如何做好避雷系统设计,达到安全防雷?
随着安防系统防雷需求的不断增多,许多防雷厂商借机拓展安防市场,然而这些厂商并不十分了解安防行业;当然在市场需求增多的情况下,许多安防工程商也将防雷产品加装到监控系统中,这就造成了防雷不慎便引雷的误区。
目前在“防雷”概念中存在两种比较典型的误区:
1、安防监控支架安装避雷针。相信许多人都认为在监控支架上安装避雷针将雷引致地下是最安全的方法,错!室外孤立的立杆摄像机防直击雷应设置独立避雷针,立杆与独立避雷针距离应大于4.5米,使用木头或水泥绝缘材料立杆更有利于绝缘,摄像机支架最好用工程塑料支架,以提高绝缘级别。
2、多点接地为地电位入侵安防系统提供了路径,造成系统损坏。多点接地适用于强电,在监控弱电系统中,单点接地更能保护产品。人为制造安防系统的多点接地,把“电网地电位”通过地环路引入安防系统,造成了电压“浪涌”。弱电系统耐压较低,此时压差过大,一旦系统承受不住造成的危害或将是毁灭性的。
考虑到强雷电天气的发生的概率再加上被雷击的概率,一套室外监控系统的防雷设备是否都有必要安装呢?前期的搭建费用,后期的维护费用等等,这些成本加起来是否又超出了预算?安防产品同质化导致产品价格下降,如果更换一套遭雷击的设备成本小于安装防雷设备的成本,那么安防防雷市场的未来又在哪里?市场发展突破口又在哪里?官方部门又会如何提出标准,做出怎样的决策这是我们应当持续关注的。
防雷系统总体设计规划
防雷保护设计工作不是简单的避雷设施的安装和堆砌,而是一项要求高、难度大的系统工程,涉及多方面的因素。雷电防护是一项系统工程,防雷应从工程的系统设计,选择性能可靠的产品,合理可靠的工程安装,适时适量的运行维护及工程的管理水平等诸多因素来保证。为此我们的设计指导思想的主旨是,本着“安全、经济、实用”的原则,在遵照执行国家有关行业标准的基础上,还参考和引入IEC国际电工委员会的有关防雷技术标准要求,以期达到更好的防护效果。
防雷工程分为直击雷和感应雷两大部分。直击雷防御系统的主要作用,是捕捉雷电闪击点,保护建筑物及室外部份设备免受雷电的直接打击。直击雷防御系统的主要组成部分为:接闪器(避雷针、避雷带)、引下线、接地网。感应雷防御系统的主要作用,是降低雷击时的冲击电位差和雷电电磁感应强度,保护电器设备免受雷击过电压和雷电电磁脉冲的危害。感应雷防御系统的主要组成部分为:电磁屏蔽、电涌保护器、等电位连接。在防雷工程设计时应系统地、因地制宜地将直击雷防御和感应雷防御有机地结合起来,才能保证整体防雷工程的有效性,因此整体防雷工程应从以下几个要素着手。
1)捕捉雷电闪击:在大楼顶部安装接闪器,让雷电按指定的途径泄放入地。避免卫星天线直接接受雷电流而受损。
2)雷电流的安全输送:利用引下线引导强大的雷电流安全入地。
3)雷电能量的对地安全释放:利用良好的接地网系统尽快地泄放雷电能量。降低雷电流的落地电位差,尽可能降低地电位反击能量。
4)雷电电磁波的屏蔽:利用建筑物的钢筋混凝土墙体、专用屏蔽罩及各种设备自身的金属屏蔽层,衰减雷电电磁脉冲产生的强大磁场对设备中的电子芯片的电磁危害。
5)防止雷电波通过电力线缆、通信线缆、天馈线缆及其他金属线缆对设备造成的过电压损害:利用相应的电涌保护器,在线路的入口处,进行雷电能量拦截。使到达设备的雷电过电压,在设备可承受的范围之内。
6)防止不同地网及相邻金属导体之间产生电位差:采用共地、等电位连接、地网均压等措施。防止雷击电位差对设备的危害。
总结上述六点要素可归纳为:接闪、引流、泄放、屏蔽、箝位、均压。
防雷保护的主要原则
防雷器安装位置离被保护设备越近越好
等电位连接
所有外接线路需进行防雷保护
工程设计原则是综合治理,整体防御,多重保护,层层设防。对整个弱电系统进行完整的防雷接地设计。
监控防雷系统设计方案
1、直击雷防护
直击雷的防护都是采用避雷针、避雷带、避雷线、避雷网作为接闪器,然后通过良好的接地装置迅速而安全把它送回大地。因监控系统主控机房所在的大楼本身设计一般已考虑了直击雷防护,故在本方案中对于监控系统中主控机房的直击雷的保护不另行设计。对于监控系统前端设备(如:摄象机等)的直击雷的防护,应在前端设备的立杠处或就近安装避雷针:BS-AW-10避雷针。
2、电源系统的雷电防护
目前,经实际运行经验验证,由电源系统耦合进入的感应雷击造成设备的损坏占雷击灾害损失60%以上的概率。因此,对电源系统的避雷保护措施是整个监控系统防雷工程中必不可少的一个环节。要防止由外输电线路的感应雷电波和雷电电磁脉冲的侵入,使其在进入大楼电源系统之前将其泄放入地。
3、监控系统的防雷与过电压保护
根据中控机房的通讯及监控系统的实际情况,各个通讯信号线路都以架空或埋地的形式进行连接,因而遭受雷击时的冲击电位差和雷电电磁感应的几率大大增加,对于主控机房及监控系统前端设备的危害性也大大增强,所以在所以通讯信号进入设备的前端及进入主控机房都应进行防雷保护措施。对于监控系统的雷电防护提供以下方案。
4、接地系统
1) 接地方式概述
大楼中接地按功能分有防雷地、工作交流地(N线)、静电地、屏蔽地、直流地、安全保护地等,为了各接地装置之间不能经土壤击穿和避免相互干扰,防雷接地与其它接地装置在土壤中需隔开较大的距离(如20m)。由于城市中大楼的接地装置受到场地的限制,无法实现上述距离间隔,因此按照现行的国家相关防雷标准,应将上述接地实现共用接地系统。在电子设备有特殊要求时,建议选用瞬态共地技术。
明确地讲,所说的共用接地系统是将防雷地、工作交流地(N线)、静电地、屏敝地、直流地、安全保护地等做在一个接地装置上(通常是大楼基础地),接地电阻值取其中的最低值。完全的共地系统不仅采用公共的接地装置,而且采用公共的接地系统,共地使电子设备无法受到地电位反击。
大楼必须有良好的接地装置以及良好的接地系统。在智能建筑的共用接地系统是以大楼基础接地为接地装置,以暗装的法拉第笼中的钢筋笼栅为接地系统的骨架,并将各种已与此笼栅做了等电位连接的设备金属外壳、金属管道、电气和信号线路的金属护套、桥架等连接到一起,构成了多种大小不同的金属接地(等电位连接)网络。
2) 监控系统主控机房及系统前端设备接地
根据GB50174-93标准要求,监控系统主控机房或监控系统前端设备点处接地装置应满足下列接地要求:
交流工作接地,接地电阻不大于4Ω;
安全保护接地,接地电阻不大于4Ω;
直流工作接地,接地电阻应按计算机系统具体要求确定;
防雷接地,接地应接现行国标50057<<建筑物防雷设计规范>>执行。
交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置,其接地电阻按其中最小值确定;若防雷接地单独设置接地装置时,其余三种接地宜共用一组接地装置,其接地电阻不大于其中最小值,并在两个不同地网之间安装防地电位反击的等电位连接保护器,防止地电位反击,破坏设备及造成人身危害。如上所述,机房应采用共用接地,接地电阻应≤4Ω。
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