综合布线系统防雷设计中如何防感应雷

1、综合布线系统防雷设计中如何防感应雷    分析感应雷产生的原因，应采取的方法，即：均衡系统电位，逐级分别泄流，加强屏蔽。 我们知道雷电入侵电器设备的形式有两种：直击雷和感应雷。雷电直接击中线路并经过电器设备入地的雷击过电流称为直击雷；由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压，过电流形成的雷击称为感应雷。目前，在智能大楼防雷系统设计上，是执行的国家标准建筑物防雷设计规范GB50057 94，设计由避雷网(带)，避雷针或混合组成的接闪器，立柱基础的钢筋网与钢屋架，屋面板钢筋等构成一个整体，避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体，将强大的雷电流入大地。计算机系

2、统安置在建筑物内，受建筑物防雷系统保护，直击雷击中计算机网络系统的可能性非常小，计算机设备抗直击雷能力很低，防护设备非常昂贵，通常不必安装防护直击雷的设备，而计算机网络必须防感应雷。感应雷可由静电感应产生，也可由电磁感应产生，形成感应雷电压的机率很高，对建筑物内的低压电子设备威胁巨大，计算机网络系统及电话程控交换机的防雷工作重点是防止感应雷入侵。入侵计算机系统的雷电过电压过电流主要有以下三个途径：1.由交流电220V电源供电线路入侵计算机系统的电源由电力线路输入室内，电力线路可能遭受直击雷和感应雷。直击雷击中高压电力线路，经过变压器耦合到220伏低压，入侵计算机供电设备；另外低压线路也可能被直

3、击雷击中或感应雷过电压。在220伏电源线上出现的雷电过电压平均可达10000伏，对计算机网络系统可造成毁灭性打击。2.由计算机通信线路入侵可分为三种情况：(1)当地面突出物遭直击雷打击时，强雷电压将邻近土壤击穿，雷电流直接入侵到电缆外皮，进而击穿外皮，使高压入侵线路。(2)雷云对地面放电时，在线路上感应出上千伏的过电压，击坏与线路相连的电器设备，通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播，涉及面广，危害范围大。(3)若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时，当某一导线被雷电击中时，会在相邻的导线感应出过电压，击坏低压电子设备。3.地电位反击电压通过接地体入侵雷击时强大的

4、雷电流经过引下线和接地体泄入大地，在接地体附近放射型的电位分布，若有连接电子设备的其他接地体靠近时，即产生高压地电位反击，入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地，在附近空间产生强大的电磁场变化，会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应击雷电过电压，因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机，反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电线芯片耐压能力很弱，通常在 100伏以下，因此必须建立多层次的计算机防雷系统，层层防护，确保计算机特别是计算机网络系统的安全。在防雷系统设计中，目前通常作法是下面两点1.建立联合接地系统，形成等电位防雷体系将建筑物的基础钢筋，梁

5、柱钢筋，金属框架，建筑物防雷引下线等连接起来，形成闭合良好接地的法拉第笼，将建筑物各部分的交流工作地，安全保护地，直流工作地，防雷接地与建筑物法拉第笼良好连接，避免接地线之间存在电位差，消除感应过电压产生的原因。2.电源系统防雷在高压端各相安装防雷装置作为第一级保护，在低压侧安装阀门式防雷装置作为第二级保护，在楼层配电箱安装电源避雷箱作为第三级保护。还应设计综合布线系统防雷综合布线系统包括六个子系统：工作区子系统，水平支干线子系统，管理子系统，垂直主干子系统，设备子系统和建筑群主干子系统。1.工作区子系统它就是工作区(各个办公室)内终端设备连接到信息插座之间的设备组成。每个五类数据点含一个RJ

6、45插座，三类语音点含一个RJ45插座。连接计算机网络的数据点，在管理子系统中已经采取了保护措施，一般不需要加装防雷设施；若需要利用调制解调器通过语音点连接计算机，由于语音线路与外线连接，有必要安装信号避雷器，作为末级防雷措施。 2.水平子系统它是布置在同一楼层上，一端接在信息插座上，另一端接在层配线间的跳线架上，连接管理子系统至工作区的电缆，要求铺设在金属桥架或金属线管内。与联合接地系统相连的金属桥架和金属管线充当了屏蔽层，两端或连接到网络设备或连接到垂直干线，不必再加装防雷设施。3.管理区子系统放置电信布线系统设备，包括水平和主干布线系统的机械终端和交换线路，管理区子系统的数据部分安装在一

7、个19英寸的机柜中，材料包括五类配线架，光纤配线架，绕线环，标签等，采用双绞线作为垂直主干线，需要在机柜中安装计算机网络防雷器，作为计算机网络第二级防雷措施，防护由于引下线泄放雷电流而形成的电磁场突变产生的感应雷；语音部分采用BLX安装架固定在墙面，罩上防尘盖，材料包括25对接线板，绕线环和标签等，管理区子系统需要装信号避雷器，作为通信线路第二级防雷措施。4.垂直干线子系统通常它是由主设备间(如计算机房，程控交换机房)至各层管理间，采用大对数的电缆馈线或光缆，两端分别端接在设备间和管理间的跳线架上，为建筑物提供干线电缆路由。语音主干线按照程控交换机和电信系统的标准和做法，采用三类非屏蔽大对数双

8、绞电缆，已在管理区子系统安装了信号避雷器，一般不需要再装防雷设备。 数据传输主干线采用大对数双绞电缆，已在管理区子系统安装了信号避雷器，一般不需要再安装防雷设备。采用光纤作为数据传输主干线，可满足FDDI，ATM，快速以太网，光纤以太网的传输要求，用光纤作为计算机网络主干线绝对避免了由于引下线泄放雷电流而形成的电磁场突变产生的感应雷，是最好的防雷措施。5.设备间子系统它是整个布线系统的中心、单元，所有楼层的资料都由光纤和电缆传送至此。通常此系统安装在计算机主机房，程控交换机房内。通常分为语音管理和数据管理两部分。语音设备管理区子系统，连接大楼外各种线路，主要处理电话，X25，DDN进线等，经与

9、垂直干线子系统跳接后，连通各语音管理子系统。安装通信避雷柜(保安配线柜)，连接进出大楼的通信线路，覆盖了进出大楼所有通信线，大对数通信电缆必须埋地铺设，防护由于进出、大楼的通信线路引入的感应雷。数据设备管理子系统，与大楼计算机房在同层，方便操作和管理，是计算机网络中心，采用光纤作为计算机网络主干线，绝对避免了雷电影响 ，是最好的防雷措施；若采用大对数双绞电缆作为数据传输主干缆，需要在机柜中安装计算机网络防雷器，作为计算机网络第一级防雷措施。6.建筑群子系统它是将多个建筑物的数据通信信号连接成一体的布线系统。采用光纤作为建筑物间网络连接介质，不需要安装避雷器，甚至可以架空铺设，若采用电缆，必须埋

10、地铺设。进入建筑物内铺设时，电缆必须单独敷设在弱电金属桥架或弱电金属管线内，金属桥架和金属管线与联合接地系统良好相连，充当导线的屏蔽层，不能共用强电金属桥架或强电金属管线。强电金属桥架及金属管线与弱电金属桥架及管线平行敷设时，净距离不小于20厘米。进出建筑物的通信线，不能通过架空线进出大楼，必须通过埋地敷设，并且需要加装金属护套或屏蔽层。随着计算机运用的普及，计算机网络防雷系统是保证建筑物(特别是高层建筑物)内计算机系统可靠运行的基本措施，在建筑物设计施工特别是综合布线系统设计施工时，应得到高度重视。安防工程中光端机的选择技巧    目前市场上多路数字视

11、频光端机，涉及的技术指标种类繁多，大部分工程商和用户也缺乏相应的手段而无法判断技术指标的合理性与真实性，因此在选择产品时容易迷失方向。本文描述了两项在工程中比较关键且容易验证的技术指标，并着重从可靠性和实用性方面，分析了在安防监控工程中怎样选择多路数字视频光端机。         1技术指标考虑         多路数字视频光端机可具备多种功能，每一类功能都有相应的技术指标要求，如视频指标、音频指标、异步数据指标、以太网指标等等。具体的

12、技术指标可以要求厂商提供第三方的测试证明，有条件的工程商应该在选购设备前按照厂商提供的指标进行复测，以检验设备的实际技术指标和厂商的诚信度。这里着重从工程的角度简单说明以下两项视频指标。         1.1 3dB视频带宽足够         视频带宽是一个老生长谈的问题。视频带宽不足，监视画面细节部分就不够清晰，水平分辨率就低，严重的甚至出现了色彩失真或丢失。正是由于视频带宽对图像质量的重要性，有些不法厂商故意夸大产品的视频带宽欺

13、骗客户。某厂商生产的多路数字视频光端机宣称其视频带宽为8M，可其对外公布的视频采样频率是12.5M。按照奈奎斯特采样定律，要真实地还原信号，其采样频率至少应该是信号频率的两倍。如此算来，这家厂商的光端机其理论视频带宽无论如何也不可能超过6.25M。显然，这是一个夸大性能欺骗客户的谎言，这样没有商业信誉的厂商不应放在考虑选购范围之列。但并不是所有的客户都能够准确识别厂商的谎言，对于一般的工程商和用户通过观察图像的细节，可以粗略判断设备的视频带宽。         1.2 APL范围足够宽   &#

14、160;     APL，即图像平均电平，许多工程商不太注意或不太熟悉这个指标。但是，如果说到有些工程中遇到的这么一个问题：视频信号经过光端机传输，当画面中有大面积的白色时（如摄像机被强光照射时）监视器上的画面就会水平抖动，那么工程人员一定不陌生。这就是因为有些厂商生产的视频光端机的APL范围太窄，当图像信号中有大面积白色时，每行图像信号中的直流分量增大，APL将会升高，从而造成行同步信号幅度减小或丢失，监视器无法检测到行同步而发生画面抖动。         2可靠

15、性考虑         作为安防监控工程，设备的可靠性应该是第一考虑要素。而设备的可靠性是设备厂商在产品设计时就必需考虑的，但是，有些厂商可能会因为某些原因而不愿做或不知道怎么做这方面的工作。这里着重从工程的角度简单地讨论以下问题。         2.1 供电方便，电源范围宽         供电是保证数字视频光端机可靠性的首要考虑要素，供电不能保证可靠、

16、合理，谈数字视频光端机的可靠性就成了水中捞月。采用220VAC供电的视频光端机取电比较方便，可靠性也较高，工程中应视情况尽量选择220VAC供电的光端机。这种光端机目前主要有两种供电方式，一种是电源外置式，一种是电源内置式，即电源和光端机一体化。从工程应用来看，电源内置不仅安装方便，而且可靠性较高，因此目前的多路数字视频光端机大都采用电源内置式。         基于国内电网情况，结合工程场地实际，应尽量选择输入电源范围宽的多路数字视频光端机。一般应尽量选择使用开关电源的光端机。开关电源与线性电源相比，不仅效率高，

17、而且开关电源输入电压很宽，基本能保证160VAC265VAC范围内正常工作，其输出电压不会随着输入电压变化而变化，从而不会影响光端机的工作性能和技术指标，也就不会因为电网不稳而造成光端机重复启动，中断监控视频、音频信号的传输。         2.2 温度、湿度适应性强         在有的安防监控工程中，光端机的工作条件比较恶劣，温度变化范围宽，空气湿度大。有的野外监控点偶尔还会停电，光端机工作时发热，停电时设备冷却就会有冷凝水珠。

18、这都要求多路数字视频光端机在温度范围和允许的湿度方面有更多地考虑，以保证其能在恶劣环境下稳定工作，适应安防监控需要。         23 接地考虑         在安防监控工程中，保证设备的良好接地是保证设备可靠性的重要环节。良好的接地，对设备抵御浪涌冲击、防静电和防雷击都有好处，可以显著提高设备的可靠性。因此，选择光端机时，应特别注意厂商的接地方案，由此也可以看出厂商的实力。一个好的接地应有以下方面的考虑：   

19、;      首先，光端机的电源必须接地。作为工业级产品，为了设备和人员的安全，多路数字视频光端机应采用国标220VAC电源线与电源插座相连，而不能为了省事采用两芯电源线与电源插座相连。而且，工程中应保证电源插座的地线与大地可靠连接。         其次，光端机的信号地应与机壳地、大地相连，为积累的静电荷提供泄放回路，防止静电荷积累，损坏设备。光端机的信号地与机壳地、大地间的良好连接，可有效地预防感应雷对设备造成的损坏。   

20、0;     最后，多路数字视频光端机的RS485数据端子也应提供接地线，以便在工程中与对端设备的地线端子相连，避免因RS485通道两端设备间的地电位差损坏数据端口。         24 端口保护         光端机的视频端口、音频端口、数据端口都是极容易遭受损害的部位，静电、浪涌、感应雷击都有可能造成光端机端口的损坏，除工程中应该严格按照施工要求小心操作外，设备本身也应该提供必要

21、的端口保护，选择光端机时，应特别关注厂商的端口保护措施。         3实用性考虑         每一家厂商提供给用户和工程商的都应该是成熟产品，而不是科研样机，因此它必须有实用性方面的考虑。在选择光端机时，用户和工程商可以从设备的实用性角度多做考量。其一，实用性方面的问题用户和工程商容易判断；其二，很难相信不能将实用性做好的厂商能把光端机的可靠性和技术指标做好。这里着重从以下几个角度简单地讨论光端机的实用性。  

22、60;      3.1 外观大方，结构合理         多路数字视频光端机技术含量高，其外观应小巧精致，美观大方，整体结构必须尽量的符合工程安装要求。一般室内型多路数字视频光端机除采用19 伎矶纫允视沧坝诒曜 19 蓟 柜外，还应兼顾工程中将光端机置于桌面或壁挂的需要。另外，多路数字视频光端机还必须具有良好的散热性能和电气接触性能。         3.2接口丰富，布局合

23、理         多路数字视频光端机除要求足够的视频接口外，还可能要求或者将来可能要求配备其他功能丰富的接口，如高保真音频接口、普通电话接口、异步数据接口、以太网接口和开关量接口等，这就要求选择的多路数字视频光端机必须具备系统升级能力，不至于因网络升级或系统功能改变而完全更换设备，从而保护用户的前期投资。         多路数字视频光端机接口种类多，数量多，与这些接口相配套可能还有一些模式设置拨码开关，所有这些元素构成的用户操作界面

24、应该布局合理，接口间留有相当的操作空间，方便工程安装和维修。例如视频接口太过密集，实际应用中就会出现了为维修某一个视频接头，必须拔掉其他正常视频接头的尴尬局面。         3.3 指示灯含义明确，方便工程开通和维护         为方便工程开通和工程维护，多路数字视频光端机应标示有含义明确的指示灯。除电源指示灯外，多路数字视频光端机的收发端机都必须具备视频有无指示灯，指示相应的视频通道有无视频信号输入或输出，工程人员和用户在工程开通阶段和工程维护阶段就可以根据视频指示灯的指示，判断开通和维护中的情况，定位故障点，尽快地解决可能发生的问题。         另外，对于音频和数据部分，也应提供相应的指示灯。简单的方式是参考电信设备的做法，提供同步指示灯和环路指示灯，工程人员和设备厂家据此可以判断是