监控系统防雷方案.docx

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监控系统防雷方案

**监控网络系统防雷工程

设

计

施

工

方

案

设计单位：

设计时间：

2008年11月

目录

目录1

一雷安公司简介2

二部分成功案例3

三概述8

3.1雷电概述8

3.2雷电防护9

3.2.1雷电入侵的途径和危害9

3.2.2防雷设计理论依据10

四项目概述12

4.1雷暴区及危险等级12

4.2客户需求及设计需达到的保护等级12

五方案设计13

5.1标准依据13

5.2防雷方案设计内容13

5.3综合防雷设计方案14

5.3.1供电线路防雷保护措施14

5.3.2监控机房信号系统防护15

5.3.3等电位连接及接地16

5.3.4室外监控系统防雷保护17

5.4主要防雷产品技术参数20

六施工组织计划22

6.1施工组织22

6.2初步施工进度计划25

一雷安公司简介

雷安公司于2004年注册成立，专业从事防雷工程的设计施工，并于2005年3月取得专业防雷工程设计、施工双甲资质。

公司承接过各类系统综合防雷工程的设计与施工。

公司拥有一批以国家级专家为首的高科技人才。

在该领域中，雷安是一名开拓者及技术前沿的先行者。

雷安公司创建于1995年，是致力于雷电防护产品的研究、开发、制造、销售、工程设计及施工的高科技企业，其产品广泛应用于通信、气象、金融、广播电视、电力、航天航空、石油石化、军事、铁路等领域，公司现有员工近300人，学历大专以上人员占80%，管理人员、研发人员、技术人员和专职检验人员90多人，其中专家团成员6人，高级职称12人，中级职称35人。

在总结了国内外各种防雷产品以及雷电灾害特点的基础上，雷安公司研制了新型防直击雷和防雷电电磁脉冲四大系列百余种产品：

加装能有效防护二次雷击的衰减器的优化避雷针；将高通滤波器电路引进天馈避雷器，获得低插损天馈产品；在电源避雷器中首创小芯片、矩阵式、防漏流、长寿命、免维护电路设计，独领行业先锋。

且首批通过98年公安部计算机监察司的产品检验，并颁发销售许可证；在2000年获得解放军军用信息安全产品认证证书（全国唯一防雷产品认证）；于2001年7月通过ISO9001质量认证；于2001年7月通过长城安全认证（全国唯一防雷产品认证）；在2002年11月准入石化系统能源一号网；2002年11月入围中国人民银行电子化产品选型。

雷安公司推行ISO9001、ISO14001、OHSAS18001质量、环境、职业健康与安全管理体系，所有出厂产品均为合格品。

雷安公司全体员工踏踏实实，一步一个脚印，一年一个台阶迈向新目标，凭借着先进的技术、严格的管理、丰富的工程设计施工经验、完善的售后服务和用户至上的行业精神，赢得了民航、气象、国防、通信、交通、广电、邮电、公安、金融、卫生等系统大量用户的信赖，获得很好的商业信誉。

雷安公司与国内数家知名大型通讯企业（如深圳华为、杭州UT、深圳中兴、青岛朗讯、大唐电信、赛格通讯等）建立了广泛的合作关系，我公司已成为其防雷配套产品专业生产厂商。

雷安公司经过十一年的发展已成为国内一流防雷产品制造商几年来，雷安公司在社会上赢得了同行及客户的一致好评，创造了社会声誉，成都兴业雷安公司将一如既往与同行携手，为客户着想，共创美好未来。

雷安公司控股公司南京雷嘉安全信息系统工程有限公司（简称南京雷安公司），是专业从事雷安防雷产品在江苏地区的销售、工程、服务。

二部分成功案例

1、雷安产品近期江苏地区的部分成功案例

江苏省沿江高速公路综合防雷工程

江宁监狱弹药库及网络机房防雷工程

江苏监狱管理局信息系统综合防雷工程

南京警备区网络综合防雷工程

739**部队监控系统及机房综合防雷工程

中山陵景区东部整治项目弱电系统综合防雷工程

南京同创天地环网卫星接收系统防雷工程

南京市口腔医院信息系统综合防雷工程

南京宇扬集团脚手架有限公司电源系统防雷工程

南京六合地震局信息系统综合防雷及观测站防雷工程

南京六合加油站综合防雷工程

南京电视台弱电系统防雷工程

南京海关直接雷系统工程

南京油港综合防雷工程

南京金陵饭店中心机房防雷系统

连（连云港）盐（盐城）高速公路收费系统防雷

连（连云港）盐（盐城）高速公路机电项目防雷

淮（淮安）盐（盐城）高速公路收费系统防雷

淮（淮安）盐（盐城）高速公路机电项目防雷

京（北京）沪（上海）高速公路收费系统防雷

徐州市地方税务局信息机房综合防雷工程

徐州市铜山县地方税务局信息机房综合防雷工程

徐州市丰县地方税务局信息机房综合防雷工程

徐州市贾汪区地方税务局信息机房综合防雷工程

徐州市睢宁县地方税务局信息机房综合防雷工程

徐州市沛县地方税务局信息机房综合防雷工程

东台市人民医院信息机房防雷工程

东台市人民医院信息机房防雷二期工程

东台中学信息机房防雷工程

常熟市第二人民医院中心机房防雷工程

无锡市第五人民医院弱电系统防雷工程

南京师范大学弱电系统防雷工程

晴天制药有限公司机房弱电防雷工程

扬州市劳动就业管理中心系统防雷工程

天目湖景区监控系统防雷

南京玄武湖景区监控系统防雷

湖南长沙会展中心弱电防雷工程

2、其它部分成功案例

机场防雷工程

北京首都国际机场系统防雷工程

上海浦东国际机场系统防雷工程

民航乌鲁木齐地窝堡国际机场航管楼系统防雷工程

桂林两江国际机场防雷工程

民航汕头机场系统防雷

民航吉林省管理局通信导航处防雷工程

江苏民航连云港机场防雷工程

民航黄山通讯站防雷工程

民航锦州机场系统防雷工程

海南海口美兰国际机场防雷工程

西昌机场系统防雷

赣州机场防雷工程

贵州龙洞堡机场系统防雷工程

珠海机场系统防雷

民航南通机场系统防雷工程

景德镇罗家机场防雷工程

大连周水子国际机场防雷工程

福州长乐机场防雷工程

山西太原机场系统防雷工程

西南民航达川机场系统防雷工程

成都双流国际机场航管楼系统防雷工程

金融、证券防雷工程

中国人民银行四川省分行大楼防雷工程

人行云南省银行计算机系统防雷工程

人行陕西省分行（全省各地市分行）计算机系统防雷

人行重庆分行计算机系统防雷

德阳市人行大楼系统防雷工程

广元市工商银行防雷工程

中国农业银行成都分行系统防雷工程

四川凉山州建行计算机房防雷工程

四川建行攀枝花分行防雷工程

山西候马市建行防雷工程

广西柳州市工行防雷工程

工行黑龙江大兴安岭分行防雷工程

湛江工行防雷工程

雅安建行防雷工程

甘肃省工行防雷工程（十一地州市分行卫星通信防雷）

新疆维吾尔自治区工行防雷工程（十四地、州、市分行卫星通信防雷）

宁夏回族自治区证券交易所防雷工程（全区十八个证交所防雷）

电信通信防雷工程

四川省南充市电信局PHS基站

四川省西昌市电信局PHS基站

四川省达川市电信局PHS基站

四川省遂宁市电信局PHS基站

四川省广元市移动通信局GSM基站

中国联通山东分公司第六期铁塔防雷

江苏省移动通信局GSM基站

湖北省宜昌市电信局PHS基站

内蒙古自治区联通公司GSM基站

云南省昆明市电信局PAS基站

四川省绵阳涪城公安寻呼台防雷工程

四川省196寻呼台系统防雷工程

成都奥星寻呼台防雷工程

绵阳市邮电局南山基站防雷工程

江油市邮电局移动通讯防雷工程

中江微波站海发寻呼台防雷工程

成都蜀都寻呼台防雷工程

攀枝花市邮电局防雷工程

交通（公路、铁路）方面

成（成都）雅（雅安）高速公路防雷工程

成（成都）绵（绵阳）高速公路防雷工程

长沙绕城高速公路防雷工程

成（成都）灌（灌县）高速公路防雷工程

开（开封）洛（洛阳）高速公路防雷工程

京（北京）珠（珠海）高速公路防雷工程

成昆铁路微波通信防雷工程

江苏省沿江高速公路综合防雷工程

其他系统方面

绵阳无线电监测计算机站防雷工程

大邑县广播电视中心系统防雷工

地震局中江微波站系统防雷工程

山东泰安泰山电视监控系统防雷工程

中石油贵州分公司全省加油站防雷工程

三概述

3.1雷电概述

当今人类科学技术的发展已进入了高度信息化的发展阶段，但是仍然受到能源、环境和安全这三个因素的困扰，特别是环境和安全。

中国的古训深切地告知我们“福莫大于平安”，安全是维持人们正常生活、工作的基本条件，造成不安全的因素很多，但不外乎天灾和人祸两大类。

在不考虑人为因素的情况下，自古至今我们人类始终以积极探索的精神对自然灾害进行着顽强的抵抗，尤其是对雷电的防护。

雷电是自然界一种十分壮观的声、光、电现象，同时,雷电也是一种十分严重的自然灾害。

它给人们正常的生产生活带来的影响，随着现代生产设备的高速发展愈显严重，雷电造成的经济损失和危害程度在不断增加，因此，防雷减灾工作日显重要。

随着科学技术的发展，微电子技术越来越广泛的应用于科研、通讯、交通、军事、气象、文卫、航空、电力、化工、传媒、能源等系统或各行各业中，特别是计算机通信技术的广泛应用。

电子器件的集成化和超大规模集成化，为新的网络通信技术的发展起到了极大的推动和促进作用。

但另一方面，这些微电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低，过电压耐受能力差等致命弱点。

雷电或更确切说伴随着雷电产生的雷电电磁脉冲和静电感应，对这些微电子设备潜伏着严重的不安全性。

一旦遭受雷击过压的冲击，轻则造成这些电子系统的运行中断，重则使网络主机损坏,导致网络瘫痪,工作无法进行，更严重的是这些系统所担负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。

因此，当现代设施越来越依赖于通信、电子计算机等微电子设备时，雷电通过其对微电子设备的破坏作用，对各行各业构成的危害中，雷电灾害由于其对人类生命、财产的巨大侵害，被列在了显著的地位。

为此，我们认为对雷电的防护，尤其是对雷电电磁脉冲（LEMP）的防护，不但是必要的，而且是必须实施、严格要求的。

视频会议是驻警部队信息化建设中一个重要部分，大大提高了武警部队的沟通和反应速度，成为军警部队的最佳办公和远程作战指挥的信息化得力助手。

但是近年来信息系统的雷电灾害事故频繁发生，直接威胁到部队周围人群和建筑物的安全及信息系统的稳定运行，削弱了视频会议办公和远程作战指挥的功能，因此对视频会议等部队信息系统的雷电综合防护是非常重要的。

雷击发生时，首先是建筑物、室外的设备等易遭直接雷击；其次是计算机网络系统，其易遭受损坏的有:

MODEM（调制解调器）、ROUTER（路由器）、SWITCH（交换机）、HUB（集线器）、网卡、通信卡、UPS、计算机电源及主板等；还有一些安全系统的监控、报警设备：

如摄像头、探头、解码器、视频矩阵、监控主机等；另外，一些传输系统的基站、接收天线、发射和接收设备等都将成为雷击的对象。

雷电破坏设备的途径主要有以下几个方面:

1.直接雷击；2.直击雷对建筑物或邻近地区的雷电放电,从而导致建筑物内部计算机通信网络环路中,由于电磁感应产生瞬态过电压造成设备损坏;3.雷电通过供电系统侵入设备造成的损坏;4.雷电通过通信线路（如DDN/X.25、PSTN、ISDN、邮电专线、帧中继等）的感应传入系统损坏设备;5.雷电通过天馈线路传入系统损坏设备;6.接地措施处理不符合规范要求,引起的地电位反击;7.静电感应产生瞬间电荷反击,传入网络系统造成设备损坏。

综上所述，雷击不仅会造成建筑物和计算机网络的损坏，而且还会危及工作人员的人生安全。

因此在“以人为本”，国家主管部门三令五申的强调安全生产的今天，防雷减灾--采取综合防雷措施：

既要防御直击雷对建筑的危害,又要防御雷电电磁脉冲和过电压沿各种途径进入室内对工作人员和设备的危害，成为我们当今安全生产的主题之一。

在发达国家，在计算机及相关系统内的防止病毒、黑客和灾难恢复（雷电灾害）的费用投入已占整个系统投入的1/4以上，在我国近年来由于计算机技术发展的速度高于先进的国家，而对于设备灾害防治的研究相对滞后，因此相应的在计算机网络、电子设备系统建设制定的标准、规范、规定明显不足，大部分系统在设计、建设中没有进行考虑。

因此，为保证银行网络系统的正常运行，加强对雷电的防护，有必要考虑对整个系统的电子设备安装雷电防护装置，防止雷击和减少雷电电磁脉冲的入侵，以保证系统的安全运行和的工作人员生命安全。

3.2雷电防护

防雷设计、施工是一项系统工程。

那么从系统论的角度上讲，系统结构愈合理，系统的各个部分（要素）之间的有机结合就越合理，相互之间的作用就愈协调，从而才能使整个系统在总体上达到最佳的运行状态。

具体地说，防护工作的第一步就是首先应确认雷害侵入的各种途径，在这个基础上，依据系统防雷的科学理论和有关技术规范，采取相应的防护措施，进行有针对性的防护，从而达到在雷电波入侵时能够保障系统安全运行的目的。

为此，首先对于雷电入侵的途径和危害进行认真细致的分析，将有助于我们采取有效的防护措施，减少雷击灾害带来的损失。

3.2.1雷电入侵的途径和危害

1、直击雷引起的危害

a、雷电直击建筑物，造成建筑物毁坏和引起火灾等。

b、雷电直击输电线路，产生过电压过电流侵入到业务系统，致使整个系统瘫痪。

c、雷电直击数据通信线路，沿数据线进入网络系统，造成系统设备的损坏

2、电力线是雷电入侵电子设备的重要渠道

a、雷电远点袭击电力线。

雷击高压电场通过静电吸收原理，向大地方向运动。

由于电力线上的交变电磁场对雷云的吸引大于大地的静电吸引，雷电将首先击在电力线上，并从电力线的负载保护地线入地释放，这样就击穿了设备。

b、雷电近点电力线的侵入。

所谓雷电近点袭击电力线，实际上是当雷电袭击机房所在的建筑物避雷针或避雷带时，从而引起的对雷电电磁脉冲的保护问题。

雷电打在建筑物避雷装置上时，引下线由于线路电感的作用，最多只能将50％的电流引入大地，也就是说，直击雷引下线只能引下50％的电流，余下的电流将通过电力线屏蔽槽、水管、暧气管、金属门窗等与地面有连接的金属物体联合引雷入地，但也只占雷电流的25％，余下总电流的25％在大楼流窜至电源线、信号线等，对设备构成危害。

3、雷电作用下，建筑物内雷电电磁脉冲害

雷电击打在建筑物避雷针上，通过引下线，将雷电流泄放大地，引下线自上而下产生一个快速变化的电磁场，建筑物内的电源线、网络线和微电子设备等导体相对切割磁力线，产生感应高压并沿线路传输击毁设备。

3.2.2防雷设计理论依据

在明确了雷害入侵的各种途径的基础上，我们依据相关技术标准和规范进行防雷设计。

在我们方案设计工作中除了遵照执行相关的国家标准要求外，我们还参考和引入IEC/TC---81有关标准的核心内容作为我们设计的指导思想和理论依据。

IEC/TC---81是在国际电工委员会防雷技术精华的基础上，制订的各项防雷技术标准、规范，对我们的实际工作具有指导意义。

如：

在IEC---1024（建筑物防雷标准）和IEC---1312（雷电电磁脉冲的防护通则）标准中，重点提出了防雷分区和等电位连接的概念。

根据雷击在不同区域的电磁脉冲强度划分防雷区域，并在不同的防雷区域的界面上进行等电位连接，能直接连接的金属物就直接相连，不能直接连接的，如电力线路和传输线路等，则心须依据不同的防雷区域的科学划分，采用不同防雷等级的防雷设备器件，对后续被保护设备进行有效的保护且必须实施等电位连接。

实践证明，这种分区分级及等电位连接和共用接地系统，并以防雷设备来确保被保护设备的防护措施是最好的解决问题、实现有效防护的方法，也是我们在设计、施工中重点考虑的。

依据防雷分区的概念，结合具体情况，那么我们工作的主要目的就非常明确了。

即：

确保系统的正常运行，使其不受雷电所造成的过电流、过电压的干扰和破坏，保护系统不致遭雷电袭击。

首先就是针对所有的雷击入侵渠道，按照分区和等电位连接以及共用接地的原则，并结合实际情况正确按规范实施。

根据防雷分区的概念，我们知道，不同防雷区之间的电磁强度不同，因此首先作好屏蔽措施，在一定程度上可以防止雷电电磁脉冲的侵入。

在此基础上，做好穿越防雷区界面上不同线路的防雷保护，是我们系统防雷工作的重点。

外部接闪器承担了大部分的雷电电磁能量，将50％的雷电流能量泄放入地，是防雷系统中重要的一环，并与内部防雷工作有着直接的联系。

因此，对直击雷的防护应作为一项重要的防护措施。

综上所述，我们可以借用IEC/TC---81的技术定义将系统防雷工作总结为：

DBSE技术——即分流（Dividing）、均压（Bonding）、屏蔽（Shielding）、接地（Earthing）四项技术加之有效的防雷保护设备的综合。

如果从设计、施工阶段开始体现这种综合系统的防护设计原则，必将起到事半功倍的理想防护效果。

四项目概述

4.1雷暴区及危险等级

IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》建筑物年预计雷击次数按下式计算：

N=kNgAe；Ng=0.024Td1.3，根据计算结果确定防雷等级4.2客户需求及设计需达到的保护等级

依据国家相关标准、规范要求并结合现场的实际情况，设计符合要求的综合防雷方案。

五方案设计

5.1标准依据

现场勘探情况

GB50057-94GB15599-95《石油与石油设施雷电安全规范》

GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力设计规范》

GB500174-93<<计算机机房设计规范>>

GA173-1998<<计算机信息系统防雷保安器>>

IEC1312-1.2.3<<雷电电磁脉冲的防护>>

计算机信息系统防雷安全规范（讨论稿）

GB/T13615－92<<地球站电磁环境保护要求>>

YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》

YD2011－93<<微波站防雷与接地设计规范>>

<<无线电管理规则>>

GB9361-88《计算机场地安全要求》

DL/T621-1997<<交流电器装置的接地>>

YD2011-93微波站防雷与接地设计规范

YD5078-98通信工程电源系统防雷技术规定

GB50198-94民用闭路电视系统工程技术规范

5.2防雷方案设计内容

监控系统的综合防雷主要包括对：

建筑物的直接雷防护；

电源配电系统雷电防护；

各信号线路雷电防护；

机房设备接地系统；

机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳以及所有进出站房的金属管道等金属构件进行电气连接，并接至均压环上，以均衡电位。

应从整体防雷角度来结合各站的实际情况，对于上述内容不符合相关规范要求的需整改至符合相关要求，起到防雷的效果。

5.3综合防雷设计方案

5.3.1供电线路防雷保护措施

本着“多级保护、逐级泄流、降低残压、保护设备”的原则

1）监控机房总电源第一级防护

措施：

说明：

2）监控机房电源二级防护

3）措施：

监控机房电源第三级防护

措施：

在监控机房终端设备电源输入端分别安装LAYM-40/2单相电源避雷器，作为监控室电源系统第三级防护，该型产品具有灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能,支持在线插拔。

说明：

第三级保护的目的是针对网络中心精密电子设备的保护，并再次降低残压。

关于多级保护的要求，主要来源于IEC中雷电分区的概念，主要的目的是为了降低残压。

因为既满足通流容量大，又要求残压低的避雷器元器件是不存在的。

在IEC及GB50057-94中要求，第一级电源避雷器残压小于4KV，第二级电源避雷器残压小于2.5KV，第三级电源避雷器残压小于1.5KV。

对于采用220V的供电设备而言，瞬间耐冲击过电压幅值为1.5KV，国标中考虑留有余地，要求末端避雷器残压值小于1.5×80%=1.2KV。

本方案通过以上三级防护，可以把过电压箝制到1KV以下。

对使用UPS供电的重要设备而言，再通过UPS滤波整流后，完全可以满足要求。

LAYM-40/2最大通流容量达40KA（8/20us），既可以泻放大能量的雷电波，又可以箝制低能量的操作过电压，并且可靠性大大提高。

5.3.2监控机房信号系统防护

对于网络核心交换机的接口采用LAXR4504-08BHA/24保护核心交换机。

5.3.3等电位连接及接地

5.3.4室外监控系统防雷保护

说明：

CH接口；串联接入；工作电压AC220V；放电电流（8/20μsKA）10KA；传输输率1M；响应时间≤1ns；因室外摄象机高于附近避雷带，另应在室外的摄像机支承杆顶安装能保护摄像机的避雷针，并做出相应地网接地（要求接地电阻小于10欧，最好小于4欧）。

如摄像机地网或机房所在建筑不符合相关接地要求，新做独立接地网，垂直接地体采用5mm×50mm×2500mm热镀锌角钢（或雷安LAD002接地模块），水平接地体采用4mm×40mm热镀锌扁钢，垂直接地体与水平接地体的连接采用双面焊接，水平接地体与水平接地体的搭接采用双面焊接，焊接长度不小于10cm，焊接处刷红丹或沥青油做防腐处理。

接地线用4mm×40mm的热镀锌扁钢，预留接地测试点。

配备相应规格的不锈钢螺丝或铜螺丝。

机房内等电位均压环与地网应可靠连接，其连接点不应少于两处。

机房内所有的金属构件都应与均压环就近可靠的连接。

5.4主要防雷产品技术参数

1、LAYM-100/4

型号

LAYM-100/4

标称电压UN

380V

最大持续工作电压UC

385V

需求等级

C/I级

最大放电电流Imax（8/20）

100KA

电压保护水平UP

≤1.8kV

响应时间TA

<25ns

温度范围v

-40°C—+65°C

2、LAYM-60/4

型号

LAYM-60/4

标称电压UN

380V

最大持续工作电压UC

385V

需求等级

C/II级

最大放电电流Imax（8/20）

60KA

电压保护水平UP

≤1.5kV

响应时间TA

<25ns

温度范围v

-40°C—+65°C

3、LAYM-40/2

型号

LAYM-40/2

标称电压UN

220V

最大持续工作电压UC

275V

需求等级

C/III级

最大放电电流Imax（8/20）

40KA

电压保护水平UP

≤1.5kV

响应时间TA

<25ns

温度范围v

-40°C—+65°C

六施工组织计划

6.1施工组织

一、施工方法及技术交底

二、质量目标设计

三、质量保证措施

四、工程进度措施

五、技术组织措施

6.2初步施工进度计划

一、工程土壤及气候情况

工程地点位于***地区，该地区属于暖温带半湿润大陆型季风气候区域，气候温和,四季分明,雨量适中。

该地区雷暴日为45天，最高达最高达70多（d/a），主要集中在春、夏季。

施工地点土壤以沙土为主，在地网及等电位施工工作量比较大。

但是由于土壤中湿度大，对地网的耐腐蚀性要求相对要高。

在地网施工当中，防腐是需要特别注意的事项。

二、工程特点

该工程施工地点在***，，并有网络和监控各科室全力配合施工。

施工地点水电资源丰富，在施工期间的用电能够得到充分保障。

但是由于工程施工时电力设备、监控系统、网络通信设备在使用时间内不能轻易断电，与支队及各中队部门配合，减小工作影响。

三、施工准备

1.施工前先熟悉现场各系统设备及接地地网，搞好图纸会审，进行现场考察研究，制定可行性施工方案。

2.生活准备：

根据现场场地，就近选择住宿地点。

施工前调查：

1）施工前要对电