点/常见问题/注意事项,1.电源避雷器的选择和应用原则 2.接地汇集线的布置 3.接地网 4.线路敷设应注意的问题 5.光纤通讯线路的防护 6.其它注意事项、维护要则,1.电源避雷器的选择和应用原则,1)考虑到电源负荷电流容量较大，为了安全起见及使用和维护方便，数据通信电源系统的多级防雷，原
18、则上均选用并联型电源避雷器。2)残压特性是电源避雷器的最重要特性，残压越低，保护效果就越好。但考虑到我国电网电压普遍不稳定、波动范围大的实际情况，在尽量选择残压较低的电源避雷器的同时。还必须考虑避雷器有足够高的最大连续工作电压。如果最大连续工作电压偏低，则易造成避雷器自毁。3)电源避雷器必须具有阻燃功能，在失效、或自毁时不能起火。,4)电源避雷器必须具有失效分离装置（热脱扣），在失效时，能自动与电源系统断开，而不影响通信电源系统的正常供电。5)避雷器的连接导线连接应符合规范要求，并尽可能短（引线长度不宜超过1.0m）。当引线长度超过1.0m时，应加大引线的截面积;引线应紧凑并排或绑扎布放。6)
19、避雷器的接地：接地线应使用尽可能大的多股铜导线，并尽可能就近与交流保护地汇流排、或总汇流排、接地网直接可靠连接。7)信号避雷器应选用响应时间快的产品；8)视频信号防雷器有进出端之分，不能接反；9)当室外摄像机安装避雷器没有空间时，可将避雷器安装在一盒子里，但应做好防水处理。,2.接地汇集线的布置,接地汇集线（汇流排）应布置在靠近避雷器的地方，以使避雷器的接地连接线最短，各楼层的分汇集线应直接与楼底的总汇集线相连，这样能保证实现单点接地方式，当楼层高于30米时，高于30米部分的分汇集线应与建筑物均压环相连，以防止侧击。,3. 接 地 网,一般独立于监控机房所在建筑物的前端设备均须设有独立接地。但
20、在此需要特别指出的是：无论前端还是终端设备接地系统，如果距离小于20米的情况，两个接地系统之间应做等电位连接。框架结构的建筑应采用建筑物基础钢筋做接地体。若监控机房需要做单独接地网时，也应与建筑物基础连接。（最好做成联合地网）。,4.线路敷设应注意的问题,许多布线人员，因对防雷知识了解有限，或者图简单方便，习惯于将户外走线线路与建筑物避雷带、引下线相互捆绑，方便了工程施工与美观的同时，也带来了防雷安全隐患。这一点是值得重视和注意的。为减小雷害风险，任何导线/金属线路均应尽可能避免与直击雷防护系统平行捆扎，而应依有关规范要求合理布线。,5.光纤通讯线路的防护,一般来讲，光纤线路不必加装防雷电浪涌
21、保护装置，因为光纤线路本身不属于导体，也就不会感应/传递过电压浪涌。这一点许多人知道，但常常容易被忽视的是光纤线缆的防雷保护，从而导致一些雷电过电压闪络，损坏设备的情况发生，其发生的主要原因是，光纤线缆一般有金属加强筋和金属铠层用于保护光纤线缆，光纤本身虽不会感应和传递过电压，但其金属加强筋和金属铠层却极易感应、传递雷击过电压，必须给予妥善处理，即在光纤进户端务必做好的效的接地保护。,6.其它注意事项、维护要则,防雷设计应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律以及被保护物的特点等基础上，详细研究防雷装置的形式及其布置。 在具体工程中，防雷设备安装位置及设备选型均应由专业人员根据实际情况选定。 应采用技术和质量均符合国家标准的防雷设备、器件、器材，避免使用非标准防雷产品和器件。 避雷针体、避雷带、支架、接地引下线、接地体、连接线等部件，均应采用热镀锌等方法，有效防止锈蚀。 应定期检查防雷器的使用情况，发现有损坏、老化的情况应及时更换。,谢谢,
