林草智慧防火预警系统技术实施方案

林草智慧防火预警系统方案

2019年10月

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目录

一、目的意义...................................................................3

二、主要功能...................................................................4

三、实现形式....................................................................6

3.1、互联网+森林草原防火视频监控预警转台.................................8

3.1.1、转台内置可见光镜头摄像机.......................................8

3.1.2、转台内置红外热成像..............................................9

3.1.3、转台主板内置多种扫描方式，专为森林草原防火视频监控设计......10

3.2、前端视频采集系统设计................................................10

3.2.1、可见光部分.....................................................10

3.2.2、热成像部分.....................................................11

3.2.3、转台部分......................................................13

3.3、前端供电系统的设计..................................................15

3.3.1、太阳能发电系统的设计..........................................16

3.3.2、太阳能供电系统的主要设备......................................17

3.4、铁塔及防雷接地系统的设计............................................17

3.4.1、基站铁塔选址的原则............................................18

3.4.2、基站铁塔形式选择..............................................18

3.4.3、基站用地面积...................................................19

3.4.4、铁塔设计......................................................19

3.4.5、防雷及安全设计................................................20

3.4.6、铁塔设计图纸..................................................25

3.5、前端防盗系统的设计..................................................30

3.5.1、防盗系统设计..................................................30

3.5.2、防盗系统主要设备..............................................30

3.6、前端喊话宣传系统的设计..............................................31

361、喊话宣传系统设计..............................................31

362、喊话宣传系统主要设备..........................................31

3.7、传输系统设计........................................................32

3.7.1、传输系统组成..................................................32

371.1、前端监控基站...........................................33

3.7.1.2、中继站点配置.........................................34

3.7.1,3、监控中心基站.........................................36

3.7.2、传输系统主要设备..............................................36

3.8、指挥中心设计.........................................................38

3.8.1、应用支撑系统设计..............................................38

3.8.1.1、森林草原防火预警软件系统设计...........................41

3.8.1.2、GIS地理信息系统设计...................................51

3.8.1.3、信息发布平台系统设计....................................54

3.8.2、操作台及综合布线系统..........................................55

3.8.3、终端设备防雷..................................................58

3.9、工程案例............................................................60

3.9.1、百色市林火视频监控系统........................................60

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3.9.2、四川喜德县森林防火视频监控系统...............................62

3.9.3、四川马边县森林防火视频监控系统...............................63

3.9.4、四川阿坝州草原防火视频监控系统...............................64

3.9.5、贵州雷公山森林防火视频监控系统...............................65

3.9.6、西藏贡觉森林防火视频监控系统..................................66

3.9.7、甘肃武威森林防火视频监控系统..................................68

3.9.8、甘肃酒泉瓜州县森林防火视频监控系统............................69

3.9.9、甘肃甘南州夏河草原防火视频监控系统...........................70

四、效益产出...................................................................71

4.1、经济效益评价.........................................................71

4.2、生态效益评价.........................................................71

4.3、社会效益评价.........................................................71

一、目的意义

1、建设成林草智慧预警系统，是一套集视频监控、智能预警、指挥调度、防盗

报警为一体的智能林草防火信息系统，系统能够为指挥中心提供准确、及时的现

场信息，通过视频监测记录发现非法伐木者货非法狩猎者，监控视频资料可以作

为处罚依据；

2、建设成以GIS管理软件为平台配合地面数字模型（DEM）实现智能火点自动

定位，为指挥中心提供快速准确定位信息；

3、建设成节能环保、安全高效的前端基站系统，采用低能耗的基站设备及高安

全性的防雷接地措施，为用户提供长时间无需人工维护的自适应系统。

4、建设成基于IP网络的5.8G无线数字微波或者光缆传输链路系统，高性能的

IP的网络（5.8G无线数字微波支持54M/108m带宽，光缆支持100M/1000M

带宽）不仅能为用户提供高质量的视频监测图像（支持D1、高清（720P）、全

高清（1080P））和双向转台信号控制，而且还能够为用户提供未来需要的气息

信息采集、语音对讲、数据等多种网络业务带宽及性能，充分保护用户投资；

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5、建设成以指挥中心决策为核心，以智能监测系统为支撑平台的森林草原防火

信息应急指挥系统，为决策层提供监测图像及分析、林火自动识别报警系统和

GIS自动定位系统，指挥调度防火灭火措施、GIS定位等信息；

6、建设成开放式的系统平台，提供标准的软硬件接口，为用户以后系统升级提

供保护。

二、主要功能

智慧林草视频监控预警系统具备以下功能：

1）监控距离半径5-15公里。

2）火灾识别采用可见光加热成像相结合的识别算法。可识别10X10个像素的火

焰，算法响应时间小于2s,漏报率不低于1%,万公顷日误报次数不大于3%。

3）能显示火灾区域位置的名称并可标注在GIS地理信息上。

4）自动生成最佳扑火路线。

5）暗火的巡查。

6）火灾的评估。

7）野生动物种群的监控和普查。

8）森林草原病虫害的防护。

9）防破坏森林草原、防偷猎的视频监控取证。

10）森林草原的数字化管理功能。

11）具有防风、防沙、防雨、防雪、防尘、防高低温、防电、防腐蚀、防火、

防盗、防破坏等特点。

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12）具有透雾功能。

13）火灾层扫识别功能，扫描时间9秒~60分钟。

14）监控转台转动速速与镜头自适应功能。

15）监控转台状态自动反馈、诊断、处理。

16）监控转台远程电启动。

17）监控转台远程加热功能。

18）监控转台热机双备。

19）具有数据库管理及查询功能。

20）多数据网络转换。

21）具备无线网络传输。

22）监控转台球体设计。

23）耐低温设计,-60度正常工作。

24）监控转台自重不低于120kg。

25）监控转台抖动率小于l%oo

26）监控转台故障自动报警，自动修复功能。

27）监控转台的远程维护、定期维护功能。

28）镜头、像机密闭装配，抽真空、充氮气保护。

29）测距功能。

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三、实现形式

1,林草监测点安装林草视频监控预警转台，转台内置热成像仪24小时监测林

业和草原温度，当温度高过6CTC,预警转台自动报警；计算火点地理坐标、距

离；传输报警坐标距离到数据平台；中心平台分发数据到火点最近护林员；护林

员根据坐标位置，对林业和草原巡护；护林员确认火点后，立即报警；中心数据

平台根据保护区基础数据发送扑火信息给相关人员安排扑火，给出最佳扑火路

径；根据气象数据、着火点林草数据等信息，预测火灾发展趋势，给出最佳扑火

预案；自动对扑火过程录像；明火扑灭后，控制林草视频预警转台对火场进行暗

火查询；整个火场扑灭后，扫描着火面积，评估火灾损失；存储整个扑火过程，

作为以后扑火资料。

2,数据中心接收卫星遥感扫描热点信息后，分发热点信息给热点最近林草

视频监控预警转台和热点最近护林员。预警转台根据中心数据，自动扫描热点，

确定热点，并上报信息给数据中心；护林员根据热点信息巡查热点，并上报信息

给数据中心；数据中心根据上报信息，进行数据融合，通过AI智能判断结果，

最终发出火情预报，分发火情给相关人员；预测火灾发展趋势，给出最佳扑火路

径、预案等。

无人机在扑火现场上空，通过摄像机对火场的着火趋势进行监测，并将信息传回

数据中心。中心根据无人机传回信息，分发相关人员，指挥扑火。

3,林草智慧视频监控预警系统，将林火视频预警转台信息、人工巡护信息、

卫星遥感信息、无人机视频信息、气象信息、地理信息等进行融合，经过AI智

能运算形成预案，通过数据中心进行分发，形成天空地一体化全方位立体结构智

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慧林草预警系统。它把技术防范（林草视频预警转台、卫星、无人机）和人工防

范（护林员巡护系统）完美结合，真正实现能用、好用、实用、可用、耐用的智

慧林草预警系统。

林业和草原防火远程视频监控预警系统，由管理监控中心、传输系统、前端监控

点、供电系统等构成。

各监控点通过传输系统，将图像传输到管理监控中心，传输系统分光纤传输、无

线微波视频传输、和网络传输等。

管理监控中心接收前端点采集的图像并显示到屏幕上，同时送给录像机进行录

像；它还能控制前端点的图像，对特定目标进行拉近观察等；上级管理中心也可

通过网络等方式远程访问、调看、控制监控前端。

林业和草原防火远程视频监控预警系统能实时、直观监控林区的真实情况，并存

储到计算机里，为保护区提供资料备查。

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3.1、互联网+森林草原防火视频监控预警转台

互联网+森林草原防火视频监控预警转台是整个系统的核心。

监控转台整体设计，外形结构球型，防雷、防风；

内置可见光摄像机、长焦高清镜头、红外热成像测温、

编码器等；可见光镜头和摄像机安装在一个抽真空、

充氮气的密闭腔体里，不受灰尘侵袭；腔体内没有水分，

腔体玻璃冬天不结冰，夏天不起雾；腔体内没有氧气，

镜头和摄像机不易老化，能始终保持图像清晰。

转台选用承载能力大的力矩电机，闭环设计，

保证转台转动的速度、精度。转台主板双备份设计，一块出故障，另一块自动转

换工作模式继续工作。转台可远程升级程序、远程访问主板，从而可远程维护转

台。转台壳体防腐、防酸铸铝材料，适合野外露天工作。转台内置加热和通风，

抗低温，耐高温。转台自身重量重90KG以上，高度1.2米以上，稳定性好，图

像不抖动，不易被破坏。

3.1.1、转台内置可见光镜头摄像机

表2不同识别半径应配备的镜头指标

识别半径应配备的镜头焦距

(km)(mm)

W52300

W102500

>102700

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根据《森林防火视频监控系统规范2016》，可见光选用高清长焦（大于

330mm）镜头,配相应1/2寸低照摄像机。摄像机镜头调试好后装在转台抽真

空、充氮气密闭腔体内。

可见光图像检测，通过检测火焰的静态特征（颜色）和形态特征（闪烁性）两个

特征进行检测。先利用静态特征从视频图像中提取出与火焰颜色相似的区域，再

利用形态特征对上面提取出来的区域进行检测，通过视频图像分析算法，检测出

火焰。

根据火灾火焰的图像特性，探测出画面中出现的火焰，加入火焰识别标记后,

再通过视频编码电路转换为模拟视频信号输出。由于监测场景不同，火焰所呈现

的颜色、状态也会不同。因此，在监测时，根据环境要求，调整检测模块的工作

状态，通过设置相应参数阈值，如颜色灵敏度、动态灵敏度等，使检测模块可以

更准确及时地识别出火焰。

3.1.2、转台内置红外热成像

森林草原火灾往往是由隐火引发，这是毁灭性火灾的根源。现有的普通检测

方法很难发现这种隐性火灾苗头。红外热成像仪可以快速有效地发现这些隐火,

并且可以准确判定火灾的地点和范围。

自然界中任何温度高于绝对零度（零下273.16℃）的物体，都会不停地向

周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，物体表面的温度越高，红外辐射能量

就越多，因此可以利用红外辐射测量物体表面的热状态。

热像仪工作在，属于远红外波段。正常森林草原的辐射波长范围为

8.5-12.2|jm,在热成像仪8-14|jm的探测范围之内。目标温度越高，从热成像

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探测器组件输出的数字信号值越大，即数字图像的灰度值越大，图像越亮，根据

此特点，就可检测出森林草原温度。

热成像由于监测的是红外辐射，因此它几乎不受天气影响，24小时连续使

用。

3.1.3、转台主板内置多种扫描方式，专为森林草原防火视频监控设计

快速定位（指定转台具体水平、垂直方位角及镜头的焦距值等信息后，转台

能自动移动至指定角度）。

自动扇扫（指定开启水平、垂直方位角及终止水平、垂直方位角，运行速度

等各项指标，转台便可自动进行从开启水平、垂直方位角按设定的运行速度运行

至终至水平、垂直方位角的循环运转）o

智能感应变速（转台内置智能变速模块，会根据镜头的焦距值自动调整自身

运行速度，广角时，运行速度快，长焦时，运行速度慢）。

3.2、前端视频采集系统设计

本项目建设前端点选用森林草原防火视频监控预警转台。

视频采集系统包括可见光部分、热成像部分和转台。

3.2.1、可见光部分

可见光是由长焦镜头、高清摄像机、真空腔体等组成。将镜头和摄像机调试

好后，装入真空腔体，真空腔体充氮保护，这样可以保证镜头不进灰尘，长时间

使用。具体参数如下：

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长焦镜头：

图像尺寸：1/2英寸

焦距：330mm-775mm

光圈:F1.5-360

接方式口：C

高清摄像机：

图像尺寸：1/2英寸

有效画面像素：1920X1680

最低照度：<0.02LUX;<0.003LUX(黑白模式)

功耗：5瓦

真空腔体：

铸铝材料，耐压10个大气压。

3.2.2、热成像部分

热成像部分由热成像像机和热成像镜头组成。热成像像机和热成像镜头调试

好后，装到转台里。安装时保证和可见光同光轴。

根据《森林草原防火视频监控系统规范2016》要求：

表3不同识别半径应配备的镜头指标

识别半径应配备的镜头焦距

(km)(mm)

W5275

W10290

>102120

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热成像像机

探测器类型：非制冷红外微测辐射热计

分辨率：640X480

像元间距：17um

灵敏度：＜80mkatf/1.0300K

帧频：50Hz

响应波段：8~14um

热成像镜头

焦距：75mm~150mm

调焦方式：手动/电动

调焦距离：8~10m

光圈：1.0

镀膜：C+AR

平均透光:〉率：72%

轴上MTF:20线对〉0.3

最大视场：11.5°

畸变：0.2%

接口方式：M46X0.75

后靠距：18mm

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3.2.3、转台部分

监控转台起着承载可见光部分、热成像部分运动，以及保护可见光部分、热

成像部分、编码器、驱动器、主板等的作用。

可见光镜头330mm~775mm，焦距长，看的远，镜头重；热成像镜头

75mm~150mm，镜头也重；因此带动它们运动的电机就要具备相应的承载能

力，为此电机选用载荷大的力矩电机，它能承载大于有效载荷10倍的力。

它安装在野外，长期受雨、雪、沙、灰尘、酸、雾等的侵蚀；安装在制高点

（瞭望塔或铁塔）上，受到雷电、大风等的破坏；长年使用，受到温度等的影响；

防火期使用24小时不能出故障；安装在制高点上应具有远程维护和主板双备；

它是前端采集的核心部件。

转台抽真空，充氮气腔体，完全可以保护镜头不受雨、雪、沙、灰尘、酸、

雾等的侵蚀，延长镜头的使用寿命。

转台球型设计，不受雷电、大风等的破坏；核心部件低温设计，耐低温可达

-60度；转台内置双主板，一块损坏，另一块自动切换，保证防火期24小时使

用；转台具有远程升级，远程维护。

根据《森林草原防火视频监控系统规范2016》要求：

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识别半径水平角精度俯仰角精度

(km)(•)C)

W5W1W0.04

W10W0.5W0.01

>10W0.35W0.005

i)应采用仃效防护措施避免镜头结露；

j)耐腐蚀：设备整体具有耐腐蚀、抗锈蚀特性，应满足GB/T10125试验周期168h的规定；

k)外观：应无明显机械损伤、涂覆层剥落损伤、锈蚀现象，铭牌的标志和文字字迹应清晰,紧固

部位应无松动，塑料件应无起泡开裂变形等现象：

1)可接收系统控制命令，并进行水平角、俯仰角实时回传，焦距值可根据命令回传；

主要m)具有在线升级功能。

方位角：NX360°

俯仰角：-45°~+45°

转动速度：0.057S-457S

最大加速度：457S2

水平角精度：＜0.01°

俯仰角精度：＜0.005°

转台力矩电机：

峰值堵转：转矩30NM,电流15.5A,电压27V,功率418W;

连续堵转：转矩15N-M,电流7.75A,电压13.5V,功率105W;

扇扫：水平角度、俯仰角度、速度可调

层扫：起始、终止水平角度及俯仰角度、速度可调

数据交互:双向水平、俯仰角度及镜头焦距值和聚焦值实时交互

识别火源方式：红外热成像+可见光镜头，双鉴识别

识别火源分辨率：可见光10x10像素；热成像：2x2像素

测距功能：转台具有测距功能

远程维护：双主板设计，互联网远程维护，远程控制转台升级、单一部件掉

电重启

抗风等级：12级

电源：AC220V±10%;DC48伏

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功耗：150W

工作环境：温度：-60。(2~+6CTC

通讯方式：RJ45、网络

气密性：真空充氮保护，气密性佳

视窗：双视窗

视窗玻璃：增水、增透纳米光学玻璃

球体外径:600mm

出线方式：航插、BNC座、RJ45

尺寸：450(L)x450(W)x1100(H)

重量:90KG

材料：铸铝

安装环境：野外森林草原

3.3、前端供电系统的设计

前端监控基站所处位置在野外，除基站附近有市电的情况下采用市电，远距

离一般不建议采用市电，因为过长的电源线路导致到达基站时电压较低，容易造

成设备损害，而且成本高，我们建议在日照比较丰富的地方采用太阳能发电系统,

在风能比较丰富的地方采用风能和太阳能互补的发电系统。

结合项目所在地现状及日照时间，本项目选择太阳能供电方案。供电系统采

用太阳能供电系统带免维护蓄电池，将太阳能供电系统的光伏控制器接入蓄电

池，通过蓄电池为直流设备正常供电。

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3.3.1、太阳能发电系统的设计

太阳能发电系统是由太阳能电池板、胶体蓄电池、控制器、逆变器、设备间

等构成。

太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能

发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄

电池中存储起来，或推动负载工作。根据设计要求，供电设备应大于用电设备的

10倍。森林草原防火视频监控转台用电150瓦，因此选型太阳能板功率应大于

1500瓦。

胶体蓄电池：选用胶体电池可以更好的支持前端基站不完全充放电的要求，

胶体电池能够在高温和低温环境下正常工作，非常适合野外恶劣的环境。胶体电

池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再

释放出来。根据宁夏龙里林场县历年气象资料，连续阴雨天超过3天的极端天气

很少，且连续阴雨天火灾发生概率几乎没有，因此在设计野夕M共电系统时，考虑

蓄电容量3天最佳。

太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电

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池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应

具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可

选项。

电池柜：考虑到金属机箱易锈蚀，本项目采用塑料箱体，板材厚度考虑12

mm—15mmo

设备间：为保障前端基站设备在各种不同天气环境下正常工作，本项目电池

采用电池柜和彩钢房双重保护为蓄电池保温，以保障更加稳定的工作环境。彩钢

房铁塔中部悬空设计，防水、耐腐蚀、保温、质轻，保护蓄电池、控制器等设备。

3.3.2、太阳能供电系统的主要设备

太阳能电池板：2000WP单晶硅太阳能电池板

蓄电池：12V/100AH铅酸电池（每套8块）

控制器：12V/24V40A太阳能智能控制器

电池柜：L2米X0.6米X0.6米双层钢支架

设备间：1.8米X1.8米X2米彩钢房

3.4、铁塔及防雷接地系统的设计

森林草原防火前端视频监控基站位于林区内。视频监控要求：视野广、无障

碍、监控角度大，尽量少设监控点，并尽可能使得每个监控点监控覆盖的森林草

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原面积最大等特点。因此需要采用铁塔提升到一定的高度来满足森林草原防火视

频监控的要求。铁塔高度定为10米，摄像机水平位置能够监视到较大面积；摄

像机俯仰角不易过大（±45。以内最好）。铁塔基建是一项十分重要的项目，质

量决定铁塔的使用年限。

3.4.1、基站铁塔选址的原则

①满足森林草原防火视频监控以及无线网桥传输的要求。

②场地平坦，附近无高大建筑物遮挡。

③工程地质良好，避开断层、古河道及可能塌方、滑坡的地段。

④选择安全的环境，避开易燃易爆的场所和粉尘及有害气体的污染源。

⑤避开低洼地，防止雨水淹灌。

3.4.2、基站铁塔形式选择

①基站是否需要修建铁塔，可以根据选址点的实际情况确定，如果附近有移

动公司的铁塔，在可能的情况下，优先考虑采用附近已有的铁塔。

②基站铁塔因结构形式不同，可分为自立塔、拉线塔（桅杆）；基站铁塔因

所建地点不同，有地面塔、屋顶塔之别。

③地面塔通常采用的塔形有角钢塔、钢管四柱（或三柱）塔，钢管四柱（或

三柱）塔根开可以做到很小（2米左右），适用于狭窄场地或距建筑物较近的情

况，单造价高于角钢塔。独管塔多用于城市风景区或其它要求美观的场所，因为

独管塔线路引下和人员攀登都不方便，加之造价较高，仅用于特殊要求的环境。

拉线塔的优点是用钢量小，但占地面积大，是否经济应综合考虑；另外拉线塔易

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受外力破坏，一旦拉线受损即造成倒塔；拉线塔受风力作用还会发生摆动和水平

扭动，采用微波传输的基站慎用。

3.4.3、基站用地面积

根据森林草原防火监测需要，塔高应为10米。用地范围大约为：角钢塔：

10米X10米，钢管四柱塔5米X5米，独管塔3米X3米。

确定用地范围时应注意，铁塔一定要与附近建筑留出安全距离。

3.4.4、铁塔设计

铁塔设计原则：满足视频监控基站设备的安装要求，便于操作维护；符合《钢

结构设计规范GB50017-2003》，保证结构安全，抗风、抗震、防锈、防雷；

优化设计，合理选型，便于制作、安装，施工周期短，降低工程投资。

森林草原防火视频监控预警系统的铁塔高度为10米。角钢塔，自重轻、造

价低、结构合理、技术成熟、安全度高、被广泛采用。铁塔材料选用50角钢，

铁塔顶部用于安装监控转台和防护围栏，承重不低于800公斤。

风荷载：以国标《建筑结构载荷规范》中“全国基本风压图"确定基本风压

值为设计依据，不要随意超规范加大安全储备，造成不必要的浪费。

铁塔基础：

铁塔基础设计中主要考虑的问题是如何使基础在满足抗倾覆、抗压及抗滑移

（位于山坡地势）的前提下，是基础造价降到最低，且便于施工。

角钢塔基础的设计优化：独立基础是在角钢塔四脚分别做独立的基础，再以

连系梁连接，因其施工简便，造价低廉，应作为首选方案；当地下水位较高或岩

石埋藏较浅时，可考虑采用筏基，筏基的优化途径是改通常的实体筏基为箱式筏

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基，中部回填土或砂石代替混泥土做配重，可降低造价20%左右；地下水位高

或土质较软弱时应采用桩基，桩基造价较高但安全可靠。岩石埋藏较浅时，也可

将钢筋锚入岩石，做独立基础或筏基，可大大减少混凝土量，从而降低造价。本

项目基础设计为筏基，且塔下地基的载力不应小于170KN/M2,详见铁塔设计

图。施工时，可根据现场地质予以调整。

基础工程的不可预见因素，设计文件提供的工程预算是根据施工图和预算定

额计算出来的，很难覆盖工程中实际发生的各种不可预见费用，由于每个工程所

处环境不同，遇到的不可预见因素也不尽相同，应严格控制。

有的建设场地需做三通一平（通路、通电、通水及场地平整），必须投入一

部分资金，还有的基础位于无路的山区，所有的建材及设备需要进行二次搬运,

将产生二次搬运费。

有的场地比较狭窄，挖孔的土方无处堆放，发生土方外运及回运的费用，或

因土质原因造成地基塌方增加了土方工程量；

有的基站局部有影响施工的障碍物，在基础施工时只能将障碍物拆除，待基

础施工完成后再予以修复，此时就出现了拆除与重建的费用。

基础施工前，一定要做工程地质勘察，切不可盲目施工，以免酿成事故。

3.4.5、防雷及安全设计

基站的防雷设计应严格执行《基站铁塔与接地设计规范》；铁塔的防锈蚀采

用热镀锌方式，施工现场不得打孔、焊接，以免破坏镀锌层；加强铁塔的防盗措

施至关重要，螺栓或塔材的被盗可能引发倒塔事故，铁塔的最下一段塔身应采用

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防盗螺栓，地脚螺栓应焊防盗钢帽或浇筑混凝土保护层。

前端监控点防雷包含直击雷防护，供电系统感应雷防护，电子设备感应雷防

护，接地系统，线缆屏蔽。

对于本项目，大部分设备位于森林草原野外，并且森林草原雷电侵袭的概率

非常高，野外防雷对于保障设备安全就显得特别重要。铁塔防雷，设计在顶部装

一个不锈钢制避雷针，然后引一根避雷线到底部，再连接防雷地网。当地的地质

条件为：该区域为沙盖黄土区，土层很深，下面是岩石。

（一）、防雷接地系统设计

①、直击雷防护：

接闪器：安装优化型避雷针作为接闪装置，针尖高度为L5米；需要增加人

工接地体，降低接地电阻。

引下接地装置：根据防雷接地标准要求，直击雷避雷塔的接地装置的接地电

阻值应不大于4d

此方案的引下接地系统制作：由于现场的土质多为黄土带砂石，地下为风化

岩，这样的现场环境，如果用普通的接地极就不能有效的达到有效的效果。所以

采用TGS-M002平板型接地模块，在避雷塔四周每隔3米设置一个，要求接地

体埋入地下后，顶部距地面0.8米，并用40x4mm镀锌扁钢连接组成接地网络,

每个避雷塔附近地面的地网使用接地体的数量根据现场情况而定。如果附近有居

民或人员活动的小庭院，为了人员安全，需绕开其进行施工，所有引下线与此接

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地网络焊接。焊接时搭接长度不少于10cm,并采用双面焊接。此方案设计每座

避雷塔地网需要接地模块共计10块，围绕避雷塔四周做封闭式的地网，并从

塔上引下2根引下线与地网做可靠连接，材料选用cplO的镀锌圆钢或者40x

4mm的镀锌扁钢。如果两座避雷塔相距较近，可将其2个地网做连接，形成综

合共用地网，这样使得接地电阻更低，泄流效果更好。

工艺要求：防雷装置的接地体的金属材料，需先调直后方可按顺直的方向安

装，焊接不应有夹渣、咬肉、气孔及未焊透的现象，所有镀锌扁钢连接处焊接处

应做防腐处理，搭接长度不少于其直径的2倍，且需采用三面焊接，除环型接地

体外，接地体埋设位置应在距建筑物3m以外，并注意不应在垃圾、灰渣等地埋

设，接地体埋设后的回填土应分层夯实。接地电阻小于4欧姆。

前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之

内。

②、感应雷防护：

根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004的有关规定，

对雷电入侵波应分级泄放，直到将感应过电压降到设备可以承受的水平。因此，

电源系统的防雷应采取侈重保护、层层设防"的原则，根据设备的重要程度和

地理位置进行有重点、有层次的保护。以达到对电子设备的精细保护。为防止电

磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。

电源防雷的通常做法是在供电系统的输入端并联安装一台电源防雷器。在设

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备机柜位置安装电源二级防雷模块。

(二)、防雷接地系统主要设备:

三合一防雷器

避雷针

防雷器接地模块TGS-M002

长效防腐降阻剂

引下线

(=).主要产品技术参数

①、主动优化避雷针

雷电通流量：3OOKA

抗风强度(m/s):40

接闪针数：1

净重量(Kg):<10

总高度Height(mm):1500

阀兰规格：①300x280

材质：不锈钢

②、三合一防雷器

雷电通流量(In):10/20KA

工作电压(Un):220V

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最大持续工作电压(Uc):320/385V

最大冲击电流(Imax):20/40KA

保护电平(Up):1/1.2KV

响应时间(Ta):<25ns

连接方式：并联

防雷级别：IECCategoryIII

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3.4.6、铁塔设计图纸

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