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監(jiān)控防雷系統(tǒng)綜合方案
一、概述
雷電是一種自然災(zāi)害天氣，它發(fā)生在因強對流天氣而形成的雷雨云之間或雷雨云與大地之間的強烈放電現(xiàn)象。自然界的雷擊主要有直擊雷和感應(yīng)雷兩種，在雷暴活動區(qū)域內(nèi)，直擊雷是指雷云直接通過人體，建筑物或設(shè)備等對地放電所產(chǎn)生的電擊現(xiàn)象，此時雷電的主要破壞力在于電流特性而不在于放電產(chǎn)生的高電位。雷電擊中人體、建筑物或設(shè)備時，強大的雷電流轉(zhuǎn)變成熱能。雷擊放電的電量大約為25～100C。據(jù)此估算，雷擊點的發(fā)熱量大約500～2000J。該能量可以熔化50～200mm3的鋼材。因此雷電流的高溫熱效應(yīng)將灼傷人體，引起建筑物燃燒，使設(shè)備部件熔化。在雷電流流過的通道上，物體水分受熱汽化而劇烈膨脹，產(chǎn)生強大的沖擊性機械力。該機械力可以達到5000～6000N，因而可使人體組織，建筑物結(jié)構(gòu)、設(shè)備部件等斷裂破碎，從而導(dǎo)致人員傷亡、建筑物破壞，以及設(shè)備毀壞等；感應(yīng)雷是指雷電在雷云之間或雷云對地的放電時，在附近的戶外傳輸信號線路、埋地電力線、設(shè)備間連接線和電磁感應(yīng)侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害。感應(yīng)雷雖然沒有直擊雷猛烈，但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。直擊雷只發(fā)生在雷云對地閃擊時才會對地面造成災(zāi)害，而感應(yīng)雷則不論雷云對地閃擊或者雷云對雷云之間閃擊，都可能發(fā)生并造成災(zāi)害。此外直擊雷一次只能襲擊一個小范圍的目標，而一次雷閃擊都可以在較大的范圍內(nèi)多個小局部同時產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象并且這種感應(yīng)高壓可以通過電力線、電話線等傳輸?shù)胶苓h，致使雷害范圍擴大。
隨著電子計算機技術(shù)、通信技術(shù)的不斷發(fā)展，以及電子設(shè)備日益向自動化、多功能和智能化方向發(fā)展，大規(guī)模集成電路等微電子器件的大量使用，都存在防雷電沖擊能力弱的問題。因此電子設(shè)備在日常運行中常常被雷電擊壞，甚至造成系統(tǒng)癱瘓和人員傷亡。因此加強對雷電災(zāi)害的關(guān)注，積極采取切實有效的防護措施是十分必要的�，F(xiàn)代防雷分為外部防雷和內(nèi)部防雷。所謂外部防雷就是防直擊雷（不包括防止防雷裝置受到直接雷擊時向其它物體的反擊），內(nèi)部防雷包括防雷電感應(yīng)、防反擊以及防雷電波侵入和防生命危險。
外部防雷裝置（即傳統(tǒng)的常規(guī)避雷裝置）由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器（也叫接閃裝置）有三種形式：避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)，它位于建筑物的頂部，其作用是引雷或叫截獲閃電，即把雷電流引下。引下線，上與接閃器連接，下與接地裝置連接，它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置。接地裝置位于地下一定深度之處，它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。
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內(nèi)部防雷裝置的作用是減少建筑物內(nèi)的雷電流和所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。除外部防雷裝置外，所有為達到此目的所采用的設(shè)施、手段和措施均為內(nèi)部防雷裝置，它包括等電位連接設(shè)施（物）、屏蔽設(shè)施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施。
現(xiàn)代防雷技術(shù)強調(diào)全方位防護，綜合治理，建立一套完整的防雷系統(tǒng)，并把防雷看做一個系統(tǒng)工程。應(yīng)符合GB50057-94（2000年版）《建筑物防雷設(shè)計》規(guī)范對電源系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、地電位反擊等各個方面作好雷電防護工作，形成一套由室外到室內(nèi)雷電防護體系，通過防雷產(chǎn)品的有效動作來防止雷電波侵入設(shè)備，形成等電位保護結(jié)構(gòu)，其設(shè)備在雷電環(huán)境中安全可靠工作，確保國家、人民財產(chǎn)得到安全保障。防雷工程主要包括六項重要因素：
1、接閃功能： 指實現(xiàn)接閃功能所應(yīng)具備的條件，包括接閃器的形式（避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)）、耐流耐壓能力、連續(xù)接閃效果、造價以及接閃器與建筑物的美學(xué)統(tǒng)一性等。
2、分流影響： 指引下線對分流效果的影響。引下線的粗細和數(shù)量直接影響分流效果，引下線多，每根引下線通過的雷電流就小，其感應(yīng)范圍就小。引下線相互之間的距離不應(yīng)小于規(guī)范中的規(guī)定。當建筑物很高，引下線很長時，應(yīng)在建筑物的中間部位增加均壓環(huán)，以減小引下線的電感電壓降。這不僅可以分流，而且還可以降低反擊電壓。
3、均衡電位： 指使建筑物內(nèi)的各個部位都形成一個相等的電位，即等電位。若建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋與各種金屬設(shè)置及金屬管線都能連接成統(tǒng)一的導(dǎo)電體，建筑物內(nèi)當然就不會產(chǎn)生不同的電位，這樣就可保證建筑物內(nèi)不會產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對防止雷電電磁脈沖干擾微電子設(shè)備也有很大的好處。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物最具備實現(xiàn)等電位的條件，因為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的大部分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的。為滿足防雷裝置的要求，應(yīng)有目的地把接閃裝置與梁、板、柱和基礎(chǔ)可靠地焊接、綁扎或搭接在一起，同時再把各種金屬設(shè)備和金屬管線與之焊接或卡接在一起，這就使整個建筑物成為良好的等電位體。
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4、屏蔽作用： 屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通信設(shè)備、電子計算機、精密儀器以及自動控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖的危害。建筑物內(nèi)的這些設(shè)施，不僅在防雷裝置接閃時會受到電磁干擾，而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低，有時附近打雷或接閃時，也會受到雷電波的電磁輻射的影響，甚至在其他建筑物接閃時，還會受到從該處傳來的電磁波的影響。因此應(yīng)盡量利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋，即建筑物內(nèi)地板、頂板、墻面、及梁、柱內(nèi)的鋼筋，使其構(gòu)成一個六面體的網(wǎng)籠，即籠式避雷網(wǎng)，從而實現(xiàn)屏蔽。由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同，墻內(nèi)和樓板內(nèi)的鋼筋有疏有密，鋼筋密度不夠時，設(shè)計時應(yīng)按各種設(shè)備的不同需要增加網(wǎng)格的廣西地凱科技有限公司 廣西地凱防雷工程有限公司 2
密度。良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個問題迎刃而解，而且對防御雷電電磁脈沖也是最有效的措施。此外，建筑物的整體屏蔽還能防球雷、側(cè)擊和繞擊雷的襲擊。
5、接地效果： 指接地效果的好壞。良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。每個建筑物都要考慮哪種接地方式的效果最好和最經(jīng)濟。當鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物符合規(guī)范條件時，應(yīng)利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置。當達不到規(guī)范中規(guī)定的條件或基礎(chǔ)包在防水卷材層內(nèi)時，可做周圈式接地裝置，但應(yīng)將周圈式接地裝置預(yù)先埋在基礎(chǔ)槽的最外邊（不必離開建筑物3m以外）。接地體靠近基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋有利于均衡電位，同時還可節(jié)省為挖深溝所花費的人力和物力。在基礎(chǔ)完工后再挖深溝則易影響基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
對木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)建筑物，必須做獨立引下線并采用獨立接地方式。當土壤電阻率大，使用接地極較多時，也可做周圍式接地裝置。因為周圈式接地裝置的沖擊阻抗小于獨立接地裝置的沖擊阻抗，而且有利于改善建筑物內(nèi)的地電位分布，減小跨步電壓。采用獨立式接地方式時，以鉆孔深埋接地極（約4～12m）的效果為最好，深孔接地極容易達到地下水位，且能減少接地極的用鋼量。
6、合理布線： 指如何布線才能獲得最好的綜合效果。現(xiàn)代化的建筑物都離不開照明、動力、電話、電視和計算機等設(shè)備的管線，在防雷設(shè)計中，必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關(guān)系。為了保證在防雷裝置接閃時這些管線不受影響，首先，應(yīng)該將這些電線穿于金屬管內(nèi)，以實現(xiàn)可靠的屏蔽；其次，應(yīng)該把這些線路的主干線的垂直部分設(shè)置在高層建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下線的柱筋，以盡量縮小被感應(yīng)的范圍。在管線較長或橋架等設(shè)施較長的路線上，還需要兩端接地；第三，應(yīng)該注意電源線、天線和屋頂高處的彩燈及航空障礙燈等線路的引入做法，防止雷電波侵入。除考慮布線的部位和屏蔽外，還應(yīng)在需要的線路上加裝避雷器、壓敏電阻等浪涌保護器。因此，設(shè)計室內(nèi)各種管線時，必須與防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。
下圖所示為雷電的幾種引入途徑：
·網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線路在遠端遭受直接或感應(yīng)雷擊，沿網(wǎng)絡(luò)線路進入設(shè)備；
·有線通訊線路在遠端遭受直接或感應(yīng)雷擊，沿通訊線路進入設(shè)備；
·建筑物內(nèi)部的各種線路，感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射，進入設(shè)備；
·電源供電線路在遠端遭受直接或感應(yīng)雷擊，沿供電線路進入設(shè)備；
·地電壓過高，反擊進入設(shè)備；
·天線遭受直接雷擊或接收感應(yīng)雷擊；
·避雷針引下線，在避雷針接閃泄放雷電流時，產(chǎn)生的LEMP電磁脈沖輻射；
·臨近建筑物或附近地面、樹木等遭受雷擊，同時帶來LEMP 和附近地面的跨步電壓（地廣西地凱科技有限公司 廣西地凱防雷工程有限公司 3
電壓反擊）；
二、防雷設(shè)計的規(guī)范及標準
1、GB50057-94（2000年版）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》要求。 2、2001年版《防雷技術(shù)標準規(guī)范匯編》要求。 3、2004年版《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》 三、設(shè)計范圍
本方案是在用戶提供的具體資料及需求的基礎(chǔ)上，由廣西地凱防雷工程有限公司辦事處設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容為： ㈠、中心機房的浪涌防護 ㈡、前端監(jiān)控站點的浪涌防護 四、防雷設(shè)計
由于中心機房和前端監(jiān)控站點的監(jiān)控系統(tǒng)的電源和信號沒有采取任何的防雷措施，所以遇有雷擊發(fā)生室難免設(shè)備的損壞，甚至發(fā)生人身事故。所以對中心和站點的電源和信號系統(tǒng)采取相應(yīng)的防雷措施，根據(jù)實際情況安裝相應(yīng)的電源和信號防雷器，并做好室內(nèi)的等電位連接，
㈠、中心機房的浪涌防護
由于中心機房采用光纜進戶，以網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)碼流，和外界沒有金屬線纜連接，所以中心的防雷只做電源的浪涌防護和等電位連接。
A、在監(jiān)控機房電源進戶處安裝DK-380AC100(I型)電源SPD作為電源系統(tǒng)的一級防護。 B、在機柜電源ups處安裝DK-220AC40（D30型）電源SPD作為電源系統(tǒng)的二級防護。
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C、在防靜電地板下安裝等電位端子排，將設(shè)備的接地線、機柜的機殼接地、防雷器的接地都連接在等電位接地端子排上，形成機房設(shè)備的等電位均壓系統(tǒng)。
㈡、前端監(jiān)控站點的浪涌防護（以一個前端監(jiān)控站點為例） 1、電源的防護
A、在每個前端監(jiān)控點機房電源進戶處安裝DK-220AC60(I型)電源SPD作為電源系統(tǒng)的一級浪涌防護。共計1套
B、在機柜電源處安裝DK-220AC40（D30型）電源SPD作為電源系統(tǒng)的二級防護。共計1套
C、在機柜內(nèi)安裝防雷插排2套。 2、信號系統(tǒng)的防護
A、在動點攝像機的前端安裝三合一的DK-DSX/m（220型）監(jiān)控專用SPD, 在監(jiān)控桿的頂端安裝避雷針，作為前端動點攝像機的保護。計4套。
B、在監(jiān)控室的設(shè)備端安裝DK-10f/BNC視頻信號防雷器，作為監(jiān)控室設(shè)備的信號防護。計4套。
C、在監(jiān)控室設(shè)備端安裝DK-nDCp(12型)控制信號防雷器，作為監(jiān)控室設(shè)備的信號防護。計1套。
D、在電話寬帶進戶端安裝電話防雷器DK-nDCt（200型）信號防雷器，作為電話寬帶的浪涌防護。共計1套。
3、接地及等電位
A、在監(jiān)控室安裝3*30mm的等電位端子排，將所有防雷器的接地連接到等電位端子排上，等電位端子板用35mm2的銅纜連接到室外接地系統(tǒng)。
B、在室外做接地系統(tǒng)，接地阻值不大于4Ω。具體施工方法：
采用8套熱鍍鋅角鋼垂直接地極在監(jiān)控室的旁邊做接地網(wǎng)。地極的埋設(shè)沿監(jiān)控室旁邊的空地均勻布設(shè)。
采用40×4的鍍鋅扁鋼作接地網(wǎng)的等電位連接體及增加接地面積，扁鋼埋設(shè)深度應(yīng)
大于0.7米。
在扁鋼埋設(shè)的路徑上，每5m向縱深方向埋設(shè)一組鍍鋅角鋼接地極，從而增加接地面積和接地深度，同時鋪灑一定數(shù)量的降阻劑，更好的降低接地電阻。
接地裝置的接地電阻應(yīng)小于4歐。
采用40×4的鍍鋅扁鋼作為接地引上線，與連接銅纜相連。 C、前端監(jiān)控桿的接地
在攝像機的安裝桿的周圍空地直接埋設(shè)接地極，引上線與安裝桿焊接或栓接連接。具體施工方法：
采用4套熱鍍鋅角鋼垂直接地極作為主接地極在桿體的旁邊做接地。地極的埋設(shè)沿桿體旁邊的空地間隔5米布設(shè)。
采用40×4的鍍鋅扁鋼作接地網(wǎng)的等電位連接體及增加接地面積，扁鋼埋設(shè)深度應(yīng)大于0.7米。
在扁鋼埋設(shè)的路徑上，鋪灑一定數(shù)量的降阻劑，更好的降低接地電阻。 采用40×4的鍍鋅扁鋼作為接地引上線，與桿體相連。 五、工程器材清單
六、工程質(zhì)量控制 ㈠、技術(shù)保證措施
1、系統(tǒng)的技術(shù)主管工程師負責系統(tǒng)現(xiàn)場安裝指導(dǎo)、調(diào)試和編寫驗收所需的技術(shù)文件資料。 2、所有設(shè)備及電纜等均有出廠合格證，設(shè)備安裝前均開箱檢查，其技術(shù)條件均需符合國家有關(guān)規(guī)范及設(shè)計要求。
3、所有上崗工人均有相應(yīng)的專業(yè)知識培訓(xùn)。
4、所有設(shè)備在試運行前均進行全面檢查，并確認其符合運行條件方投入運行。 5、所有固定件的制作安裝均符合圖紙及有關(guān)規(guī)范要求。 6、項目施工、驗收均按國家有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 7、所有工程技術(shù)資料整理完畢，交由甲方審查保存。 ㈡、質(zhì)量保證措施
1、在施工過程中，內(nèi)容發(fā)生變更時，須由提出方提出通知，并由工程建設(shè)方批準后方可施工，并把 變更資料存檔；
2、每次供貨對設(shè)備作一次全面檢查，并對主要設(shè)備作全面測試；
3、系統(tǒng)主管工程師負責系統(tǒng)現(xiàn)場安裝指導(dǎo)和調(diào)試，記錄有關(guān)數(shù)據(jù)，反復(fù)檢測試驗，實現(xiàn)最佳的使用效果；
4、設(shè)備固定要牢固、可靠，安裝完畢時組織檢驗。 ㈢、現(xiàn)場施工安全保證措施
1、現(xiàn)場劃分區(qū)域，施工安全及衛(wèi)生包干落實到責任人； 2、施工現(xiàn)場設(shè)倉庫，保證材料不亂堆亂放； 3、保持道路暢通；
4、要進行文明施工教育，杜絕野蠻施工行為；
5、操作現(xiàn)場要保持清潔、整齊產(chǎn)將加強檢查，將責任落實到班組； 6、杜絕浪費現(xiàn)象發(fā)生，對工具材料放置要整齊，禁止亂丟亂放；
7、加強宣傳教育，保護完成成品，維護施工現(xiàn)場秩序，遵守市政府關(guān)于工地文明施工管理的有關(guān)規(guī)定和公司的文明施工管理規(guī)定。 ㈣、施工期限的保證
在工程合同簽定后，本工程施工現(xiàn)場具備進場條件，施工人員即可進入現(xiàn)場施工，本工程的施工工期暫定為三十天。
七、工程后期運行維護
1、每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對接地系統(tǒng)進行檢查和維護。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，必要時應(yīng)挖開地面抽查地下隱蔽部分銹蝕情況，如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。 2、接地網(wǎng)的接地電阻宜每年進行一次測量。
3、每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對運行中的防雷器進行一次檢測，雷雨季節(jié)中要加強巡視，發(fā)現(xiàn)防雷模塊出現(xiàn)問題及時處理。
八、售后服務(wù)
㈠、本工程提供的防雷設(shè)備免費保修期為一年，一年保修期內(nèi)因防雷產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題，由乙方負責更換。
㈡、應(yīng)甲方要求，乙方對所提供的產(chǎn)品保證在24小時之內(nèi)提供有效響應(yīng)服務(wù)，并在48小時內(nèi)排除故障，并作出書面報告。
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