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由于防雷廠家在電子信息系統(tǒng)的電磁兼容能力低,抗雷電電磁脈沖過電壓的能力十分脆弱,在閃電環(huán)境下的易損性較高,因此雷電已成為防雷廠家信息技術(shù)應(yīng)用中的一大公害。為了消除這一公害,在部分防雷廠家工程設(shè)計(jì)中雖然采用了各種防雷保護(hù)措施,但是其結(jié)果是:有的取得廠預(yù)期的防雷效果,保證了電子信息系統(tǒng)的安全;而有的則反遭雷擊,損失更大。其原因是對于電子信息系統(tǒng)的雷電防護(hù)工程,由于保護(hù)對象、保護(hù)重點(diǎn)、保護(hù)措施都與常規(guī)雷電防護(hù)截然不同,如不能正確地應(yīng)用各種防雷保護(hù)措施,必然會造成不良的后果。
(1)電子信息系統(tǒng)的防雷特點(diǎn)。電子信息設(shè)備不同于一般的電氣設(shè)備,因?yàn)殡姎庠O(shè)備具有較高的抗感應(yīng)脈沖過電壓的能力,而電子信息設(shè)備則截然不同,其原因有,
1)電子信息設(shè)備抗感應(yīng)脈沖過電壓的能力低,易受感應(yīng)脈沖過電壓的襲擊;電子信息設(shè)備是集計(jì)算機(jī)技術(shù)與集成微電子技術(shù)于一身的產(chǎn)品,隨著集成微電子技術(shù)的發(fā)展,芯片的尺寸越來越小,系統(tǒng)的信號電壓也越來越低,現(xiàn)已降到10V以下,有的已降到5V以下,這種產(chǎn)品的電磁兼容能力很差,很容易受感應(yīng)脈沖過電壓的襲擊。
2)電子信息設(shè)備受雷擊的概率較高;一般電氣設(shè)備主要是受直擊雷的危害,直擊雷的概率相對較低;而電子信息設(shè)備不但要受直擊的危害,而月還要受感應(yīng)雷的危害,而感應(yīng)雷的概率要比直擊霄高得多。因?yàn)楦袘?yīng)雷除由直擊雷產(chǎn)生外,還包括遠(yuǎn)處放電的電磁脈沖感應(yīng),而且直擊雷所產(chǎn)生的感應(yīng)雷的作用達(dá)數(shù)百米之遠(yuǎn),所以電子信息設(shè)備受閃電危害的概率較高。
3)電子信息系統(tǒng)是由信息采集、加工處理、傳輸、檢索等眾多環(huán)節(jié)組成的。由于系統(tǒng)環(huán)節(jié)多、接口多、線路長等原因,給雷電的耦合提供了條件。例如,一個(gè)信息系統(tǒng)不但有電源進(jìn)線接口,還有信號輸人/輸㈩接LJ、天線饋接㈠等。這些接口的線路較長,其符合閃電耦合的條件,是感應(yīng)脈沖過電壓容易侵入的原因,也是感應(yīng)脈沖過電壓波侵入的主要通道,所以電子信息系統(tǒng)的致命弱點(diǎn)是電磁兼容能力差,易受閃電的危害。
(2)前端設(shè)備的防雷。由于雷電波在線路上能感應(yīng)出較高的瞬時(shí)沖擊能量,因此要求網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備(包括消防報(bào)警設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)能夠承受較高能量的瞬叫沖擊,而目前大部分通信設(shè)備由于電子元器件的高度集成化而致耐過電壓、耐過電流水平下降,通信設(shè)備在雷電波沖擊下遭受過電壓而損壞的現(xiàn)象越來越多,其后果是可能造成整個(gè)通信系統(tǒng)的運(yùn)行中斷、消防系統(tǒng)失靈等。
1)前端設(shè)備有室外安裝和室內(nèi)安裝兩種情況,安裝在室內(nèi)的設(shè)備一般不會遭受直擊雷擊,
但需考慮防止雷電過電壓對設(shè)備的侵害,而室外的設(shè)備則同時(shí)需考慮防止直擊雷擊。
2)前端設(shè)備如攝像頭應(yīng)置于接閃器(避雷針‘或其他接閃導(dǎo)體)有效保護(hù)范圍之內(nèi),當(dāng)攝像機(jī)獨(dú)立架設(shè)時(shí),接閃桿最好距攝像機(jī)3~4m的距離。若達(dá)不到要求的距離,接閃桿也可以架設(shè)在攝像機(jī)的支撐桿上,引下線可直接利用金屬桿本身或選用‘8mm的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應(yīng),沿桿引向攝像機(jī)的電源線和信號線應(yīng)穿金屬管屏蔽。
3)為防止雷電波沿線路侵入前端設(shè)備,應(yīng)在設(shè)備前的每條線路上加裝合適的避雷器,如電源線(220V或DCl2V)、視頻線、信號線和云臺控制線。
4)攝像機(jī)的電源一般使用AC 220V或DCl2V。攝像機(jī)若由直流變壓器供電,單相電源避雷OS應(yīng)串聯(lián)或并聯(lián)在直流變壓器前端,若直流電源傳輸距離大干lSm,則攝像機(jī)端還應(yīng)串接低壓直流避雷器。
i)信號線傳輸距離長,耐壓水平低,極易感應(yīng)雷電流而損壞設(shè)備,為了將雷電流從信號傳輸線傳導(dǎo)人地,信號過電壓保護(hù)器須快速響應(yīng),在設(shè)計(jì)信號傳輸線的保護(hù)時(shí)必須考慮信號的傳輸速率、信號電平、啟動電壓及雷電通量等參數(shù)。
6)室外的前端設(shè)備應(yīng)有良好的接地,接地電阻小于4Q,高土壤電阻辜地區(qū)可放寬至<10tl。
(3)傳輸線路的防雷。
1)CCTV系統(tǒng)主要是傳輸信號線和電源線.室外攝像機(jī)的電源可從終端設(shè)備處引入,也可從監(jiān)視點(diǎn)附近的電源引入。
2)控制信號傳輸線和報(bào)警信號傳輸線一般選用屏蔽軟線纜,架設(shè)(或敷設(shè))在前端與終端之間.
3)GB 501982011規(guī)定,傳輸部分的線路在城市郊區(qū)、鄉(xiāng)村敷設(shè)時(shí),可采用直埋敷設(shè)方式。當(dāng)條件不允許時(shí),可采用通信管道或架空方式,并規(guī)定了傳輸線纜與其他線路的最小間距和與其他線路共桿架設(shè)的最小垂直間距。
4)傳輸線纜采用直埋敷設(shè)方式防雷效果最佳,架空線最容易遭受雷擊,并且破壞性大,波及范圍廣,為避免首尾端設(shè)備損壞,采用架串傳輸線時(shí)應(yīng)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(yīng)接地。巾間放大器輸入端的信號源和電源均應(yīng)分別接人合適的避雷器。
5)傳輸線埋地敷設(shè)并不能阻止雷擊沒備的發(fā)生,大量的事實(shí)顯示,雷擊造成埋地線纜故障,大約占總故障的30%,即使雷擊比較遠(yuǎn)的地方,也仍然會有部分雷電流流人電纜。所以采用帶屏蔽層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設(shè),保持鋼管的電氣連通,對防護(hù)電磁于擾和電磁感應(yīng)非常有效,這主要是由于金屬管的屏蔽作用和雷電流的集膚效應(yīng)。肖電纜全程穿金屬管有困難時(shí),可在電纜進(jìn)入終9S和前端設(shè)備前穿金屑管埋地引入,但埋地長度不得小于1Sm,在人戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。
(4)終端設(shè)備的防雷。
1)在CCTV系統(tǒng)中,監(jiān)控室的防雷最為重要,應(yīng)從直擊雷防護(hù)、雷電波侵入、等電位連接和浪涌保護(hù)多方畫進(jìn)行。
2)監(jiān)控室所在建筑物應(yīng)有防直擊雷的接閃桿、接閃帶或接閃網(wǎng)。其防直擊雷措施應(yīng)符合GB 500572010中有關(guān)直擊雷保護(hù)的規(guī)定。
3)進(jìn)入監(jiān)控室的各種金屬管線應(yīng)接到防感應(yīng)雷的接地裝置上。采用架空電纜線直接引入時(shí),在人戶處應(yīng)加裝避雷器,并將線纜金屬外護(hù)層丑白承鋼索接到接地裝置上。
4)監(jiān)控室內(nèi)應(yīng)設(shè)置一等電位連接母線<或金屬板),該等電位連接母線應(yīng)與建筑物防雷接地,PE線、設(shè)備保護(hù)地、防靜電地等連接到一起以防止危險(xiǎn)的電位差。各種SPD(避雷器)的接地線應(yīng)以最直和最短的距離與等電位連接母排進(jìn)行電氣連接。
5)由于有80X雷擊高電位是從電源線侵入的,為保證設(shè)備安全,一般電源上應(yīng)設(shè)置:級避雷保護(hù)。在視頻傳輔線、信號控制線、報(bào)警信號線進(jìn)入前端設(shè)備之前或進(jìn)人中心控制臺前應(yīng)加裝相應(yīng)的避雷保護(hù)器。
6)良好的接地是防雷中至關(guān)重要的一環(huán),接地電阻值越小,過電壓值越低。監(jiān)控中心采用專用接地裝置時(shí),其接地電阻不得大于4n;采用綜合接地網(wǎng)時(shí),其接地電阻不得大于lfi。
(5)防雷22配置。
1)攝像機(jī)。在帶云臺攝像槍的前端配置防雷器6,每槍配置電源、視頻、控制線路;:合一的組合式防雷器l套。防雷廠家在不帶云臺攝像槍的前端配置防雷器:每槍配置電源、視頻線路二合一組合式防雷器1套。
2)監(jiān)控中心機(jī)房。在監(jiān)控中心機(jī)房的電源總配電柜的進(jìn)線端,安裝通流容量為100kA的電源防雷器el套,作為監(jiān)控中心機(jī)房設(shè)備電源的第一級防護(hù)。在監(jiān)控中心機(jī)房的220V電源的電源進(jìn)線端,安裝通流容量為40kA的電源防雷器1套,三相線路推薦使用型號為PPS—11/3—40M的防雷箱,單相線路推薦使用型號為PPS—I/1—40M的防雷箱,作為監(jiān)控中心機(jī)房設(shè)缶電源的第二級防護(hù)。在監(jiān)控中心機(jī)房各終端設(shè)備的前端,安裝通流容量為10kA的電源防器,推薦使用型號為LTA6—420NS(一拖四式)的插座式防雷器,作為監(jiān)控中心機(jī)房內(nèi)各終端設(shè)備電源的第;:級防護(hù)。在矩陣主機(jī)、視頻分割器的視頻線路接入端,安裝視頻信號防雷器套,推薦使用型 號為CoaxB—TWl6S的防雷器,作為監(jiān)控中心機(jī)房內(nèi)視頻連接端口的防雷保護(hù)。在矩陣主機(jī)、視頻分割器的控制線路接入端,安裝控制信號防雷器,推薦使用型號為SR—E24V/4S的防雷器,作為監(jiān)控中心機(jī)房內(nèi)控制連接端口的防雷保護(hù)。
3)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)過電壓保護(hù)必須運(yùn)用電磁兼容原理將網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)局部的防護(hù)歸結(jié)到系統(tǒng)局的雷電過電壓保護(hù)范圍內(nèi)。
a)在每路ISDN線進(jìn)入路由器之前安裝YF—XH/ISDN數(shù)據(jù)專線信號防雷器,作為數(shù)據(jù)專線的防護(hù)。
b)機(jī)房內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)應(yīng)分別在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)前端安裝機(jī)架式網(wǎng)絡(luò)防雷器,作為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的防護(hù),防雷廠家推薦使用型號為YF—24RJ45E/4的防雷器,對每個(gè)端口進(jìn)行保護(hù)。其產(chǎn)品特點(diǎn):標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式——體化,100M,串聯(lián),適用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、集成器、終端用戶雷電防護(hù),/。(8/20)=5kA。
c)網(wǎng)絡(luò)間傳輸使用的光纖無須進(jìn)行防護(hù),但是光纜的金屑加強(qiáng)筋需要做接地‘對通信系統(tǒng)進(jìn)行防雷保護(hù),選取適當(dāng)保護(hù)裝置非常重要,應(yīng)充分考慮防雷產(chǎn)品與通信系的匹配性。選用通信接口避雷器應(yīng)考慮的主要因素如下:
1)線路上可能感應(yīng)的浪涌形式(如波形、時(shí)間參數(shù)和最大峰值)。
2)接口電路模擬雷電沖擊擊穿電壓的臨界指標(biāo)。
3)保護(hù)對象在正常丁作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)信號電平。
4)保護(hù)裝置在模擬雷電沖擊下的殘壓參數(shù)指標(biāo)。
;)保護(hù)裝置的耐沖擊能力。
6)系統(tǒng)的工作頻率。
7)保護(hù)對象的接口方式。
8)工作電壓。
由于信號電平不斷趨向低壓化,所以更容易受到過電壓的侵害,同時(shí)電子產(chǎn)品已涉及各行各業(yè),防雷廠家種類繁多,所以在選擇防雷器時(shí),應(yīng)充分考慮防雷產(chǎn)品與設(shè)備的匹配性,才能保證信號的穩(wěn)定傳輸,通常應(yīng)考慮保護(hù)信號設(shè)備的類型和相關(guān)參數(shù):
1)了解保護(hù)信號的種類,包括高頻(微波/無線通信),計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng),工業(yè)業(yè)自動化控制信號,現(xiàn)代辦公通信網(wǎng)絡(luò)(數(shù)據(jù)專線等),視頻系統(tǒng)(CATV/CX?TV)。
2)了解保護(hù)設(shè)備的相關(guān)參數(shù),包括數(shù)字量/模擬量、工作電壓、工作頻率、傳輸速率、接口形式,使用場合。
3)選擇合適的信號防雷器。
。)根據(jù)保護(hù)設(shè)備信號的類型,選擇相應(yīng)的信號防雷器,如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)SPD、視頻信號SPD、控制信號SPD、天饋信號SPD等。
h)根據(jù)設(shè)備工作電壓,選擇合適的保護(hù)電壓的防雷器,如控制信號SPD工作電壓通常有5V、12V和24V。
,)根據(jù)設(shè)備劉于防雷器插入損耗的要求,選擇不同頻寬的防雷器。
d)根據(jù)設(shè)備接口種類、公制、英制的要求,選擇不同接口6 出自:防雷廠家