一、前言
雷擊已成為大自然的嚴重自然災(zāi)害之一,隨著我國微電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度集成化(VLSI芯片),從而造成設(shè)備耐過電壓、耐過電流的水平下降,對雷電(包括感應(yīng)雷及操作過電壓)浪涌的承受能力降低。
為了保證電子設(shè)備的正常運行和工作人員的安全,必須設(shè)計完整有效的防雷方案。
1、現(xiàn)場分析:
小區(qū)的建筑物一般都安裝有完善的直擊雷防護設(shè)施,總控機房、監(jiān)控系統(tǒng)、停車系統(tǒng)、停車系統(tǒng)和電梯系統(tǒng)除接地外,還應(yīng)考慮過壓防雷保護措施。
故本方案主要是做小區(qū)的電源系統(tǒng)防雷和信號系統(tǒng)防雷,從而完善整個小區(qū)的綜合防雷系統(tǒng)。
2、防雷設(shè)施說明:
1.建筑物防雷設(shè)施由接閃器(如避雷帶、避雷針)、引下線、地網(wǎng)組成;
2.設(shè)備防雷設(shè)施由電源線路防雷器和信號線路防雷器組成。電源線路一般要采用三級防雷,總電源、機房電源或樓層總電源、重要用電設(shè)備前要分別安裝相應(yīng)的防雷器,數(shù)據(jù)傳輸線路要安裝對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號防雷器。
二、現(xiàn)代防雷基本知識
根據(jù)不同的破壞機理,雷這種特殊的自然放電現(xiàn)象表現(xiàn)為兩種形式:直擊雷和感應(yīng)雷。
直擊雷是指帶電云層與大地上某一點之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象。其破壞原理主要是機械破壞作用,體現(xiàn)在樓房頂角被雷擊落一塊水泥,大樹被雷劈開,屋外的人畜被雷打死等;帶電云層由于靜電感應(yīng)作用,使某一范圍帶上異種電荷,直擊雷發(fā)生以后,云層帶電迅速消失,而地面某些范圍由于散流電阻的存在,以至出現(xiàn)局部高電壓;或者由于直擊雷放電過程中,強大的脈沖電流對周圍的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)發(fā)生高電壓以致發(fā)生閃擊的現(xiàn)象,叫做“二次雷”或稱“感應(yīng)雷”,其破壞機理主要是電子設(shè)備的過壓擊穿,體現(xiàn)在計算機網(wǎng)絡(luò)上接口網(wǎng)卡和電源部分的損壞,嚴重者可燒壞主板,造成整機報廢。
“直擊雷”是在短時間內(nèi)以脈沖的形式通過強大的電流,它的峰值有幾十KA乃至幾百KA,峰值時間很短,以us計的;“感應(yīng)雷”沒有直擊雷那么猛烈,但它發(fā)生的機率遠比直擊雷高得多。因為直擊雷只發(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一兩個小范圍的目標,而一次雷擊可以在比較大
范圍內(nèi)多個小局部同時發(fā)生感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象,并且這種感應(yīng)高電壓可以通過電力線、網(wǎng)絡(luò)線等金屬導(dǎo)線傳輸?shù)胶苓h,致使雷害范圍擴大。特別是隨著大規(guī)模集成電路的應(yīng)用,防雷已由以前的防直擊雷為主發(fā)展到今天的綜合防雷。
直擊雷的防護一般采用樓頂安裝避雷帶、避雷針等,配合引下線、地網(wǎng)以保護建(構(gòu))筑物及建(構(gòu))筑物內(nèi)人員的安全;感應(yīng)雷的防護主要采用線路上安裝雷擊過電壓保護器,即防雷器,配以線路屏蔽接地、等電位接地處理等綜合運用,以保護設(shè)備的安全。因此,只有防直擊雷或只有防感應(yīng)雷都是不全面的,而應(yīng)進行社保電子綜合防雷。
三、設(shè)計依據(jù)
1、《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94
2、《電子計算機房設(shè)計規(guī)范》GB50174-93
3、《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T16-92
4、《計算機場站安全要求》GB9361-88
5、CCITT藍皮書K.11建議《過電壓和過電流防護的原則》
四、設(shè)計原則
1、嚴格按照國家標準設(shè)計直擊雷和感應(yīng)雷的防護方案。
2、系統(tǒng)防雷采用綜合接地和等電位連接,力求全面綜合保護。
3、主要防雷設(shè)備采用國產(chǎn)歐雷克防雷產(chǎn)品,根據(jù)實際情況,在最大限度內(nèi)達到節(jié)約資金的目的。
五、技術(shù)方案
5.1、直擊雷的防護(略)
看小區(qū)的建筑物頂端、屋面安裝的避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等設(shè)施,是否已經(jīng)滿足了整個小區(qū)完善的直擊雷防護,如不滿足則根據(jù)實際情況設(shè)計。
5.2、感應(yīng)雷的防護
1、小區(qū)供電系統(tǒng)的防雷
在雷擊事故中,由電力線引雷而損壞電子設(shè)備占百分之八十以上,根據(jù)IEC規(guī)范、國家標準及專家建議,并根據(jù)甲方現(xiàn)狀及要求,應(yīng)采取下列防護措施:
在小區(qū)總配電房安裝HY-XBS380/100三相電源防雷箱(通流容量50-100KA)做為一級防雷(數(shù)量看有幾路供電),并以最短的距離將地線接到接地母排上,對整個小區(qū)的電源系統(tǒng)進行防雷保護。
2、 電梯系統(tǒng)的防雷
1)、各單元電梯機房的配電柜中分別安裝HY-XCS380/80(通流容量40-80KA)三相電源防雷箱(數(shù)量看有幾臺電梯),對電梯系統(tǒng)進行防雷保護。
2)、用截面積不小于6mm2的多股銅線將主控機房和所有弱電設(shè)備間的防雷裝置、金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來導(dǎo)體、電氣和電訊裝置連接至接地母排做等電位連接。
電視監(jiān)控系統(tǒng)一般由以下三部分組成:
前端部分:主要由攝像機、鏡頭、云臺、防護罩、支架等組成。
傳輸部分:使用同軸電纜、電線、多芯線等地埋或沿墻敷設(shè)傳輸視頻、音頻或控制信號等。
終端部分:主要由畫面分割器、監(jiān)控器、控制設(shè)備等組成。
雷電波會沿電源線、信號傳輸或進入監(jiān)控室的金屬管線侵入設(shè)備,造成電位差使設(shè)備損壞;或者雷云放電時產(chǎn)生很強的瞬變電磁場使處在電磁場中的監(jiān)控設(shè)備和傳輸線路會感應(yīng)出較大的電磁感應(yīng)及帶電雷云使傳輸線路上產(chǎn)生靜電感應(yīng)損害損壞監(jiān)控設(shè)備;所以宜采取以下措施:
室內(nèi)監(jiān)控中心機房的防雷
1)、在監(jiān)控中心電源輸入端安裝1套HY-MII2AC60單相電源防雷器(通流容量30-60KA),對監(jiān)控系統(tǒng)電源進行防雷保護。
2)、在重要設(shè)備(如硬盤錄象機、畫面分割器等)電源端分別安裝一套HY-E10A/6防雷插座對設(shè)備進行精細保護。
3)、 機房電話線的防雷保護:采用HY-Y60-RJ11/110音頻信號防雷器,串接4)、網(wǎng)絡(luò)交換機的防雷保護:采用HY-W1000RJ45網(wǎng)絡(luò)信號防雷器
5)、在監(jiān)控中心視頻每線上安裝一套我公司HY-S40-BNC/6型號的視頻信號防雷器。
6)、在監(jiān)控中心的485云臺控制線上安裝一套我公司HY-K485-4P/12型號的控制信號防雷器。
7)、在報警器前端信號線接入處加裝控制信號防雷器HY-K485-4P/12,對報警器的信號線做有效的防雷保護。
8)、用截面積不小于6mm2的多股銅線將主控機房和所有弱電設(shè)備間的防雷裝置、金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來導(dǎo)體、電氣和電訊裝置連接至接地母排做等電位連接。
室外監(jiān)控設(shè)備的防雷
由于監(jiān)控器有部分處于建筑物內(nèi),建筑物有一定的屏蔽作用,不易受到雷電影響,故只須對處于空曠位置的槍式攝像機和快球攝像機安裝防雷設(shè)備。
1)、在室外的球形攝像機電源、視頻、控制線上安裝一套HY-2DV-W網(wǎng)絡(luò)電源二合一防雷器。
2)、在室外的固定式攝像機上分別安裝HY-2DV-W 網(wǎng)絡(luò)電源二合一防雷器。 3)、監(jiān)控系統(tǒng)的電源線、信號線的傳輸過程中必須進行屏蔽埋地處理,可在電纜進入終端和前端設(shè)備前穿金屬管埋地引入,在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地接置相連。
4. 停車場管理系統(tǒng)防雷
1)、在進出崗?fù)さ膯蜗嚯娫磁潆娤浞謩e安裝HY-MII2AC40單相電源防雷器(通流容量20-40KA)。
2)、在停車場的進出口讀卡機電源端分別安裝HY-MII2AC40單相電源防雷器。
3)、在崗?fù)る娔X、進出口讀卡機與管理PC的485數(shù)據(jù)卡接口端分別安裝
HY-K485-4P/12信號防雷器。
4)、在道閘機的電源端分別安裝HY-MII2AC40單相電源防雷器。
5、門禁智能一卡通系統(tǒng)防雷
1)、在一卡通的主控電腦旁安裝HY-MII2AC40單相電源防雷器,在485數(shù)據(jù)線上安裝HY-K485-4P/12信號防雷器,并做接地處理。
2)、對室外的一卡通讀卡器安裝HY-MII2AC40單相電源防雷器 1 套(根據(jù)電壓選型),在485數(shù)據(jù)線上安裝HY-K485-4P/12信號防雷器,并做接地處理。
六、接地系統(tǒng)
接地是防雷系統(tǒng)重要的組成部分,只有將雷電流的能量泄放到大地,才能可以保證電子設(shè)備免遭雷擊災(zāi)害;等電位連接的目的,在于減小需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差,防止雷電反擊。因此必須建立完善的接地系統(tǒng)及等電位連接。
1、根據(jù)GB50174-93標準要求,接地裝置應(yīng)滿足下列接地要求:
1)、交流工作接地,接地電阻不大于4歐姆;
2)、安全保護接地,接地電阻不大于4歐姆;
3)、直流工作接地,接地電阻應(yīng)按計算機系統(tǒng)具體要求確定;
4)、防雷接地,接地按GB50057<<建筑物防雷設(shè)計規(guī)范>>執(zhí)行。
5)、交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地共用一組接地裝置時,其接地電阻按其中最小值確定。
2、根據(jù)甲方的實際情況,宜采在小區(qū)出入口各構(gòu)筑一個地阻小于4歐姆的人工地網(wǎng),施工位于綠化帶處,應(yīng)將水平接地體局部深埋不小于1m以上。地網(wǎng)上端深度為50厘米,垂直接地體采用5×50×2000熱鍍鋅角鋼(或銅包鋼接地極),水平接地體采用4×40熱鍍鋅扁鋼,垂直接地體與水平接地體的連接采用雙面焊接,水平接地體與水平接地體的搭接采用雙面焊接,焊接面積不小于10mm2,焊接處刷紅丹做防腐處理,同時添加降阻劑,達到要求的接地電阻。
七、結(jié)束語
防雷是一門邊緣科學(xué),防雷系統(tǒng)必須講究科學(xué)性、經(jīng)濟實用、耐久可靠三條原則 ?,F(xiàn)代化電子設(shè)備防雷是一個復(fù)雜的問題,需采用綜合治理的方法,根據(jù)特殊情況對癥下藥,將可能產(chǎn)生雷擊的因素排除,才能將雷害威脅減小至最低的限度,如果該工程按本方案施工,基本可以安枕無憂。
八、產(chǎn)品的安裝及說明
電源防雷器的安裝要求
1、安裝于各級配電箱(柜)、設(shè)備的進線端;
2、與電源線纜并聯(lián)(直流電源防雷器除外);
3、接地線采用10多股銅線或16mm2單股銅線;
4、所有地線按就近原則以最短的距離接地
5、電源防雷器的前端須串聯(lián)快速熔斷絲或空氣開關(guān),以防止短路電流導(dǎo)致系統(tǒng)故障(防雷箱中裝有空氣開關(guān)),直流的除外。
信號防雷器的安裝要求
1、安裝于設(shè)備與信號線的連接端口,盡量靠近設(shè)備;
2、與數(shù)據(jù)線串聯(lián);
3、確認與數(shù)據(jù)進線方向一致;
4、接地線采用2.5 mm2的標準黃綠雙色地線;
等電位連接和地網(wǎng)地線安裝要求
1、設(shè)備的等電位接地線采用10-25 mm2多股銅線或35mm2單股銅線;
2、所有地線按就近原則以最短的距離接地
3、地網(wǎng)的接地引線采用25 mm2的銅線或φ8mm以上的鍍鋅圓鋼;
注:防雷器安裝在離被保護設(shè)備距離越近越好。