一、概述
雷電是發(fā)生在因強對流而形成的雷雨云中和云地之間的強烈放電現(xiàn)象。自然界的雷擊主要有直接雷擊和感應(yīng)雷擊兩類。直接雷擊聲光并發(fā)，電閃雷鳴，老少皆知。它以強大的電流、熾熱的高溫、猛烈的沖擊波等，擊壞放電通道上的建筑物、輸電線、擊死擊傷人、畜等。而感應(yīng)雷擊則悄然發(fā)生，不易察覺，后果嚴重。它是由于雷雨云的靜電感應(yīng)或放電時的電磁感應(yīng)作用，使建筑物上的金屬部件，如管道、鋼筋、電源線、信號傳輸線路、天饋線等感應(yīng)出與雷雨云電荷相反的電荷，造成放電，其主要通道是通過電源線、信號線、天饋線以及地電位反擊等引入室內(nèi)破壞電子設(shè)備。
既然直擊雷和感應(yīng)雷擊的侵害渠道不同，防護措施也就不同。防直擊雷主要采用避雷針、避雷帶（網(wǎng)）等傳統(tǒng)避雷裝置，只要設(shè)計規(guī)范，安裝合理，這些避雷設(shè)施便能對直擊雷進行有效的防御。但是無論多么完善的避雷針（帶），對感應(yīng)雷擊都無能為力，因為感應(yīng)雷擊是由于電子、電氣設(shè)備的電源線、信號線和天饋線等招引而致，加之有的系統(tǒng)屏蔽差以及沒有采取等電位連接措施、綜合布線不合理、接地不規(guī)范造成地電位反擊等，因而感應(yīng)雷擊及雷電電磁脈沖的入侵很容易損壞相應(yīng)的電子、電氣設(shè)備。當(dāng)今信息社會電子設(shè)備大量應(yīng)用，特別是電子計算機技術(shù)和微波通信技術(shù)日益普及，感應(yīng)雷擊的危害明顯增加，僅靠避雷針防雷已遠遠不能滿足電子、通信、微電子設(shè)備防雷擊的實際需求。
為了適應(yīng)這種需要，近年來防雷也由簡易避雷針防直擊雷發(fā)展到綜合防雷工程的新階段。防雷工程是一個系統(tǒng)工程，它包括直擊雷的防護、等電位連接措施、屏蔽措施、規(guī)范的綜合布線、感應(yīng)雷擊及雷電電磁脈沖（LEMP）的防護、完善合理的接地及地網(wǎng)系統(tǒng)六個部分組成。在一個完善的防雷系統(tǒng)工程中（特別是微電子設(shè)備的防雷工程）缺一不可。如果一個環(huán)節(jié)考慮不周，不但起不到防雷作用，還有可能引雷入室而損壞設(shè)備。
因此，我們既要防止直接雷擊——依靠合格的避雷針（帶）系統(tǒng)，也要防止感應(yīng)雷擊—采用完善的綜合防雷手段和安裝避雷器（SPD）系統(tǒng)，二者有機結(jié)合，相互補充，構(gòu)成一套完整的防雷體系，這就是現(xiàn)代防雷的新理論—綜合防雷技術(shù)。只有這樣，才能有效地防止雷擊事故，減少雷擊災(zāi)害。
信息系統(tǒng)設(shè)備種類多、線路多、要求特殊、屬實時運行系統(tǒng)，除了有暴露在室外各類專用收、發(fā)信天線等設(shè)施外，還有非常集中的各類弱電設(shè)備，這既應(yīng)防御直接雷擊的危害，又需防止感應(yīng)雷擊的侵襲。因此，信息系統(tǒng)的防雷應(yīng)按照：“綜合治理、整體防御、多重保護、層層設(shè)防、經(jīng)濟實用、安全可靠的基本原則，進行綜合防護”。只有這樣才能有效地防止雷擊事故的發(fā)生，從而減少和避免雷擊造成的危害，以保護設(shè)備的正常運行，保障工作順利進行。
二、方案設(shè)計依據(jù)的標準
GB50057—94 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》
99D562 《建筑物防雷設(shè)計安裝圖集》
GB50174—93 《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》
GB9361—88 《計算機機房場地安全要求》
IEC61312 《雷電電磁脈沖的防護》
YDJ26-89 《通訊局（站）接地設(shè)計暫行技術(shù)規(guī)定（綜合部份）》
GB50169-92 《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》
三、環(huán)境分析及防雷現(xiàn)狀
工廠所在地區(qū)年雷暴日為34.2日，為中雷區(qū)。廠區(qū)有辦公、廠房等大樓多棟，同時擁有大量先進電子監(jiān)控、安防設(shè)備。按防雷規(guī)范，應(yīng)該設(shè)計綜合防雷方案，采取全面綜合的防雷措施。一般電子設(shè)備的綜合防雷措施包括建筑物直擊雷防護、設(shè)備直擊雷防護、電源部分防雷、信號部分防雷、天饋線防雷、室內(nèi)設(shè)備接地及等電位連接、室外地網(wǎng)及等電位連接、電磁屏蔽以及防干擾等多種措施。此處根據(jù)建設(shè)方的要求先期只對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計雷電防護方案。所以，本次設(shè)計主要包含感應(yīng)雷防護、室內(nèi)設(shè)備接地以及等電位連接、室外地網(wǎng)等幾個方面。
四、解決方案
安保系統(tǒng)分為3個區(qū)，都是通過前端的攝像機視頻信號通過同軸電纜傳輸至各光纖集中點，再通過光纖線路將信號傳輸?shù)奖Ｐl(wèi)處控制中心，再進行視頻分配。同時，整個視頻系統(tǒng)通過局域網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程監(jiān)控?？刂浦行臋C房設(shè)在2區(qū)。由于整個系統(tǒng)分布廣闊、線路較長、很容易遭受感應(yīng)雷襲擊損壞設(shè)備，所以，傳輸線路兩端的設(shè)備，包括攝像頭部分、分機房光端機部分、局域網(wǎng)遠程訪問等部分是雷電防護的重點部分，每部分功能設(shè)備都必須采取電源防雷、信號防雷、接地等措施，以策安全。
1、設(shè)備直擊雷防護：監(jiān)控系統(tǒng)多數(shù)位于室內(nèi)，不考慮直擊雷防護；部分攝像頭位于室外，設(shè)備安裝方在架設(shè)時都已安裝避雷針，此處不作設(shè)計。
2、機房電源防雷：供電都由總配電室分配到各個功能單元配電柜，再由配電柜分配到各機房使用。由于電源系統(tǒng)是防雷的重點，此處必須采用三級電源保護。其中，總配電室宜安裝1臺通流量大的電源防雷器對進入室內(nèi)的電源進行第一級防雷安全保護，實際已經(jīng)安裝。在各功能單元分配電柜各安裝一套通流量為60KA的電源防雷器，作為電源系統(tǒng)的第二級防護；在機房配電箱或插座取電處各安裝一臺通流量為20KA的電源防雷器，作為電源系統(tǒng)的第三級防護；以上構(gòu)成三級防護，可靠保護設(shè)備的用電安全。
3、監(jiān)控設(shè)備防感應(yīng)雷及雷電波入侵：
3.1攝像頭的防雷：攝像頭分為旋轉(zhuǎn)攝像頭和固定攝像頭，各個攝像頭到分機房光端機前端通過屋檐下架空等方式布線，長度最短30余米，最長700余米。除少數(shù)攝像頭分布于室外，大多數(shù)分布于室內(nèi)走廊及辦公室。其中，旋轉(zhuǎn)攝像頭到分機房的接線包括視頻同軸電纜、電源線路、信號控制線路三組線，固定攝像頭到分機房的接線包括視頻同軸電纜、電源線路兩組線。為了確保攝像頭以及與之連接的光端機、電源設(shè)備、信號控制設(shè)備的安全，設(shè)備除采取有效可靠的接地措施外，必須加裝SPD保護，其中，重點保護戶外孤立攝像頭及與其相連接的機房設(shè)備。
3.2分機房及光纖防雷
分機房作為監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸樞紐，多組工作線路從戶外引入，設(shè)備供電采用普通墻面插座供電，為了確保設(shè)備的安全，此處必須對進出線路進行規(guī)范接地，并在攝像頭線路引入出設(shè)置SPD保護，光纖引入出必須將金屬加強筋可靠接地。同時，分機房設(shè)備供電采用三級防雷保護，防止雷電流由供電線路進入損壞設(shè)備。
3.3控制中心及安防部分局域網(wǎng)防雷
控制中心機房作為整個安保系統(tǒng)的核心點，其設(shè)備的安全運行至關(guān)重要。除了良好的接地外，電源、信號、室外直接引入線、局域網(wǎng)絡(luò)訪問系統(tǒng)都必須進行可靠的防雷保護。
3.4紅外系統(tǒng)的防雷
紅外系統(tǒng)防雷包含供電和信號反饋兩個部分。其中，供電部分由中心機房直接引出，此處為防止雷電流反竄，必須設(shè)置SPD保護，信號反饋線路直接引入中心機房，為防止其報警等設(shè)備遭受雷擊，必須設(shè)置SPD保護。
4、室內(nèi)設(shè)備接地及等電位連接：公司很多機房都使用了電子儀器，設(shè)備自身必須進行良好的接地，同時保護設(shè)備的防雷器也必須可靠接地。為此，系統(tǒng)很多需要接地的分機房需要進行室內(nèi)接地改造，進行接地和等電位連接。對于有接地且滿足接地要求≤4Ω的機房，只將設(shè)備與地網(wǎng)連接即可，對于未做接地或接地不滿足要求的地方且需要重新做接地系統(tǒng)。
5、室外地網(wǎng)：目前中心機房室外地網(wǎng)經(jīng)測試，電阻值小于4Ω。對于其余機房和室外無接地攝像頭，則全部重新做接地。接地電阻小于4Ω。
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