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文本内容:
一、雷电防护概述雷电是一种极具破坏力的自然现象,其电压可高达数百万伏,瞬间电流更可高达数十万安培千百年来,雷电所造成的破坏可谓不计其数落雷后在雷击中心
1.5-2KJH半径的范围内都门J能产生危险过电压损害线路上的设备雷电灾害如同暴雨•、飓风一样都属于•气象(自然)灾害,它与水、旱、刑事犯罪、交通事故统称为影响社会安全和经济发展的六大灾害一般而言,雷电灾害具有突发性、多样性、复杂性、破坏性和选择性等特点随着现代化高新技术产业基础一电子技术的迅速发展和广泛运用,雷电灾害跟踪而至,还呈现出新的特点受灾面大大扩展,特别容易侵入与高新技术最密切的领域,损失和危害程度大大增加近年来,随着大量的数据设备和精密仪器应用的范围日益广泛,雷电损害造成的事故有逐年上升的趋势由于安全监控系统在银行、交通、小区、库房管理中的迅速普及应用,监控系统设备因雷击破坏的可能性就大大增加了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在雷电灾害防御方面,纵观人类防雷历史,已有两个多世纪,从建筑物防雷发展到供电防雷、电气和电子设备防雷,现在巳进入第四个阶段即现代微电子设备防雷防雷技术和产品,也随着现代高新技术发展得到显著发展,除传统的避雷针引雷拦截技术外,已拥有消散削减、屏蔽隔离、抑制分流、疏导均衡等电位、优化接地泄放和雷电控测定位预警等技术,并相应研制出多种高科技的隔离装置、电涌保护器、高效防腐降阻剂等设备、器件和产品,出现了火箭与激光等人工影响雷电的装置和雷电探测预警系统设备,这都为有效防御治理雷电灾害奠定了技术和物质基础
二、雷电防护的基本理论
1、雷击侵入设备的途径A.直接雷击是指雷电直接击在建筑物构架、动植物上,因电效应、热效应和机械效应等造成建筑物等损坏以及人员的伤亡•般防直击雷是通过避雷装置即接闪器(针、带、网、线、)引下线构成完整的电气通路后将雷电流池入大地然而接闪器、引下线和接地装置的导通只能保护建筑物本身免受直击雷的损毁,但雷电会透过多种形式及途径破坏电子设备材料,垂直接地极采用50X50X5mm的热镀锌材料和降阻高效接地极棒ZGDG-11来降低接地电阻以满足监控机及云台设备接地电阻的要求及其防雷接地的要求,由于接地网受可用空间及绿化的限制,其接地网在建设的过程中使用降阻高效接地极棒来减低接地电阻接地网的形状采用环形按技术规范的要求,防雷接地、交流丁•作接地、安全保护接地、工作接地等四种接地宜采用联合接地对闭合环外引接地体的长度以不大于2p”2的规范规定的技术要求施工【可填土采用周边土质较好的土壤并灌水夯实辅助接地网做好后,从地网中用一根16111带电缆引至监控机及云台,以供设备接地和防雷使用接地网的技术要求a、接地体连接采用焊接,焊接长度双边100mm,并在焊接处作防腐处理b、水平接地体深埋距地面
0.7米,垂直接地体埋设深度
0.7米以下c、对闭合环外引接地体的长度以不大于2P1/2的规定,即不超过35米长度的技术要求施工P=300Q.m d、回填土换用周边土质较好的土壤并灌水夯实;接地网的形状采用环形闭合每个监控点接地网用材和用量器材名称型号单位数量水平接地极40X4mm米20垂直接地极50X50X5mm根2高效接地极棒ZGDG-11组1接地引上线BVR16米20铜铁接线端子个15・
2.
2、监控机和云台的感应雷防护方案一采用国产避雷器中光来保护方式墓区及周边15个带云台控制的摄像机电源、控制线路及视频进线端,分别串联安装壹套中光三合一监控防雷器ZGZH-I2,用于摄像机的电源兼视频线路防护;计15套该防雷器技术参数如下电源部分参数最大放限制电压额定最大持续标称导漏泄保护脱离外形标称标称放电电流8/20n s负载运行电压通电压电流模式装置尺寸电电流工作电压8/20u s3kA电流V8/20u skA质量g kA V V V PA LXBXHA L-PE、N-22010385》4841020W900《20有134X77X38335PE视频信号部分参数冲击放电电压限制电压工作特性传输插入标称导标称放电电流电压阻抗速率损耗通电压驻波比1kV/n s10/700us连接方式8/20u sV bit/s dBVVV QkA57510M W
0.3W
1.26W600W305BNC插孔控制频信号浪涌保护参数工作电压传输速率插入损耗冲击放电电限制冲击耐受能力bit/s压IkV/u s电压8/20u skAVdB kV10/700us输入输出V接线端子242M
0.5WO.6W605方案二采用进口避雷器(德国0B0)来保护方式在墓区及周边15个带云台控制的摄像机电源、控制线路及视频进线端,分别串联安装德国0R0相对应防雷搭,电源选用V20-C/2,视频线防雷选用KoaxB-E2/F,控制线防雷选用FLD,分别用于摄像机的电源线、视频线及云台控制路防护计各15套
六、售后服务
1、我司对提供的所有设备实行三年免费包换及保修,终身维护;
2、公司在保修期内和保修期外均提供7X24小时热线服务,故障响应时间2小时特殊情况可在1小时到达现场解决故障
3、保修期内每个雷雨季度必须对整个防雷系统进行巡检壹次,保证各防雷器与设备的可靠联接,真正发挥防雷效果B.感应雷击雷云放电时,在附近导体上产生的静电感应和电磁感应等现象称之为感应雷击雷电在雷云之间或雷云对地的放电时,并在附近的户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线和电磁感应并侵入设备,使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害感应雷虽然没有直击雷猛烈,但其发生的凡率比直击雷高得多直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害,而感应雷则不论雷云对地闪击或者雷云对雷云之间闪击,都可能发生并造成灾害此外直击雷一次只能袭击一个小范围的目标,而一次雷闪击都可以在较大的范围内多个小局部同时产生感应雷过电压现象并且这种感应高压可以通过电力线、电话线等传输到很远,致使雷害范围扩大装有避雷针的建筑物,可以避免雷击损坏建筑物,但是雷击通过避雷针的地线从建筑物顶端泻放入大地或者附近发生雷击的时候,会产生很强的电场,建筑物内的所有金属物品均会产生感应电压,这些感应电压的高低随着金属形状、距地线的距离和雷击大小而变(根据IEC61312标准,当雷击击中建筑物时,即使装有避雷针,直击雷电流50%的通过引卜•线和接地系统入地,仍然会有大约50弭的雷击能量仍会分配到电源系统)一旦您的电源输入线、电话线、网络线或其它电子设备的金属引出、引入线感应到瞬间高压,避雷针就无能为力了感应雷击破坏的主要对象是电子电气设备C.地电位反击建筑物的外部防雷系统(如避雷针、避雷网等)遭受直接雷击,在接地电阻的两端就会产生危险的过电压,由设备的接地线、建筑物或附近的其他建筑物的外部防雷系统或其他自然接闪物(各种管道、电缆屏蔽管等)引入设备,造成设备的损坏
2、雷击防护的基本原理所谓雷击防护就是通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地,是疏导,而不是堵雷或消雷一个完整的防雷系统包括两个方面直接雷击的防护和感应雷击的防护缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的一般我们将其分为外部避雷和内部避雷两部分由避雷针(或避雷带、避雷网)、引下线和接地系统构成外部防雷系统,主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故;而内部防雷系统则是防止雷电和其它形式的过电压侵入设备中造成损坏,这是外部防雷系统无法保证的,为了实现内部避雷,需对建筑物进出各保护区的电缆、金属管道等安装过电压保护器进行保护并良好接地A、多级分级(类)保护原则即根据电气、微电子设备的不同功能、受保护的程序和所属保护区域确定防护要点作分类保护根据雷电和操作瞬间过电压危害的可能通道,对电源线和数据、通信线路都应做多级层保护B、外部无源保护在0级保护区即外部作无源保护,主要依靠避雷针(网、线、带)和接地装置保护原理当雷云放电接近地面时,它使地面电场发生畸变在避雷针(线)顶部,形成局部电场强度畸变,以影响雷电先导放电的发展方向,引导雷电向避雷针(线)放电,再通过接地引下线,接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物免受雷击这是人们长期实践证明的有效的防直击雷的方法建筑物的所有外露金属构件(管道),都应与防雷网(带,)良好连接C、内部防护
(1)、电源部分防护雷电侵害主要是通过线路侵入对高压部分电力局有专用高压避雷装置,电力传输线把对地的电力限制到小于6000伏(IEC
62.41),线对线则无法控制所以,对380v低压线路应进行过电压保护,按国家规范应分三部分建议在高压变压器后端到建筑总配电盘前端的电缆内芯线两端应对地加装电涌保护器,作一级保护;在建筑总配电盘至各楼层分配电箱间的电缆内芯线两端应对地加装电涌保护器,作二级保护;在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端应对地加装电涌保护器,作为三级保护目的是用分流(限幅)技术即采用高吸收能量的分流设备(电涌保护器)将雷电过电压(脉冲)的能量分流泄入大地,达到保护目的,所以,分流、等电位技术中采用防护器的品质、性能的好坏是直接关系网络防护的关键,因此,选择合格优良的电涌保护器至关重要
(2)、信号部分保护对于信息系统,应分为粗保护和精细保护粗保护量级根据所属保护区的级别确定,精细保护要根据电了设备的敏感度来进行确定其主要考虑的如卫星接收系统、电话系统、网络专线系统、监控系统等建议在所有信息系统进入楼宇的电缆内芯线端,应对地加装电涌保护器,电缆中的空线对应接地,并做好屏蔽接地,其中应注意系统设备的在线电压、传输速率、按口类型等,以确保系统正常的工•作
(3)、接地处理在电子设备的保护,一定要求有一个良好的接地系统,因所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地,从而保护设备和人身安全如果接地系统做得不好,不但会引起设备故障,烧坏元器件,严重的还将危害工作人员的生命安全另外还有防干扰的屏蔽问题,防静电的问题都需要通过建B良好的接地系统来解决一般整个建筑物的接地系统有建筑物地网(与法拉第网相接)、电源地(要求地阻小于10欧)、逻辑地(也称信号地)、防雷地等,有的(如IBM)公司要求另设专用独立地,要求地阻小于4欧(根据实际情况可能也会要求小于1欧)然而,各地必须独立时,如果相互之间距离达不到规范要求的话,则容易出现地电位反击事故,因此,各接地系统之间的距离达不到规范的要求时,应尽可能连接在起,如实际情况不允许直接连接的,可通过地电位均衡器实现等到电位连接为确保系统正常工作,应每年定期用精密地阻仪,检测地阻值接地装置由接地极及一些附件、辅助材料组成接地装置的选材和施工主要决定「土质结构,即土壤的地阻率P不同层土质结构不同,因而地阻率P不同,为增加接地装置使用效率,可使用长效降阻剂或接地模块等D、有外部防雷措施同时更需要完善内部防雷措施我们知道外部防雷措施中避雷设施的引下线在接闪以后,会有很大的瞬变电流通过,也就是说在周围会产生很大的瞬变电磁场(LEMP)因此,安装了外部避雷措施不能代替内部防雷措施再者,我们都知道,避雷针的工作原是引雷,所以在概率上来说,安装了避雷针以后,建筑物的避雷系统遭受雷击的可能性会增大,也就是说LEMP发生的几率会变大,过电压产生点的距离会缩短(引下线处),所以安装了外部避雷措施的含有电脑网络等系统的大厦更加需要内部防雷措施
三、设计依据
(1)IEC61024《建筑物防雷》
(2)IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》
(3)GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
(4)GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
(5)GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》
(6)YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规范》
四、勘察记录根据现场勘察,三山陵园址位于福州市新店镇,该园区的周边均为群山环绕,根据地理位置的情况,该园区为雷击多发地区;CCTV系统更易受感应雷击电源低压供电为单路供电,三相四线进线,电源进线为架空敷设CCTV系统电源线路和信号线路均无过电压保护CCTV系统的监控中心所在建筑有外部防雷装置监控中心没有任何的接地装置,没有任何等电位处理各设备的电源没有接地保护,没有防雷电过电压保护措施
五、设计内容系统防雷是•项综合性工程,主要包括外部防雷和内部防雷两个方面:宗统防币GB5OO57-94IEC61024-1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、引卜线等,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主要以空间屏蔽、等电位连接、减少接近耦合、过电压保护等措施,通过在需要保护设备的前端安装合适的避雷器即过电压保护,使设备、线路与大地形成-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施所感应到的雷电流得以安全泄放入地5」、监控中心防雷方案5・
1.
1、监控中心接地系统根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》和GB50343-2004《建筑物电了电了信息系统防雷设计规范》的要求,并结合三山陵园监控系统的实际情况,应在监控室的右侧空地营造一个小丁・4欧姆综合独立:接地网;根据实地勘察,三山陵园周边的土壤电阻率约为
2000.m;在监控室右侧空地处营造独立接地网,水平接地级采用40X4mm热镀锌材料和非金属接地模块ZGD-II-1,垂直接地极采用50X50X5mm的热镀锌材料和降阻高效接地极棒ZGDG-11来降低接地电阻以满足设备接地电阻的要求及监控室防雷接地的要求,由「接地网受可用空间及绿化的限制,为达到接地电阻小于4Q,其接地网在建设的过程中使用非金属接地模块和降阻高效接地极棒来减低接地电阻接地网的形状采用环形及辐射形结合按技术规范的要求,防雷接地、交流工作接地、安全保护接地、工作接地等四种接地宜采用联合接地对闭合环外引接地体的长度以不大于2P2的规范规定的技术要求施工回填土采用周边十.质较好的土壤并灌水夯实独立接地网做好后,从地网中用一根35nrnT‘电缆引至监控值班室配电箱及操作台,将交流地、大楼地、机房接地和辅助地网接地全部汇集在接地汇流箱内接地网的技术要求a、接地体连接采用焊接,焊接长度双边100mm,并在焊接处作防腐处理b、水平接地体深埋距地而
0.7米,垂直接地体埋设深度
0.7米以下c、对闭合环外引接地体的长度以不大于2p的规定,即不超过35米长度的技术要求施工P=3Q.m d、回填土换川周边土质较好的上壤并灌水夯实接地网的形状采用环形闭合及辐射形结合接地网用材和用量器材名称型号单位数量水平接地极40X4mm米120垂直接地极50X50X5mm根8非金属接地模块ZGD-II-1A块4高效接地极棒ZGDG-11组4接地引1•.线BVR35米100等电位汇集箱个1铜铁接线端子个
15.
1.
2、监控中心电源系统防雷:根据GB5OO57和IEC1312防雷及过电压规范中有关防雷分区的划分,针对重要系统的防雷应分为三个区,分别加以考虑只做单级防雷可能会带来,因雷电流过大而导致泄流后残压过大破坏设备或者保护能力不足引起的设备损坏电源系统多级保护,可防范从直击雷到丁•业浪涌的各级过电压的侵袭1电源第一防雷根据国家有关低压防雷的有关规定,外接金属线路进入建筑物之前必须埋地穿金属管槽15米以I的距离进入建筑物,且要在建筑物的线路进入端加装低压避雷器必须做到在电源的进入端安装低压总电源防雷器,将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放,以确保后接设备的安全作为系统电源进线端的主级防雷器,在雷击多发地带至少应有60-I00KA的通流容量,可将数万甚至数十万伏的雷击过电压限制到千伏以内,旦第一级与第二级防雷装置之间的距离应在10米以上,如不能达到这个距离要求的应加装退藕器具体措施在监控室大楼的总配电箱电源进线端,并联安装壹套中光三相电源防雷器ZGSD-120或德国OBO防雷器MCD50-B/4,做为监控值班室的第一级电源防雷装置其技术参数如下ZGSD-120工作性能符合等级B残压
1.5KV8/20U s通流量120KA8/20PS响应时间小于25ns MCD50-B/4T作性能符合等级B残压
2.0KV8/20US通流量50KA10/350ns响应时间小于100ns计ZGSD-120三相电源防雷箱1套或MCD50-B/4电源防雷器1套2电源第二级防雷在监控值班室的分配电箱交流电源输入端安装第二级电源防雷箱,对通过电源初级防雷箱的雷电能量进一步泄放,侦将凡千伏的过电压进-步限制到儿佰伏,雷电多发地带需要具有40KA的通流容吊:,防雷箱可并联安装在监控值班室的分配电箱电源进线处具体措施>在监控值班室的分配电箱电源进线端,各并联安装壹套中光三相电源防雷箱ZGSD40或德国OBO V20-C/3+NPE,作为三山陵园监控中心所有电气设备的电源第二级的防雷保护其技术参数如卜.ZGSD40丁.作性能符合等级C残压900V8/20u s通流量:40KA8/20us响应时间:小于25ns V20-C/3+NPE工作性能符合等级C残压1000V8/20us通流量:40KA8/20us响应时间小于25ns>计ZGSD40三相电源防雷箱1套或V20-C/3+NPE防雷器1套3电源第三级防雷第三级防雷系统也是系统防雷中最重要也是最容易被忽视的地方,现代的电子设备都使用很多的集成电路和精密的元件,经过一二级防雷保护而进入设备的雷击残压仍将有千伏之上,这将对后接设备造成很大的冲击,并导致设备的损坏在监控值班室的重要用电设备做第三级防护中,我们采用抗干扰雷电吸收避雷器或防雷插排作为第三级的防雷器具体措施>在监控值班室的控制台串联安装一台抗I•扰雷电吸收避雷器JD-A40或德国0B0UK-30防雷插排,用「监控系统所有用电设备的电源第三级防雷保护总计JD-A40抗干扰避雷器1台或UK-30防雷插排2个;
5.
1.
3、监控中心信号系统防雷在雷击发生时,产生巨大瞬变电磁场,在1KM范围内的金属环路,如信号金属连线等都会感应到雷击,将会影响CCTV系统的正常运行甚至:彻底破坏CCTV系统对于CCTV方面的防雷工作是较易被忽视的,往往是当系统受到巨大破坏、资料损失惨重时才想到应该做预先的防范具体措施在值班室监控主机硬盘录相机15条视频进线II各串联安装中光监控视频防雷器ZGXM-1B-5或德国OBO KoaxB-E2/F,用「•三山陵园CCTV系统的视频信号线路防雷;计15套在三山陵园监控室内的监控主机前端的云台控制线输入通讯端口,串联安装3套485线路防雷器,选用中光ZGXL-1J-24或德国OBO FLD防雷器,以防止雷电波从485云台控制线上侵入,造成CCTV系统的损坏及人生安全在三山陵园网络上网线上,安装ADSL线路防雷器,以防止雷电波从ADSL电话线路上侵入造成设备的损坏及危及人生安全,选用中光ZGXL-1H-110或德国OBO RJ45-tele/4-F防雷器;总计ZGXM-1B-5防雷器15套或KoaxB-E2/F防雷器15套;ZGXL-1J-24防雷器1套或FLD防雷器3套;ZGXL-1H-11O防雷器1套或RJ45-tele/4-F防雷器1套;5・
2、监控机及云台防雷方案5-
2.
1、监控机和云台的接地系统根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》和GB50343-2004《建筑物电子电子信息系统防雷设计规范》的要求,并结合三山陵园各监控机及云台的实际情况,应在各监控机及云台的周边空地营造一个辅助接地网根据实地勘察,三山陵园监控机和云台均在墓区,其周边没有空地可以营造地网,只能采取外引的方式,即在各监控机的附近空地营造接地网,水平接地级采用40X4mm热镀锌。