[監控系統防雷] 監控系統防雷解決方案

當今社會電子計算機技術、通信技術日益發展，各類電子設備大量應用，雷擊大地感應到附近的導體中形成過電壓，可高達幾千伏，對微電子設備的危害極大。LEMP的主要侵入通道有電源線路、各類信號傳輸線路、天饋路線和進入系統的管、纜、橋架等導體侵入設備系統，造成電子設備失效或永久性損壞。因此，雷擊脈沖的防護是在入侵通道上將雷電流泄放入地，從而達到保護電子設備的目有。其主要方法是采用隔離、等位、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、過壓過流保護、接地等方法將雷電過電壓、過電流及雷擊電磁脈消除在設備外圍，從而有效地保護各類設備。目前主要采用氣體放電管、放電間隙、高頻二極管、壓敏電阻、瞬態二極管、晶閘管、高低通濾波器等元件根據不同頻率、功率、傳輸速率、阻抗、駐波、插損、帶寬、電壓、電流等要求，組合成電源線、天饋線、信號線系列電涌保護器（SPD）安裝在微電子設備的外連線路中，地線按共用接地原則接入系統的地線，才不至于造成地電位反擊。只要設計合理、安裝合格，電涌保護器就能有效的防御雷電。

1、 監控系統綜合防雷設計方案的依據

監控系統綜合防雷在設計時主要采用以下標準，供設計時參照。

（1） IEC61024《建筑物防雷》

（2） IEC61312《雷電電磁脈沖的防護》

（3） B50057-94《建筑物防雷設計規范》

（4） GB50200-94《有線電視系統工程技術規范》

（5） GB50198-94《民用閉路監視電視系統工程技術規范》

（6） GB/T50311-2000《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》

（7） XQ3-2000《氣象信息系統雷擊電磁脈沖防護規范》

2、 監控系統的綜合防雷原則

監控系統的綜合防雷設計應考慮環境因素、雷電活動規律、系統設備的重要性、發生雷災后果的嚴重程度，分別采取相應的防護措施。

（1） 在進行綜合防雷設計時，應堅持全面規劃、綜合治理、優化設計、多重保護、技術先進、經濟合理、定期檢測、隨機維護的原則，進行綜合設計及維護。

（2） 監控綜合防雷系統的防雷設計應采用直擊雷防護、等電位連接、、屏蔽、合理布線、其用接地系統和安裝電涌保護裝置等措施進行綜合防護。必須堅持預防為主，安全第一的指導方針。

（3） 監控綜合防雷系統應根據所在地區雷暴等級、設備放置在雷電防護區的位置不同，采用不同的防護標準。

3、 監控、信號系統、建筑物直擊雷防護及接地措施

（1） 在室外每個監控攝像頭的支撐桿頂安裝一套不銹鋼避雷針，以保護攝像頭等設備免遭直擊雷危害。

（2） 避雷針的引下線最好利用鋼結構柱做泄流線，條件不允許時，也可以單獨用25mm2以上的銅絞線穿鍍鋅鋼管屏蔽，并做絕緣處理，從避雷針尖直接以最短路徑入地，以減少泄流時的雷擊電磁脈沖輻射而損壞微電子設備系統。

（3） 在每支室外攝像槍撐桿周圍及所有信號機柜周圍，加做簡易輔助地網一個，規格為：

地網挖深80CM、寬30CM、長10～15M溝渠一條

地極，材料為 規格 角鐵 4根，2.5M長，每隔2.5～3.0M打一條。

連接地極扁鐵 。。。。。。

（4） 每個簡易地網需就近與別墅基礎鋼筋聯接，才能有效防雷，連接材料為25平方毫米多股銅芯線或Φ12鋼筋。

（5） 每個電源機柜地線及外殼用25平方毫米多股銅芯線與地網聯接導通。

（6） 信號機柜外殼及信號線屏蔽層用10平方毫米多股銅芯線接地。

（7） 10支室外攝像槍、 個信號機柜，需做 個簡易地網，作 處等電位聯接（與別墅基礎地網）。

（8）

4、 雷擊電磁脈沖（LEMP）的防護措施

雷擊電磁脈沖（LEMP）所產生的感應電動勢通過侵入通道疊加在線路信號上產生瞬間高電壓，擊毀各類用電設備和微電子芯片，因此在實施防雷工程時必須將感應雷擊作為重點，進行有效的防御。在設計綜合防雷時，應從以上通道進行重點防護，同時做好等電位連接和共用接地系統。

4．1監控中心監控系統的防雷措施

監控室的總配電開關處安裝一套雷電通流容量Imax≥40kA（波形8/20μs）；標稱導通電壓為Un≥2.5Uc（Uc：最大工作電壓）；響應時間Ta≤50ns的單相電涌保護器SPD1，型號為：HD-D380C-XS40，并聯,作為中心監控設備總電源保護。

在電源后或設備前安裝一套雷電通流容量Imax≥10kA（波形8/20μs）；標稱導通電壓為Un≥2Uc（Uc：最大工作電壓）；響應時間Ta≤50ns的單相電涌保護器SPD2，型號為：HD-D220CZ，防雷插座,作為第二級保護。

室外攝像槍電源線路安裝攝像槍專用電涌保護器, Imax≥5kA（波形8/20μs）；標稱導通電壓為Un≥2.2Uc（Uc：最大工作電壓）；響應時間Ta≤50ns的單型號為HD-GVD/220V。

SPD連接導線應短而直，SPD連接導線不宜大于0.5m，當長度大于0.5m時應適當加粗線徑。

4．2 視頻信號傳輸線路的防護措施

監控中心視頻信號處理設備和室外監控攝像頭的視頻傳輸電纜兩端應安裝視頻信號SPD，型號為：HD-XH-GVD/A各一只，以保護中心設備及攝像頭。

5、 屏蔽措施

（1） 屏蔽是減少電磁干擾的基本措施，宜采取以下措施：外部屏蔽措施、線路敷設于合適的路徑、線路屏蔽，這些措施宜聯合使用。

為改善電磁環境，所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬部件都應等電位連接在一起，并與接地裝置相連。屋頂為金屬表面、立面金屬表面、混凝土內鋼筋和金屬門窗框架，都必須進行等電位連接后接地。

在需要保護的空間內，當采用屏蔽電纜時其屏蔽層至少在兩端并宜在雷電防護區交界處做等電位連接。當微電子設備系統要求只在一端做等電位連接時，可將屏蔽電纜穿金屬管引入，金屬管在一端做等電位連接。

建筑物之間的連接電纜應敷設在金屬管道內，這些金屬管道從一端到另一端應全線電氣貫通，并連到各建筑物的等電位連接帶上。電纜屏蔽層也應連到這些帶上。

（2） 實踐中建筑物或房間的大空間屏蔽是由金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋這些自然構件組成的。這些構件構成一個格柵形大空間屏蔽。穿入這類屏蔽的導電金屬物應就近與其做等電位連接后接地。

（3） 監控系統設備機房位置應選擇在LPZ最高級區和避免設在建筑物的頂三層內；當建筑物天面部分的避雷網格尺寸不符合系統抗干擾的要求時，應在天面加裝屏蔽層。使用非屏蔽電纜，入戶前應穿金屬管并埋入地中水平距離10m以上。如受條件限制無法穿金屬管埋地入戶，則應加長入戶屏蔽管或棧橋長度，金屬管或棧橋的兩端以及在雷電防護區交界處要做等電位連接和接地。

（4） 監控系統設備為金屬外殼時，應用最短的導線將其與等電位連接帶連接。如是非金屬外殼，當設備所在建筑物屏蔽未達到設備的電磁兼容性要求時，應加裝金屬網或其它屏蔽體對設備屏蔽，金屬網應與等電位連接帶進行等電位連接。

（5） 計算機、通信、監控機房的設備應與建筑物外墻保護1m左右距離。以防止大樓遭到直擊雷時沿外墻泄流入地的引下線周圍產生較強的電磁場而損壞微電子設備。

6、 等電位連接與共用接地

（1） 等電位連接是現代防雷技術重要的防護措施之一。將進入監控中心大樓的各類管線的屏蔽層、機架等在進入大樓前進行等電位連接后接地。在進入設備前再進行二次等電位連接后接地。將攝像頭輸出的同軸電纜的外層和其它管線外層在進入大樓前進行等電位連接后接地。

（2） 將分開的外導電裝置用等電位連接導體連接后接地，以減少系統設備所在的建筑物金屬構件與設備之間或設備與設備之間因雷擊產生的電位差。利用鋼筋混凝土結構的建筑物內所有金屬構件的多重連接建立一個三維的連接網絡是實現等電位連接的最佳選擇。為方便等電位連接施工，應在一些合適的地方預埋等電位連接預留件。

進入系統所在建筑物的各類水管、采暖和空調管道等金屬管道的金屬外層在進入建筑物處應做等電位連接，燃氣管道入戶后應在法蘭盤連接處插入一塊絕緣兩端用開關型SPD連接后戶內金屬管道可參加等電位連接，并與建筑物組合在一起的大尺寸金屬件連接在一起，按GB50054的要求做總等電位連接之后，接向總等電位連接帶，并可靠連通接地。

（3） 在建筑物入口處，即LPZ0B與LPZ1區交界進行總等電位連接后接地，在后續的雷電防護區交界處按總等電位連接的方法進行局部等電位連接，連接主休應包含系統設備本身（含外露可導電部分）、PE線、機柜、機架、電氣和電子設備的外殼、直流工作地、防靜電接地、金屬屏蔽線纜外層、管道、屏蔽槽、電涌保護器SPD的接地等均應以最短的距離就近與這個等電位連接帶直接連接。連接基本方法應采用網型（M）結構或星型（S）結構。網型結構的環行等電位連接帶應每隔5m經建筑物墻內鋼筋、金屬立面與接地系統連接。當采用S型等電位連接網絡時，系統的所有金屬組件除在接地基準點，即ERP處連接外，均應與共用接地系統的各組件有足夠的絕緣（大于10KV, 1.2/50μs）。