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安防監(jiān)控系統(tǒng)雷電及過(guò)電壓防護(hù)設(shè)計(jì)方案
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南京寧翔防雷
◆背景描述
隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，人民生活水平的不斷提高，社會(huì)經(jīng)濟(jì)越趨活躍，對(duì)“安全”的需求越來(lái)越高，安防監(jiān)控系統(tǒng)的雷電防護(hù)是安全技術(shù)防范體系中的一個(gè)重要組成部分，目前已經(jīng)成為高速公路、金融系統(tǒng)、軍事單位、城市交通、樓宇、廠區(qū)、小區(qū)、學(xué)校等區(qū)域最主要的安防手段。因此，監(jiān)控系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)和監(jiān)控工程的施工質(zhì)量直接關(guān)系到覆蓋區(qū)域的安全防范水平，如何選擇合理的防雷產(chǎn)品、監(jiān)控方案以及實(shí)施高質(zhì)量的工程就顯得尤為重要。安防監(jiān)控系統(tǒng)得到了更為廣泛的普及應(yīng)用，監(jiān)控系統(tǒng)的雷電防護(hù)方案設(shè)計(jì)是監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施的第一個(gè)也是最重要的環(huán)節(jié)，監(jiān)控雷電防護(hù)方案設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接決定了整套監(jiān)控系統(tǒng)在氣象條件下使用的安全性。不專業(yè)、不科學(xué)的雷電防護(hù)方案輕則造成成本的增加、效果達(dá)不到要求和后期維護(hù)和擴(kuò)建的難度增加，重則在安防體系中留下漏洞，給人身和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)隱患。
◆挑戰(zhàn)與需求
1、安防監(jiān)控系統(tǒng)雷電電磁脈沖干擾的入侵途徑主要為：
1）直擊雷：雷電直接擊中露天的攝像機(jī)上，直接損毀設(shè)備和雷電直接擊在線纜上，造成線纜熔斷、損壞。
2）雷電侵入波：安防監(jiān)控系統(tǒng)的電源線、信號(hào)傳輸線或進(jìn)入監(jiān)控室的其它金屬線纜遭到雷擊或被雷電感應(yīng)時(shí)，雷電波沿這些金屬導(dǎo)線/導(dǎo)體侵入設(shè)備，導(dǎo)致高電位差使設(shè)備損壞。
3）電磁感應(yīng)：當(dāng)附近區(qū)域有雷擊閃絡(luò)時(shí)，在雷擊落實(shí)通道周圍會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng)。處在電磁場(chǎng)中的監(jiān)控設(shè)備和傳輸線路會(huì)感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢(shì)，以致?lián)p壞、損毀設(shè)備。
4）靜電感應(yīng)：當(dāng)有帶電的雷云出現(xiàn)時(shí)，在雷云下面的建筑物和傳輸線路上會(huì)感應(yīng)出與雷云相反的束縛電荷。這種感應(yīng)電荷在低壓架空線路上可達(dá)100kV靜電電位，信號(hào)線路上可40－60kV靜電電位，一旦雷云放電后，束縛電荷迅速擴(kuò)散，即引起感應(yīng)雷擊。
3）地電位反擊：直擊雷防護(hù)裝置（接閃器）在引導(dǎo)強(qiáng)大的雷電流流入大地時(shí)，在它的引下線、接地體以及與它們相連接的金屬導(dǎo)體上產(chǎn)生非常高的瞬時(shí)電壓，對(duì)周圍與它們靠得近卻又沒(méi)與它們連接的金屬物體、設(shè)備（微電子設(shè)備）、線路、人體之間產(chǎn)生巨大的電位差，這個(gè)電位差引起的電擊就是地電位反擊。這種反擊不僅足以損壞電器和設(shè)備，也可能造成人身傷害或火災(zāi)爆炸事故。
2、安防監(jiān)控系統(tǒng)雷電電磁脈沖防護(hù)思想：
1）直擊雷防護(hù)措施：安防監(jiān)控外部防雷系統(tǒng)的作用是提供直擊雷電流泄放通道，使雷電不會(huì)直接擊中監(jiān)控設(shè)施。外部防雷裝置包括三部分：接閃器、引下線、接地裝置。
2）雷電感應(yīng)防護(hù)措施：在安防監(jiān)控系統(tǒng)的線路和終端設(shè)備加裝相對(duì)應(yīng)的防雷器（SPD）有效地防護(hù)雷電電磁脈沖對(duì)傳輸電纜和監(jiān)控設(shè)備的干擾和侵害。
3）地電位反擊措施：把直擊雷防護(hù)裝置的引下線以及防雷器的接地線都必須良好的接地以達(dá)到快速泄流的作用并且引下線裝置都需連接到公共接地網(wǎng)。
◆方案與解決
1、安防監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成：
1）終端設(shè)備（攝像機(jī)）
2）電纜（信號(hào)傳輸）
3）監(jiān)控機(jī)房（視頻矩陣、監(jiān)控視頻器、控制機(jī)）
4）UPS電源
2、安防監(jiān)控系統(tǒng)雷電防護(hù)內(nèi)容：
1）直擊雷裝置
2）雷電電磁脈沖防護(hù)裝置
3）泄流裝置
3、安防監(jiān)控系統(tǒng)雷電及過(guò)電壓防護(hù)措施技術(shù)依據(jù)：
1）直擊雷裝置：依據(jù)建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)GB50057-2010《附錄D：滾球法確定接閃器的保護(hù)范圍》第D.0.2條技術(shù)參數(shù)確定接閃器高度的計(jì)算公式，作為有效保護(hù)半徑技術(shù)措施。直擊雷防護(hù)裝置材料需符合GB11032-89防雷器材指標(biāo)要求。
2）雷電電磁脈沖防護(hù)裝置：依據(jù)GB50057-2010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范和GB50343-2012 建筑物電子信息系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（第5.4.條規(guī)定）的要求，在安防監(jiān)控系統(tǒng)的線路和終端設(shè)備加裝相對(duì)應(yīng)的防雷器（SPD）防止傳輸線路中感應(yīng)雷的雷電波/流侵害監(jiān)控設(shè)施裝置和損害設(shè)備及人員的操作安全。
3）泄流裝置：依據(jù)防雷規(guī)范GB50057-2010/GB50343-2012要求設(shè)計(jì)接地裝置的阻抗值，接地裝置安裝實(shí)施流程參照接地裝置示意圖D501-1～4建筑物防雷設(shè)施安裝規(guī)范。
4、安防監(jiān)控系統(tǒng)雷電及過(guò)電壓防護(hù)具體措施：
1）直擊雷防護(hù)：直擊雷防護(hù)裝置是安防系統(tǒng)不可或缺的重要基礎(chǔ)，是安防監(jiān)控系統(tǒng)防雷保護(hù)不可忽視的組成部分。
2）前端設(shè)備直擊雷防護(hù)：安防監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備有室外和室內(nèi)兩種，安裝在室內(nèi)的設(shè)備一般不會(huì)遭受直擊雷，而安裝于室外的設(shè)備，多數(shù)處于相對(duì)的開闊地帶，直擊雷風(fēng)險(xiǎn)較大，則必須考慮直擊雷防護(hù)問(wèn)題。 安防監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備（如攝像頭等）應(yīng)置于接閃器（或其它接閃導(dǎo)體）有效保護(hù)范圍之內(nèi)。采用將接閃器架設(shè)在攝像機(jī)的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身（也可采用Φ8的鍍鋅圓鋼或30×3鍍鋅扁鋼），但為了防止電磁感應(yīng)，沿桿引上攝像機(jī)的電源線和信號(hào)線應(yīng)穿金屬管敷設(shè)，金屬管應(yīng)可靠接地。
3）傳輸線路直擊雷防護(hù)：為了使傳輸線路免遭直擊雷的侵害，傳輸線路應(yīng)盡量避免架空敷設(shè)，最好是穿金屬管埋地敷設(shè)，金屬管的兩端應(yīng)可靠接地。
4）監(jiān)控機(jī)房直擊雷防護(hù)：終端設(shè)備機(jī)房所在建筑物應(yīng)采取防直擊雷的措施，可采用φ10的圓鋼（刷銀粉漆）在樓頂構(gòu)筑接閃帶，另外用φ10的圓鋼做接閃帶支撐，支撐高度15cm，每隔1m設(shè)一支撐，并用40×4mm的鍍鋅扁鋼作為引下線與地網(wǎng)（地網(wǎng)電阻應(yīng)小于10Ω）連接，引下線的間距應(yīng)不大于25米（或采用接閃器作為直擊雷防護(hù)措施，用40×4mm的鍍鋅扁鋼作為引下線與地網(wǎng)連接，接閃器的高度、安裝位置應(yīng)根據(jù)滾球法進(jìn)行計(jì)算）。
5）防雷接地系統(tǒng)：安防監(jiān)控系統(tǒng)所有防雷裝置系統(tǒng)均應(yīng)有可靠、有效的接地，接地系統(tǒng)亦是安防監(jiān)控系統(tǒng)防雷保護(hù)的必要組成部分之一（安防監(jiān)控系統(tǒng)前端、終端設(shè)備均應(yīng)有良好的防雷接地，相應(yīng)接地系統(tǒng)應(yīng)符合規(guī)范要求。無(wú)論前端還是終端設(shè)備的接地系統(tǒng)相互之間距離如果小于20米的情況，兩個(gè)接地系統(tǒng)之間應(yīng)做等電位連接）。
6）敷設(shè)布線注意事宜：許多布線人員因?qū)Ψ览字R(shí)了解有限或者圖簡(jiǎn)單方便，習(xí)慣于將戶外走線線路與建筑物避雷帶、引下線相互捆綁。方便了工程施工與美觀的同時(shí)，也帶來(lái)了較大的防雷安全隱患。這一點(diǎn)是值得重視和注意的（為減小雷害風(fēng)險(xiǎn)，任何導(dǎo)線/金屬線路均應(yīng)盡可能避免與直擊雷防護(hù)系統(tǒng)平行捆扎，而應(yīng)依有關(guān)規(guī)范要求合理布線）。
◆方案實(shí)施（產(chǎn)品選型）
1、直擊雷防護(hù)裝置
1）普通接閃器
2）優(yōu)化接閃器
3）提前放電接閃器
2、雷電電磁脈沖防護(hù)裝置（SPD）
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拓?fù)鋱D序號(hào)
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材料名稱
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規(guī)格型號(hào)
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安裝位置
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1
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電源防雷器
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電源浪涌第一級(jí)防護(hù)
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電源總裝置負(fù)荷
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2
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電源防雷器
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電源浪涌第二級(jí)防護(hù)
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UPS電源前端負(fù)荷
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3
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電源防雷器
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電源浪涌第三級(jí)防護(hù)
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UPS電源后端負(fù)荷
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4
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信號(hào)防雷器
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視頻浪涌單級(jí)防護(hù)
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高速球機(jī)
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5
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信號(hào)防雷器
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視頻浪涌單級(jí)防護(hù)
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攝像機(jī)
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6
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信號(hào)防雷器
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視頻浪涌單級(jí)防護(hù)
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視頻矩陣
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7
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信號(hào)防雷器
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信號(hào)線路浪涌單級(jí)防護(hù)
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控制機(jī)
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3、泄流（接地）裝置
1）銅包鋼接地極
2）離子接地極
3）石墨接地模塊
4）等電位連接器
南京寧翔防雷工程科技有限公司
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客服部