[监控系统防雷] 监控系统防雷解决方案

当今社会电子计算机技术、通信技术日益发展，各类电子设备大量应用，雷击大地感应到附近的导体中形成过电压，可高达几千伏，对微电子设备的危害极大。LEMP的主要侵入通道有电源线路、各类信号传输线路、天馈路线和进入系统的管、缆、桥架等导体侵入设备系统，造成电子设备失效或永久性损坏。因此，雷击脉冲的防护是在入侵通道上将雷电流泄放入地，从而达到保护电子设备的目有。其主要方法是采用隔离、等位、钳位、均压、滤波、屏蔽、过压过流保护、接地等方法将雷电过电压、过电流及雷击电磁脉消除在设备外围，从而有效地保护各类设备。目前主要采用气体放电管、放电间隙、高频二极管、压敏电阻、瞬态二极管、晶闸管、高低通滤波器等元件根据不同频率、功率、传输速率、阻抗、驻波、插损、带宽、电压、电流等要求，组合成电源线、天馈线、信号线系列电涌保护器（SPD）安装在微电子设备的外连线路中，地线按共用接地原则接入系统的地线，才不至于造成地电位反击。只要设计合理、安装合格，电涌保护器就能有效的防御雷电。

1、 监控系统综合防雷设计方案的依据

监控系统综合防雷在设计时主要采用以下标准，供设计时参照。

（1） IEC61024《建筑物防雷》

（2） IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》

（3） B50057-94《建筑物防雷设计规范》

（4） GB50200-94《有线电视系统工程技术规范》

（5） GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》

（6） GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

（7） XQ3-2000《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》

2、 监控系统的综合防雷原则

监控系统的综合防雷设计应考虑环境因素、雷电活动规律、系统设备的重要性、发生雷灾后果的严重程度，分别采取相应的防护措施。

（1） 在进行综合防雷设计时，应坚持全面规划、综合治理、优化设计、多重保护、技术先进、经济合理、定期检测、随机维护的原则，进行综合设计及维护。

（2） 监控综合防雷系统的防雷设计应采用直击雷防护、等电位连接、、屏蔽、合理布线、其用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。必须坚持预防为主，安全第一的指导方针。

（3） 监控综合防雷系统应根据所在地区雷暴等级、设备放置在雷电防护区的位置不同，采用不同的防护标准。

3、 监控、信号系统、建筑物直击雷防护及接地措施

（1） 在室外每个监控摄像头的支撑杆顶安装一套不锈钢避雷针，以保护摄像头等设备免遭直击雷危害。

（2） 避雷针的引下线最好利用钢结构柱做泄流线，条件不允许时，也可以单独用25mm2以上的铜绞线穿镀锌钢管屏蔽，并做绝缘处理，从避雷针尖直接以最短路径入地，以减少泄流时的雷击电磁脉冲辐射而损坏微电子设备系统。

（3） 在每支室外摄像枪撑杆周围及所有信号机柜周围，加做简易辅助地网一个，规格为：

地网挖深80CM、宽30CM、长10～15M沟渠一条

地极，材料为 规格 角铁 4根，2.5M长，每隔2.5～3.0M打一条。

连接地极扁铁 。。。。。。

（4） 每个简易地网需就近与别墅基础钢筋联接，才能有效防雷，连接材料为25平方毫米多股铜芯线或Φ12钢筋。

（5） 每个电源机柜地线及外壳用25平方毫米多股铜芯线与地网联接导通。

（6） 信号机柜外壳及信号线屏蔽层用10平方毫米多股铜芯线接地。

（7） 10支室外摄像枪、 个信号机柜，需做 个简易地网，作 处等电位联接（与别墅基础地网）。

（8）

4、 雷击电磁脉冲（LEMP）的防护措施

雷击电磁脉冲（LEMP）所产生的感应电动势通过侵入通道叠加在线路信号上产生瞬间高电压，击毁各类用电设备和微电子芯片，因此在实施防雷工程时必须将感应雷击作为重点，进行有效的防御。在设计综合防雷时，应从以上通道进行重点防护，同时做好等电位连接和共用接地系统。

4．1监控中心监控系统的防雷措施

监控室的总配电开关处安装一套雷电通流容量Imax≥40kA（波形8/20μs）；标称导通电压为Un≥2.5Uc（Uc：最大工作电压）；响应时间Ta≤50ns的单相电涌保护器SPD1，型号为：HD-D380C-XS40，并联,作为中心监控设备总电源保护。

在电源后或设备前安装一套雷电通流容量Imax≥10kA（波形8/20μs）；标称导通电压为Un≥2Uc（Uc：最大工作电压）；响应时间Ta≤50ns的单相电涌保护器SPD2，型号为：HD-D220CZ，防雷插座,作为第二级保护。

室外摄像枪电源线路安装摄像枪专用电涌保护器, Imax≥5kA（波形8/20μs）；标称导通电压为Un≥2.2Uc（Uc：最大工作电压）；响应时间Ta≤50ns的单型号为HD-GVD/220V。

SPD连接导线应短而直，SPD连接导线不宜大于0.5m，当长度大于0.5m时应适当加粗线径。

4．2 视频信号传输线路的防护措施

监控中心视频信号处理设备和室外监控摄像头的视频传输电缆两端应安装视频信号SPD，型号为：HD-XH-GVD/A各一只，以保护中心设备及摄像头。

5、 屏蔽措施

（1） 屏蔽是减少电磁干扰的基本措施，宜采取以下措施：外部屏蔽措施、线路敷设于合适的路径、线路屏蔽，这些措施宜联合使用。

为改善电磁环境，所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属部件都应等电位连接在一起，并与接地装置相连。屋顶为金属表面、立面金属表面、混凝土内钢筋和金属门窗框架，都必须进行等电位连接后接地。

在需要保护的空间内，当采用屏蔽电缆时其屏蔽层至少在两端并宜在雷电防护区交界处做等电位连接。当微电子设备系统要求只在一端做等电位连接时，可将屏蔽电缆穿金属管引入，金属管在一端做等电位连接。

建筑物之间的连接电缆应敷设在金属管道内，这些金属管道从一端到另一端应全线电气贯通，并连到各建筑物的等电位连接带上。电缆屏蔽层也应连到这些带上。

（2） 实践中建筑物或房间的大空间屏蔽是由金属支撑物、金属框架或钢筋混凝土的钢筋这些自然构件组成的。这些构件构成一个格栅形大空间屏蔽。穿入这类屏蔽的导电金属物应就近与其做等电位连接后接地。

（3） 监控系统设备机房位置应选择在LPZ最高级区和避免设在建筑物的顶三层内；当建筑物天面部分的避雷网格尺寸不符合系统抗干扰的要求时，应在天面加装屏蔽层。使用非屏蔽电缆，入户前应穿金属管并埋入地中水平距离10m以上。如受条件限制无法穿金属管埋地入户，则应加长入户屏蔽管或栈桥长度，金属管或栈桥的两端以及在雷电防护区交界处要做等电位连接和接地。

（4） 监控系统设备为金属外壳时，应用最短的导线将其与等电位连接带连接。如是非金属外壳，当设备所在建筑物屏蔽未达到设备的电磁兼容性要求时，应加装金属网或其它屏蔽体对设备屏蔽，金属网应与等电位连接带进行等电位连接。

（5） 计算机、通信、监控机房的设备应与建筑物外墙保护1m左右距离。以防止大楼遭到直击雷时沿外墙泄流入地的引下线周围产生较强的电磁场而损坏微电子设备。

6、 等电位连接与共用接地

（1） 等电位连接是现代防雷技术重要的防护措施之一。将进入监控中心大楼的各类管线的屏蔽层、机架等在进入大楼前进行等电位连接后接地。在进入设备前再进行二次等电位连接后接地。将摄像头输出的同轴电缆的外层和其它管线外层在进入大楼前进行等电位连接后接地。

（2） 将分开的外导电装置用等电位连接导体连接后接地，以减少系统设备所在的建筑物金属构件与设备之间或设备与设备之间因雷击产生的电位差。利用钢筋混凝土结构的建筑物内所有金属构件的多重连接建立一个三维的连接网络是实现等电位连接的最佳选择。为方便等电位连接施工，应在一些合适的地方预埋等电位连接预留件。

进入系统所在建筑物的各类水管、采暖和空调管道等金属管道的金属外层在进入建筑物处应做等电位连接，燃气管道入户后应在法兰盘连接处插入一块绝缘两端用开关型SPD连接后户内金属管道可参加等电位连接，并与建筑物组合在一起的大尺寸金属件连接在一起，按GB50054的要求做总等电位连接之后，接向总等电位连接带，并可靠连通接地。

（3） 在建筑物入口处，即LPZ0B与LPZ1区交界进行总等电位连接后接地，在后续的雷电防护区交界处按总等电位连接的方法进行局部等电位连接，连接主休应包含系统设备本身（含外露可导电部分）、PE线、机柜、机架、电气和电子设备的外壳、直流工作地、防静电接地、金属屏蔽线缆外层、管道、屏蔽槽、电涌保护器SPD的接地等均应以最短的距离就近与这个等电位连接带直接连接。连接基本方法应采用网型（M）结构或星型（S）结构。网型结构的环行等电位连接带应每隔5m经建筑物墙内钢筋、金属立面与接地系统连接。当采用S型等电位连接网络时，系统的所有金属组件除在接地基准点，即ERP处连接外，均应与共用接地系统的各组件有足够的绝缘（大于10KV, 1.2/50μs）。