工业园监控系统的综合防雷措施.doc

1、工业园监控系统的综合防雷措施摘要：翁源县是雷灾事故高发区，若防雷保护的设计考虑不足或不完善，就会致使不少电气、电子设备等遭到雷电损坏，造成经济损失。本文通过对鹏辉工业园雷击事故案例以及监控系统防雷工程中存在的若干问题进行分析，介绍工业园监控系统如何进行综合性防雷保护的设计。关键词：接地电阻；直击雷防护装置；感应雷防护装置；等电位连接；屏蔽 Abstract: Wengyuan County is the thunder disaster accident in high incidence area, if the lightning protection designs considerat

2、ion insufficiency or not perfect, it will cause many electrical, electronic equipment from lightning damage, causing economic losses. This article through to analyzes the great industrial park lightning accident cases and monitoring system lightning protection engineering of Industrial Park monitori

3、ng system, introduces how to undertake a comprehensive lightning protection design. Key words: grounding resistance; lightning protection device; induction lightning protection device; equipotential connection; shielding 中图分类号：TU856 1、 引言 在鹏辉工业园机电设计施工中低压电源系统的防雷问题一直不被重视，接地的要求也不统一，弱电系统的接地处理更为简单。工业园建筑系

4、统具有线长、面广等特点，既有强电设备，又有大量的监控、通信、传感等弱电设备，考虑到众多厂房的安全，大门、厂房、办公楼、宿舍以及外围墙安装有大批监控设备，这些都是遭雷击或雷电感应的薄弱点。2、监控设施防雷的必要性及应注意的问题 2.1 雷电流侵入防护原理。雷害途径有很多种，有直击雷、感应雷，它包括供电线路感应雷电流或雷电流通过线路侵入。按照防雷保护区的划分，监控中心设备处于 LPZ3 区，没有直击雷的威胁，并且脉冲电流残压较小，使用一般的措施就可以达到防雷保护的作用。但监控外场设备，布设于道路、围墙沿线，并且周围没有高大建筑，环境空旷，设备暴露于恶劣的自然环境之中，处于 LPZ0A/0B 或 L

5、PZ1 区，其中摄像枪还有被直击雷打到的危险，使用一般的措施达不到防雷保护的目的。此时就需要采取功能更加齐全的措施来保护外场设备，避免出现设备被雷电损坏的现象。 2.2 接地系统的必要性。接地系统是防雷保护的基础，没有良好的接地系统，采用再好的感应感应雷防护装置也无法将雷电流泄掉。外场监控设备受到直击雷害的威胁，需要设置避雷针等直接接闪设备，雷电流通过引下线泄入大地中，并且外场监控设备由于有防护罩或机箱的屏蔽，基本处于 LPZ1 防雷区内，此区域内监控设备虽然被雷电直接击中的几率较小，但仍然无法避免反击雷、感应雷对其的破坏作用，需要使用等级较高、可以泄放直击雷的电涌保护器及良好的接地系统。 2

6、.3 注意对线路的防雷保护。2.3.1.为了防止雷电在线路上感应出过电压电磁脉冲，需要对电力及通信线路采取屏蔽保护措施，采用带屏蔽层的电缆，并在线路两段做屏蔽接地处理。2.3.2.在电缆进出建筑物时，应在分界处采取屏蔽层接地等措施。2.3.3.为了防止雷电流通过通信线路侵入设备，需要在关键设备通信端口前加信号浪涌保护器。 2.4 多级防护理论。工业园的监控系统的结构复杂，单一的防雷不能很好地对设备进行保护，多级防雷的措施已被普遍采用。根据电磁脉冲的防护标准，监控设备的多级防雷保护一般分四级防护：A 区：直击雷作用区，此处雷电磁场最强，破坏最大。B 区：感应雷区，处于避雷系统保护内，但未经空间电

7、磁屏蔽，处于此空间的可导电体均可感应较强雷电流。C 区：建筑物屏蔽区：本区内物体不可能遭受直击雷，流经各导体的雷电流也减少，但对敏感器件仍有破坏作用。D 区：处于屏蔽机房内，本身采用屏蔽措施，安装相应过电压保护器，减少了空间电磁干扰。 3、鹏辉工业园防雷工程建设过程中存在的问题 通过对鹏辉工业园现状的调查了解可以看出，它的防雷工程中还存在着以下一些问题： 3.1 防雷接地系统尚未形成一个完整的等电位连接。 3.2 道路监控摄像枪的防雷接地引至高杆灯防雷接地，外围墙的防雷接地电阻经检测，电阻无法达到 4 以下电阻，防雷效果差。 3.3 工业园建筑物外部防雷措施已相对完善，但围墙上安装的视频监控设

8、备及路灯未在保护范围之内，大部分信号、电源布线不合理，没有屏蔽接地措施。考勤系统没有专门防雷措施。 4、鹏辉工业园监控系统应采取的防雷保护措施 详细分析鹏辉工业园防雷现状及事故现场，为防止雷击造成监控设备损坏的事故再次发生，依据 GB500572010 及 GB503432004 等规范要求，可做出以下整改方案。 4.1 直击雷防护措施。在外场（道路、围墙等）摄像枪附近安装60cm 的 12mm 镀锌圆钢作为避雷短针，避雷针的引下线最好利用高的12mm 镀锌圆钢做为泄流线，也可以单独用 25mm2 以上的铜绞线穿镀锌钢管屏蔽，并做绝缘处理。同时，沿路边和围墙两侧增设人工闭合接地网，使接地电阻降

9、低至 10 以下。 4.2 感应雷防护措施。电涌保护器应设置在任何两个防雷区的交界处，特别是户内与户外的交界处。电涌保护器还应在不同位置采用不同保护等级的设备。为了提供最佳的选择，实际选用电涌保护器时采用分级配置。第一级保护应能承受绝大部分雷电流，下一级配置泄放残余雷电流，限制设备断的残电压，同时与上一级保护配合使用。4.2.1 电源系统的感应雷防护措施。为防止雷电流从通信线路侵入监控设备中，对监控设备端口及传输数据造成影响，需要在通信线路端口出线端加装信号浪涌保护器。在监控机房的机柜设备电源线入线处，采用 RJ45 接口的视频信号SPD；在摄像枪信号线加装 BNC 接口的视频信号 SPD，各

10、端口 SPD 严格要求良好接地，充分利用就近建筑物电气设备接地或建筑物基础钢筋作为接地装置，接地电阻必须达到 4 以下。4.2.2 架空线路的改造措施。架空线路的整改可采取以下措施：（1）所有的架空线缆均改成穿钢管埋地敷设，金属管道与综合接地系统要有良好的连接。 （2）强电导线和信号传输电缆不共用同一个金属管道。 （3）监控机房总接地线缆穿金属管沿墙体敷设，并在地中与大楼综合接地体良好连接。4.2.3 视频信号线路感应雷防护措施。对监控设备信号线路进行感应雷防护装置的安装时，应采取以下几种具体的做法：（1）在每台摄像机的监控主机外线入口处安装两个视频避雷器，并用铜导线与防雷接地网相连接。 （2

11、）在每台摄像机控制线处安装 SPD，SPD 就近接机壳或接地。 （3）视频信号控制线进入监控机房后，在每个视频、控制线输入端口处，安装相应型号的SPD，SPD 就近接机壳或接地。 （4）将信号线套入金属线槽（管） ，金属线槽（管）两端接地。 4.3 鹏辉工业园监控设备的几种常用防雷手段。机电设备通常采用的防雷手段，主要有分流、接地、屏蔽、等电位连接和过电压保护等五种方法，下面简要介绍这几种防雷方法：（1）分流：利用避雷针、网、带等将雷电流沿引下线接入大地。 （2）屏蔽：通信电缆、电力电缆线等均采用屏蔽线或空金属管屏蔽，机房中采用金属材料进行屏蔽。 （3）等电位连接：将监控机房中所有金属物体，包

12、括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳进行电气连接。 （4）接地：接地根据其作用和要求，分为防雷接地（避雷针、避雷带、避雷网的接地） 、交流工作接地（电源零线） 、安全保护接地（机壳接地、防静电接地） 、直流工作接地四大类。4.4 对鹏辉工业园防雷的几点建议。在鹏辉工业园的建设过程中，建筑施工本身可能引起施工地点周围的土壤电阻率升高，从而加大接地装置的接地电阻，为了解决因土壤电阻率高而影响接地质量的问题，可以采取以下几点措施：4.4.1 尽可能降低接地电阻，或者加设人工地网。用多支线外引接地装置，外引长度不应大于有效长度，有效长度应符合规范要求。4.4.2 接地体埋于较深的低电阻率土壤中。

13、4.4.3 采用降阻剂或换土。4.4.4 引入机房的电力线与视频信号控制线应用屏蔽电缆或穿铁管、金属线槽等，敷设 15 米以上的线路必需埋深 0.6 米以上引入机房，屏蔽层或铁管各段两端应做良好接地。4.4.5 低压配电、直流系统的机柜应与相应的接地装置做等电位连接。 5、结束语 监控系统等微电子设备的综合防雷是一项非常复杂的工程，实际工程设计和施工过程中，在防雷结构方案的优化，技术参数的确定，防雷产品的选型，施工材料的选取，施工工艺考究，防雷器安装技巧等方面都值得我们深入的研究和探讨，同时还应当因地制宜，结合实际情况，细致周密的设计相应的防雷方案，力争取得防雷工程投资少、防护全面、配置合理、性能优良、维护方便，使整个工业园各项系统运行稳定可靠。参考文献 1中华人民共和国建设部，国家技术监督局。GB50057-2010建筑物防雷设计规范 UDC2 中华人民共和国建设部，国家技术监督局。建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343-2004 UDC3防雷装置保护级别的选择IEC61024-1-1 4 中华人民共和国广播电影电视部。 民用闭路监视电视系统工程技术规范 （GB50198-94） 5国际防雷技术标准规范汇编(IEC62305) 6 施广全。 信息系统的雷电防护南京信息工程大学雷电防护教研室