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由于防雷厂家在电子信息系统的电磁兼容能力低,抗雷电电磁脉冲过电压的能力十分脆弱,在闪电环境下的易损性较高,因此雷电已成为防雷厂家信息技术应用中的一大公害。为了消除这一公害,在部分防雷厂家工程设计中虽然采用了各种防雷保护措施,但是其结果是:有的取得厂预期的防雷效果,保证了电子信息系统的安全;而有的则反遭雷击,损失更大。其原因是对于电子信息系统的雷电防护工程,由于保护对象、保护重点、保护措施都与常规雷电防护截然不同,如不能正确地应用各种防雷保护措施,必然会造成不良的后果。
(1)电子信息系统的防雷特点。电子信息设备不同于一般的电气设备,因为电气设备具有较高的抗感应脉冲过电压的能力,而电子信息设备则截然不同,其原因有,
1)电子信息设备抗感应脉冲过电压的能力低,易受感应脉冲过电压的袭击;电子信息设备是集计算机技术与集成微电子技术于一身的产品,随着集成微电子技术的发展,芯片的尺寸越来越小,系统的信号电压也越来越低,现已降到10V以下,有的已降到5V以下,这种产品的电磁兼容能力很差,很容易受感应脉冲过电压的袭击。
2)电子信息设备受雷击的概率较高;一般电气设备主要是受直击雷的危害,直击雷的概率相对较低;而电子信息设备不但要受直击的危害,而月还要受感应雷的危害,而感应雷的概率要比直击霄高得多。因为感应雷除由直击雷产生外,还包括远处放电的电磁脉冲感应,而且直击雷所产生的感应雷的作用达数百米之远,所以电子信息设备受闪电危害的概率较高。
3)电子信息系统是由信息采集、加工处理、传输、检索等众多环节组成的。由于系统环节多、接口多、线路长等原因,给雷电的耦合提供了条件。例如,一个信息系统不但有电源进线接口,还有信号输人/输㈩接LJ、天线馈接㈠等。这些接口的线路较长,其符合闪电耦合的条件,是感应脉冲过电压容易侵入的原因,也是感应脉冲过电压波侵入的主要通道,所以电子信息系统的致命弱点是电磁兼容能力差,易受闪电的危害。
(2)前端设备的防雷。由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量,因此要求网络通信设备(包括消防报警设备、视频监控设备、计算机网络设备等)能够承受较高能量的瞬叫冲击,而目前大部分通信设备由于电子元器件的高度集成化而致耐过电压、耐过电流水平下降,通信设备在雷电波冲击下遭受过电压而损坏的现象越来越多,其后果是可能造成整个通信系统的运行中断、消防系统失灵等。
1)前端设备有室外安装和室内安装两种情况,安装在室内的设备一般不会遭受直击雷击,
但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害,而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。
2)前端设备如摄像头应置于接闪器(避雷针‘或其他接闪导体)有效保护范围之内,当摄像机独立架设时,接闪杆最好距摄像机3~4m的距离。若达不到要求的距离,接闪杆也可以架设在摄像机的支撑杆上,引下线可直接利用金属杆本身或选用‘8mm的镀锌圆钢。为防止电磁感应,沿杆引向摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。
3)为防止雷电波沿线路侵入前端设备,应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器,如电源线(220V或DCl2V)、视频线、信号线和云台控制线。
4)摄像机的电源一般使用AC 220V或DCl2V。摄像机若由直流变压器供电,单相电源避雷OS应串联或并联在直流变压器前端,若直流电源传输距离大干lSm,则摄像机端还应串接低压直流避雷器。
i)信号线传输距离长,耐压水平低,极易感应雷电流而损坏设备,为了将雷电流从信号传输线传导人地,信号过电压保护器须快速响应,在设计信号传输线的保护时必须考虑信号的传输速率、信号电平、启动电压及雷电通量等参数。
6)室外的前端设备应有良好的接地,接地电阻小于4Q,高土壤电阻辜地区可放宽至<10tl。
(3)传输线路的防雷。
1)CCTV系统主要是传输信号线和电源线.室外摄像机的电源可从终端设备处引入,也可从监视点附近的电源引入。
2)控制信号传输线和报警信号传输线一般选用屏蔽软线缆,架设(或敷设)在前端与终端之间.
3)GB 501982011规定,传输部分的线路在城市郊区、乡村敷设时,可采用直埋敷设方式。当条件不允许时,可采用通信管道或架空方式,并规定了传输线缆与其他线路的最小间距和与其他线路共杆架设的最小垂直间距。
4)传输线缆采用直埋敷设方式防雷效果最佳,架空线最容易遭受雷击,并且破坏性大,波及范围广,为避免首尾端设备损坏,采用架串传输线时应在每一电杆上做接地处理,架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。巾间放大器输入端的信号源和电源均应分别接人合适的避雷器。
5)传输线埋地敷设并不能阻止雷击没备的发生,大量的事实显示,雷击造成埋地线缆故障,大约占总故障的30%,即使雷击比较远的地方,也仍然会有部分雷电流流人电缆。所以采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设,保持钢管的电气连通,对防护电磁于扰和电磁感应非常有效,这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。肖电缆全程穿金属管有困难时,可在电缆进入终9S和前端设备前穿金屑管埋地引入,但埋地长度不得小于1Sm,在人户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。
(4)终端设备的防雷。
1)在CCTV系统中,监控室的防雷最为重要,应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和浪涌保护多方画进行。
2)监控室所在建筑物应有防直击雷的接闪杆、接闪带或接闪网。其防直击雷措施应符合GB 500572010中有关直击雷保护的规定。
3)进入监控室的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。采用架空电缆线直接引入时,在人户处应加装避雷器,并将线缆金属外护层丑白承钢索接到接地装置上。
4)监控室内应设置一等电位连接母线<或金属板),该等电位连接母线应与建筑物防雷接地,PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起以防止危险的电位差。各种SPD(避雷器)的接地线应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。
5)由于有80X雷击高电位是从电源线侵入的,为保证设备安全,一般电源上应设置:级避雷保护。在视频传辅线、信号控制线、报警信号线进入前端设备之前或进人中心控制台前应加装相应的避雷保护器。
6)良好的接地是防雷中至关重要的一环,接地电阻值越小,过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时,其接地电阻不得大于4n;采用综合接地网时,其接地电阻不得大于lfi。
(5)防雷22配置。
1)摄像机。在带云台摄像枪的前端配置防雷器6,每枪配置电源、视频、控制线路;:合一的组合式防雷器l套。防雷厂家在不带云台摄像枪的前端配置防雷器:每枪配置电源、视频线路二合一组合式防雷器1套。
2)监控中心机房。在监控中心机房的电源总配电柜的进线端,安装通流容量为100kA的电源防雷器el套,作为监控中心机房设备电源的第一级防护。在监控中心机房的220V电源的电源进线端,安装通流容量为40kA的电源防雷器1套,三相线路推荐使用型号为PPS—11/3—40M的防雷箱,单相线路推荐使用型号为PPS—I/1—40M的防雷箱,作为监控中心机房设缶电源的第二级防护。在监控中心机房各终端设备的前端,安装通流容量为10kA的电源防器,推荐使用型号为LTA6—420NS(一拖四式)的插座式防雷器,作为监控中心机房内各终端设备电源的第;:级防护。在矩阵主机、视频分割器的视频线路接入端,安装视频信号防雷器套,推荐使用型 号为CoaxB—TWl6S的防雷器,作为监控中心机房内视频连接端口的防雷保护。在矩阵主机、视频分割器的控制线路接入端,安装控制信号防雷器,推荐使用型号为SR—E24V/4S的防雷器,作为监控中心机房内控制连接端口的防雷保护。
3)网络系统过电压保护必须运用电磁兼容原理将网络通信系统局部的防护归结到系统局的雷电过电压保护范围内。
a)在每路ISDN线进入路由器之前安装YF—XH/ISDN数据专线信号防雷器,作为数据专线的防护。
b)机房内的网络交换机应分别在网络交换机前端安装机架式网络防雷器,作为网络交换机的防护,防雷厂家推荐使用型号为YF—24RJ45E/4的防雷器,对每个端口进行保护。其产品特点:标准机架式——体化,100M,串联,适用计算机局域网、网络交换机、集成器、终端用户雷电防护,/。(8/20)=5kA。
c)网络间传输使用的光纤无须进行防护,但是光缆的金屑加强筋需要做接地‘对通信系统进行防雷保护,选取适当保护装置非常重要,应充分考虑防雷产品与通信系的匹配性。选用通信接口避雷器应考虑的主要因素如下:
1)线路上可能感应的浪涌形式(如波形、时间参数和最大峰值)。
2)接口电路模拟雷电冲击击穿电压的临界指标。
3)保护对象在正常丁作状态下的数据信号电平。
4)保护装置在模拟雷电冲击下的残压参数指标。
;)保护装置的耐冲击能力。
6)系统的工作频率。
7)保护对象的接口方式。
8)工作电压。
由于信号电平不断趋向低压化,所以更容易受到过电压的侵害,同时电子产品已涉及各行各业,防雷厂家种类繁多,所以在选择防雷器时,应充分考虑防雷产品与设备的匹配性,才能保证信号的稳定传输,通常应考虑保护信号设备的类型和相关参数:
1)了解保护信号的种类,包括高频(微波/无线通信),计算机局域网、广域网,工业业自动化控制信号,现代办公通信网络(数据专线等),视频系统(CATV/CX?TV)。
2)了解保护设备的相关参数,包括数字量/模拟量、工作电压、工作频率、传输速率、接口形式,使用场合。
3)选择合适的信号防雷器。
。)根据保护设备信号的类型,选择相应的信号防雷器,如计算机网络SPD、视频信号SPD、控制信号SPD、天馈信号SPD等。
h)根据设备工作电压,选择合适的保护电压的防雷器,如控制信号SPD工作电压通常有5V、12V和24V。
,)根据设备刘于防雷器插入损耗的要求,选择不同频宽的防雷器。
d)根据设备接口种类、公制、英制的要求,选择不同接口6 出自:防雷厂家