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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應用中的一大公害。為了消除這一公害,在部分防雷廠家工程設計中雖然采用了各種防雷保護措施,但是其結果是:有的取得廠預期的防雷效果,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)的雷電防護工程,由于保護對象、保護重點、保護措施都與常規(guī)雷電防護截然不同,如不能正確地應用各種防雷保護措施,必然會造成不良的后果。
(1)電子信息系統(tǒng)的防雷特點。電子信息設備不同于一般的電氣設備,因為電氣設備具有較高的抗感應脈沖過電壓的能力,而電子信息設備則截然不同,其原因有,
1)電子信息設備抗感應脈沖過電壓的能力低,易受感應脈沖過電壓的襲擊;電子信息設備是集計算機技術與集成微電子技術于一身的產品,隨著集成微電子技術的發(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,這種產品的電磁兼容能力很差,很容易受感應脈沖過電壓的襲擊。
2)電子信息設備受雷擊的概率較高;一般電氣設備主要是受直擊雷的危害,直擊雷的概率相對較低;而電子信息設備不但要受直擊的危害,而月還要受感應雷的危害,而感應雷的概率要比直擊霄高得多。因為感應雷除由直擊雷產生外,還包括遠處放電的電磁脈沖感應,而且直擊雷所產生的感應雷的作用達數(shù)百米之遠,所以電子信息設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,一個信息系統(tǒng)不但有電源進線接口,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,是感應脈沖過電壓容易侵入的原因,也是感應脈沖過電壓波侵入的主要通道,所以電子信息系統(tǒng)的致命弱點是電磁兼容能力差,易受閃電的危害。
(2)前端設備的防雷。由于雷電波在線路上能感應出較高的瞬時沖擊能量,因此要求網(wǎng)絡通信設備(包括消防報警設備、視頻監(jiān)控設備、計算機網(wǎng)絡設備等)能夠承受較高能量的瞬叫沖擊,而目前大部分通信設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通信系統(tǒng)的運行中斷、消防系統(tǒng)失靈等。
1)前端設備有室外安裝和室內安裝兩種情況,安裝在室內的設備一般不會遭受直擊雷擊,
但需考慮防止雷電過電壓對設備的侵害,而室外的設備則同時需考慮防止直擊雷擊。
2)前端設備如攝像頭應置于接閃器(避雷針‘或其他接閃導體)有效保護范圍之內,當攝像機獨立架設時,接閃桿最好距攝像機3~4m的距離。若達不到要求的距離,接閃桿也可以架設在攝像機的支撐桿上,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,沿桿引向攝像機的電源線和信號線應穿金屬管屏蔽。
3)為防止雷電波沿線路侵入前端設備,應在設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)攝像機的電源一般使用AC 220V或DCl2V。攝像機若由直流變壓器供電,單相電源避雷OS應串聯(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,則攝像機端還應串接低壓直流避雷器。
i)信號線傳輸距離長,耐壓水平低,極易感應雷電流而損壞設備,為了將雷電流從信號傳輸線傳導人地,信號過電壓保護器須快速響應,在設計信號傳輸線的保護時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)室外的前端設備應有良好的接地,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.室外攝像機的電源可從終端設備處引入,也可從監(jiān)視點附近的電源引入。
2)控制信號傳輸線和報警信號傳輸線一般選用屏蔽軟線纜,架設(或敷設)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)村敷設時,可采用直埋敷設方式。當條件不允許時,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的最小垂直間距。
4)傳輸線纜采用直埋敷設方式防雷效果最佳,架空線最容易遭受雷擊,并且破壞性大,波及范圍廣,為避免首尾端設備損壞,采用架串傳輸線時應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接地。巾間放大器輸入端的信號源和電源均應分別接人合適的避雷器。
5)傳輸線埋地敷設并不能阻止雷擊沒備的發(fā)生,大量的事實顯示,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,保持鋼管的電氣連通,對防護電磁于擾和電磁感應非常有效,這主要是由于金屬管的屏蔽作用和雷電流的集膚效應。肖電纜全程穿金屬管有困難時,可在電纜進入終9S和前端設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)終端設備的防雷。
1)在CCTV系統(tǒng)中,監(jiān)控室的防雷最為重要,應從直擊雷防護、雷電波侵入、等電位連接和浪涌保護多方畫進行。
2)監(jiān)控室所在建筑物應有防直擊雷的接閃桿、接閃帶或接閃網(wǎng)。其防直擊雷措施應符合GB 500572010中有關直擊雷保護的規(guī)定。
3)進入監(jiān)控室的各種金屬管線應接到防感應雷的接地裝置上。采用架空電纜線直接引入時,在人戶處應加裝避雷器,并將線纜金屬外護層丑白承鋼索接到接地裝置上。
4)監(jiān)控室內應設置一等電位連接母線<或金屬板),該等電位連接母線應與建筑物防雷接地,PE線、設備保護地、防靜電地等連接到一起以防止危險的電位差。各種SPD(避雷器)的接地線應以最直和最短的距離與等電位連接母排進行電氣連接。
5)由于有80X雷擊高電位是從電源線侵入的,為保證設備安全,一般電源上應設置:級避雷保護。在視頻傳輔線、信號控制線、報警信號線進入前端設備之前或進人中心控制臺前應加裝相應的避雷保護器。
6)良好的接地是防雷中至關重要的一環(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,其接地電阻不得大于4n;采用綜合接地網(wǎng)時,其接地電阻不得大于lfi。
(5)防雷22配置。
1)攝像機。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)控中心機房。在監(jiān)控中心機房的電源總配電柜的進線端,安裝通流容量為100kA的電源防雷器el套,作為監(jiān)控中心機房設備電源的第一級防護。在監(jiān)控中心機房的220V電源的電源進線端,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)控中心機房設缶電源的第二級防護。在監(jiān)控中心機房各終端設備的前端,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)控中心機房內各終端設備電源的第;:級防護。在矩陣主機、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)控中心機房內視頻連接端口的防雷保護。在矩陣主機、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)控中心機房內控制連接端口的防雷保護。
3)網(wǎng)絡系統(tǒng)過電壓保護必須運用電磁兼容原理將網(wǎng)絡通信系統(tǒng)局部的防護歸結到系統(tǒng)局的雷電過電壓保護范圍內。
a)在每路ISDN線進入路由器之前安裝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。
b)機房內的網(wǎng)絡交換機應分別在網(wǎng)絡交換機前端安裝機架式網(wǎng)絡防雷器,作為網(wǎng)絡交換機的防護,防雷廠家推薦使用型號為YF—24RJ45E/4的防雷器,對每個端口進行保護。其產品特點:標準機架式——體化,100M,串聯(lián),適用計算機局域網(wǎng)、網(wǎng)絡交換機、集成器、終端用戶雷電防護,/。(8/20)=5kA。
c)網(wǎng)絡間傳輸使用的光纖無須進行防護,但是光纜的金屑加強筋需要做接地‘對通信系統(tǒng)進行防雷保護,選取適當保護裝置非常重要,應充分考慮防雷產品與通信系的匹配性。選用通信接口避雷器應考慮的主要因素如下:
1)線路上可能感應的浪涌形式(如波形、時間參數(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。
3)保護對象在正常丁作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)信號電平。
4)保護裝置在模擬雷電沖擊下的殘壓參數(shù)指標。
;)保護裝置的耐沖擊能力。
6)系統(tǒng)的工作頻率。
7)保護對象的接口方式。
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,同時電子產品已涉及各行各業(yè),防雷廠家種類繁多,所以在選擇防雷器時,應充分考慮防雷產品與設備的匹配性,才能保證信號的穩(wěn)定傳輸,通常應考慮保護信號設備的類型和相關參數(shù):
1)了解保護信號的種類,包括高頻(微波/無線通信),計算機局域網(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(數(shù)據(jù)專線等),視頻系統(tǒng)(CATV/CX?TV)。
2)了解保護設備的相關參數(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)保護設備信號的類型,選擇相應的信號防雷器,如計算機網(wǎng)絡SPD、視頻信號SPD、控制信號SPD、天饋信號SPD等。
h)根據(jù)設備工作電壓,選擇合適的保護電壓的防雷器,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