监控机房防雷方案

监控机房雷电保护设计方案设计方案深圳市博普盾防雷科技有限公司6月目录1、概述 ２2、监控机房的防护原则 ３2.1监控机房的综合防雷 ３2.2监控系统、建筑物直击雷防护及接地方法 ３2.3雷击电磁脉冲（LEMP）的防护方法 ４2.4屏蔽方法 ４2.5等电位连接与共用接地 ６3、方案设计综述 ７3.1方案设计根据 ７3.2设计范畴 ７4、具体分项设计 ７4.1电源供电的防雷方法 ７4.2信号传输线路的防护方法 ９4.3接地系统 １０5、工程预算 １２6、有关图例 １３6.1典型的监控系统防雷示意图 １３6.2接地和共地原则 １３

1、概述雷电是一种常见的自然放电现象，它的产生机理是相称复杂的，人类现在无法控制它产生与发展。由于雷电放电电压高、放电时间短，随着着雷电的发生还产生静电感应、电磁感应、冲击波效应、热效应、电动力效应、电磁辐射、光辐射等，这些物理效应的共同作用，已严重危害室内弱电设备的安全运行，甚至危及工作人员的安全。雷电的危害重要是直击雷、侧击雷、感应雷。而对电子信息系统等弱电系统的危害则重要体现在感应过电压、浪涌、电磁脉冲等对弱电设备的冲击。雷电浪涌是近年来由于微电子设备的不停应用而引发人们极大重视的一种雷电危害形式，同时其防护方式也正在不停完善。最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引发的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引发的。首先由于电子设备内部构造高度集成化（VLSI芯片），从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电（涉及感应雷及操作过电压浪涌）的承受能力下降，另首先由于信号来源途径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。浪涌电压能够从电源线或信号线等途径窜入微电子设备。电源浪涌并不仅源于雷击，当电力系统出现短路故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌，电网绵延千里，不管是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高。当几百公里外的远方发生了雷击时，雷击浪涌通过电网线路传输，通过变电站等衰减，到微电子设备时可能仍然有上千伏，这个高压很短，只有几十到几百个微妙，或者局限性以烧毁微电子设备，但是对于微电子设备内部的半导体元件却有很大的损害，造成微电子设备越来越不稳定甚至是击穿电子元件，或有可能造成重要数据的丢失。信号系统浪涌电压的重要来源是感应雷击、电磁干扰、无线电干扰和静电干扰。金属物体（如传输线）受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的精确性和传输速率。而连接信息系统的电缆信号线上一旦窜入感应过电压，势必会损坏电子设备。排除这些干扰将会改善网络的传输状况。雷电灾害还体现在涉及面广。重要有两个方面的因素，首先积聚大量电荷的雷云有较大的活动范畴及其放电过程的辐射范畴可覆盖达几十公里的范畴，另首先地面多个网络（电力、通信等网络）的互相渗入、错综复杂。而现在仍没有任何一种方法能够全方面避免雷电的危害，只能通过多个有效的方法将雷害的程度降到最低程度。2、监控机房的防护原则2.1监控机房的综合防雷监控机房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，分别采用对应的防护方法。（1）在进行综合防雷设计时，应坚持全方面规划、综合治理、优化设计、多重保护、技术先进、经济合理、定时检测、随机维护的原则，进行综合设计及维护。（2）监控机房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、共用接地系统和安装电涌保护装置等方法进行综合防护。必须坚持防止为主，安全第一的指导方针。（3）监控机房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，采用不同的防护原则。

2.2监控系统、建筑物直击雷防护及接地方法（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）避雷针的引下线最佳运用钢构造柱做泄流线，条件不允许时，也能够单独用25mm2以上的铜绞线穿镀锌钢管屏蔽，并做绝缘解决，从避雷针尖直接以最短途径入地，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）在每支室外摄像枪支撑杆周边及全部信号机柜周边，加做简易辅助地网。（4）每个简易地网需就近与建（构）筑物基础钢筋联接，才干有效防雷，连接材料为95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16平方毫米多股铜芯线与地网联接导通。（6）机房内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。2.3雷击电磁脉冲（LEMP）的防护方法雷击电磁脉冲（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。2.4屏蔽方法（1）屏蔽是减少电磁干扰的基本方法，宜采用下列方法：外部屏蔽方法、线路敷设于适宜的途径、线路屏蔽，这些方法宜联合使用。为改善电磁环境，全部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最少在两端并宜在雷电防护区交界处做等电位连接。当微电子设备系统规定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穿，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构成的。这些构件构成一种格栅形大空间屏蔽。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规定时，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）监控机房设备为金属外壳时，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成设备的电磁兼容性规定时，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持1m左右距离。以避免大楼遭到直击雷时沿外墙泄流入地的引下线周边产生较强的电磁场而损坏微电子设备。2.5等电位连接与共用接地（1）等电位连接是当代防雷技术重要的防护方法之一。将进入监控机房的各类管线的屏蔽层、机架等在进入大楼迈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迈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。运用钢筋混凝土构造的建筑物内全部金属构件的多重连接建立一种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，应在某些适宜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GB50057-94（）的规定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办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。连接基本办法应采用网型（M）构造或星型（S）构造。网型构造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，系统的全部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。3、方案设计综述3.1方案设计根据监控系统综合防雷在设计时重要采用下列原则，供设计时参考。

（1）IEC61024《建筑物防雷设计规范》

（2）IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》

（3）GB50057-94《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-《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

(7)GB50343-《建筑物电子信息系统防雷技术规范》3.2设计范畴本方案设计内容为监控机房内电源系统、信号系统防雷电过电压及接地等电位连接系统。4、具体分项设计4.1电源供电的防雷方法GB50057-94（）《建筑物防雷技术规范》防雷电波入侵的规定：“在电源引入的总配电箱处宜装设过电压保护器”；GB50343-《建筑物内电子信息系统防雷技术规范》第5.4条第4款规定：“在直击雷非保护区或直击雷防护区与第一防护区交界处应安装通过=1\*ROMANI级分类实验的浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护；第一防护区之后的各分区交界处应安装限压型浪涌保护器。使用直流电源的信息设备，视其工作电压规定，宜安装适配的直流电源浪涌保护器。”（1）第一级电涌保护器：在监控室所在大楼的总配电箱内安装一套三相电涌保护器SPD1，型号为BPD-80B/4，作为中心监控设备的总电源保护。电源二级防雷器BPD-80B/4重要参数：序号内容过电压保护参数GB50057-94（）GB50343-规定1最大持续工作电压Uc385V/50Hz1.15U0（U0=220）2最大放电电流80kA3标称放电电流40kA40kA4电压保护水平Up≤1.8kV4kV（按80%计）（2）第二级电涌保护器：在UPS电源进线端安装一套单相电涌保护器SPD2,型号为BPD-40B/2，用来进一步削减一级避雷器的后续高电压，从而保护耐压能力较低UPS电源。电源三级防雷器BPD-40B/2重要参数：序号内容过电压保护参数GB50057-94（）GB50343-规定1最大持续工作电压Uc385V/50Hz2最大放电电流40kA3标称放电电流20kA20kA4电压保护水平Up≤1.5kV（3）第三级电涌保护器：全部设备末端供电保护，如交换机供电，其它设备供电电源三级防雷器BPD-10A/P-6重要参数：序号内容过电压保护参数GB50057-94（）GB50343-规定1最大持续工作电压Uc275V/50Hz2最大放电电流10kA3标称放电电流5kA4电压保护水平Up≤1.25kV4.2信号传输线路的防护方法GB50343-《建筑物内电子信息系统防雷技术规范》第5.4.2条第1款规定：“进、出建筑物的信号线缆，宜选用有金属屏蔽层的电缆，并宜埋地敷设，在直击雷非保护区或直击雷防护区与第一防护区交界处，电缆金属屏蔽层应做等电位连接并接地。电子信息系统设备机房的信号线缆内芯线对应端口，应安装适配的信号线路浪涌保护器，浪涌保护器的接地端及电缆内芯的空线对应接地。”YD/T5098-《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》第3.2.3条规定：“建在都市且地处多雷区、强雷区的通信局（站）各类网管系统金属数据线，若长度不不大于50米且不大于100米，其数据线一侧的终端设备输入口应含有SPD；若长度不不大于100米，其数据线两侧的终端设备输入口均应含有SPD。”第3.2.4条规定：“建在郊区或山区且地处多雷区、强雷区的通信局（站）各类网管系统金属数据线，若长度不不大于30米且不大于50米，其数据线一侧的终端设备输入口应含有SPD；若长度不不大于50米，其数据线两侧的终端设备输入口均应含有SPD。”第3.2.5条第1款规定：“控制及数据采集用的网络接口应含有对应物理接口的SPD保护。”（1）视频信号网络视频信号配备BPD-S05J4/24的重要技术参数1最大通流容量In（8/20）µs5KA2响应时间ta≤1ns3传输速率100Mbps4接口LAN接口以下图：2）前段电涌保护器：在监控前段特备是室外监控需对相机的电源及其信号进行防护，防护型号为BPD-S05J4/220.前端监控防雷BPD-S05J4/220重要参数：序号内容过电压保护参数电源部分1工作电压220v/50Hz2最大持续工作电压Uc385V/50Hz3最大放电电流10kA4标称放电电流5kA5电压保护水平Up≤900v信号部分1最大持续工作电压Uc5v2适应传输速率≤100M3最大通融流量5KA4标称放电电流3KA5保护水平20v6速率衰减≤0.5dB4.3接地系统1、监控机房等电位解决（1）在机房内设等电位均压网格，材料为40mm×4mm的的紫扁铜，距地面高约50～80mm，距墙四周约900mm，并每隔300mm在铜排上钻一种Ф10的孔，以方便设备接地；（2）环形接地母排构成1.0m×1.0m的均压网格，母排之间采用搭接；且每隔1000mm用绝缘子与地面实现可靠绝缘；（3）均压网格引下线采用40mm×4mm的热镀锌扁钢或95mm2的多股铜导线，对称连接到机房接地网上或建筑物主钢筋上，连接点不少于2点；（4）各类设备保护接地线采用多股铜芯线BVR25mm2黄绿线，就近连接到等电位均压网上；（5）引入机房的电缆空线对，应在配线架上接地，或装过电压器件以防引入的过电压在开路导线末端产生反击；（6）机房内的动力电缆(线)、二次设备电缆(线)采用屏蔽电缆，或敷设在金属管内，屏蔽层或金属管两端就近接地。（7）各避雷器的接地线连接到等电位连接铜排上；（8）进出机房的光纤加强筋连接到等电位网格上；2、辅助接地网（1）水平接地体采用40mm×4mm的镀锌扁钢，垂直接地体采用50mm×5mm的镀锌角钢。（2）垂直接地体每隔5至6米打入一根，接地体离地面不不大于0.5米。（3）接地体连接处采用焊接，并作防腐解决，焊接面积达成规定。（4）接地电阻不不不大于4欧姆。

5、工程预算防雷预算表名称/内容规格/型号数量单价小计安装位置电源二级防雷器BPD-80B/41600装设于电源总配电源三级防雷器BPD-40B/21240装设于UPS前端电源四级