成都今日润园小区防雷系统的设计工作.docx
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成都今日润园小区防雷系统的设计工作
成都“今日润园”小区防雷系统的设计
成都电子高级工程师：
郑国全
第一章概述
第二章设计说明
第三章防雷设计依据
第四章总体方案设计
第五章接地体方案设计
第六章部分选用产品的性能简介
第七章工程验收和售后服务
第一章概述
雷击是年复一年的严重自然灾害之一。
随着我国现代化建设的不断提高，通信设备越来越多，规模越来越大。
一方面大型电子计算机网络，程控交换机组等系统设备耐过电流，耐雷电压的水平越来越低，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波的侵入，致使雷电灾害频频发生。
据统计，雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达33%，防雷过电压已成为具有时代特点的一项迫切要求。
众所周知，雷电具有极大的破坏性，其电压高达数百万伏，瞬间电流可高达数十万安培。
雷击所造成的破坏性后果体现于下列四种层次：
1）建筑物毁坏及引起火灾；2）设备损坏，人员伤亡；3）设备或元器件寿命降低；4）传输或储存的信号、数据（模拟或数字）受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作而暂时瘫痪或整个系统停顿。
目前，世界上各种建筑、设施大多数仍在使用传统的避雷针防雷。
用避雷针防止直接雷击实践证明是经济和有效的。
但是，随着现代电子技术的不断发展，大量精密电子设备的使用和联网，避雷针对这些电子设备的保护却显得无能为力。
避雷针不能阻止感应雷击过电压、操作过电压以及雷电波入侵过电压，而这类过电压却是破坏大量电子设备的罪魁祸首。
对于雷雨多发地区，计算机房必须设计、安装防雷系统装置进行保护。
第二章设计说明
雷电的全面防护：
系统防雷是一项综合性工程，主要包括外部防雷和内部防雷两个方面:
外部防雷包括：
避雷针、避雷带、引下线、接地装置等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。
内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。
主要以空间屏蔽、等电位连接、减少接近耦合、安全距离、过电压保护等措施，通过在需要保护设备的前端安装合适的避雷器即过电压保护，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。
将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地。
雷电的全面防护图见下图所示：
第三章防雷设计依据
系统综合防雷在设计时主要采用以下标准，供设计时参考。
（1）IEC61024《建筑物防雷》
（2）IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》
（3）ITUK25《光缆的防雷》
（4）GB50343《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
（5）GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
（6）GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
（7）GB50200-94《有线电视系统工程技术规范》
（8）GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
（9）GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》
第四章总体方案设计
现场勘察情况
根据今日润园小区弱电部分含概监控系统，楼宇对讲家庭防盗报警系统、小区背景音乐、保安电子巡更、周界红外报警系统、智能停车场管理系统等，
这些系统均未作防雷处理。
其中监控系统部分主要由室外6个云台摄像机、18
个定焦摄像机、1台工控主机组成，小区公共区域即将增加6个云台摄像机；系统前端未作防雷处理，监控中心也未作防雷处理，由于该小区地处雷击区，根据小区物理公司的有关要求做中心防雷保护，现将本小区监控中心防雷接地装置设计方案如下：
1、防雷方案设计
根据今日润园小区所提供的情况结合现场查看的实际情况，我们对监控中心机房做出防护措施：
中心机房的防护主要包括电源的三级防护和监控系统视频信号、控制信号等的防护。
主要的具体措施如下：
第一、中心机房的防护措施
（1）电源系统设三级防雷保护
◆在监控机房所在建筑物的电源总配电柜进线端并联安装三相电源电涌保护器ASafe-15/3+ASafe-NPE，能承受直击雷波形的过电压，对整栋建筑物的电压系统进行防护，此级残压＜2000V。
数量需要ASafe-15/3+ASafe-NPE电源一级防雷模块1套。
◆在监控机房的分配电柜进线端并联安装电源第三级防雷模块AM3-20/3+NPE，此级残压＜1200V。
数量需要AM3-20/3+NPE电源三级防雷模块1套。
电源三级防护的效果示意图如下：
电源防雷产品的简图（单相同理）：
（2）、信号线路的保护
◆在监控机房的视频分配器的视频线路进线端，安装１套XP系列机架式浪涌保护器底座XP19N，配合M06B视频线路防雷模块保护视频线路，
◆在监控机房的矩阵的云台控制线进线端，安装M24C控制线路防雷模块配合底座XP19N保护云台控制线路。
（3）防雷接地系统的处理
在监控机房附近，有利于接地的地方，开挖一条宽与高为1000mm×2000mm的沟槽。
（其中1000视施工难度而定，大小可自定，而2000为深度，必须达标）
引出接地汇流排，接地排使用100×300×10mm铜排，铜排配备标准接地端子，接地排用40×4mm镀锌角钢焊接引出，施工完立柱面按原样修复。
把机房内的金属机壳、机柜、浪涌保护器等的地线接到汇流排上，形成一个地电位连接，有效的避免了因为机房内设备感应到不同过电压时形成的电压差，从而达到有效的保护了设备的安全。
接地处理如下图：
机房内有静电地或等压环，可以直接汇流排与其有效的地线连接形成一个地电位连接，有效的避免了因为机房内设备感应到不同过电压时形成的电压差，从而达到有效的保护了设备的安全。
第二、终端摄像机的防护
为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器，如电源线（AC24V和DC12V）、视频线、信号线。
根据客户介绍，该监控系统摄像机的电源是使用220VAC。
摄像机由机房内变压器统一供电的。
◆在摄像机视频线路接口处，选用单口视频线路浪涌保护器LEO-S-BNC/12，作为对摄像机视频线路的防雷保护；
◆在摄像机云台控制线路接口处，选用控制线路浪涌保护器LEO-S-485/75，作为对摄像机云台控制线路的防雷保护；
产品性能参数：
第六章接地体方案设计
接地体是指埋在土壤中起散流作用的导体，其中地网是防雷工程的基础，良好的接地和正确的接地方式，能够充分发挥防雷设施的作用,是提高防雷性能的重要措施，是保证人身及设备安全的基础。
根据国家规定，监控中心的设备应采用以下接地：
防雷接地，按国标GB50057-94规定执行
接地装置
被保监控中心机房在建筑物底楼，接地主干线（引上线）采用￠16mm²多股铜芯线穿线管连接地网，地网接地体采用XPFL-2非金属低电位接地体加降阻剂，各接地体的地下连接点均用热镀锌角钢50mm*50mm扁钢40mm＊4mm以焊接的方式进行连接，焊接点用防腐漆处理，要求接地电阻小于4欧，彻底泄放感应雷。
非金属低电位接地体（XPFL-2）技术说明
XPFL-2型快装接地模块是结合国内外上千个接地工程实施例研制出的新型标准接地极。
特点：
①接地模块是非金属材料，因而不易腐蚀。
确保地阻值长期稳定性,避免金属地网、或用镀锌管直接加降阻剂，随时间推移被腐蚀，或降阻剂枯结老化流失造成地阻值上升；
②非金属材料中富含结晶水，使接地模块具有良好的保湿性，并增加了接地模块与土壤的亲合力；
③适用于各种电阻土壤区，尤其适用干燥的岩石高电阻土壤区。
技术参数：
1电阻率：
ρ＜8Ω.M（20℃）
2酸碱度：
PH＝7.10
3有效期：
＞40年
4降阻率：
50％以上
5腐蚀性：
无污染性、无毒性
6温度适用范围：
40℃－80℃
安装：
①模块放入1米以下深的地下坑道。
②各接地模块上端距地表面高度均不得小于50cm，每个模块间距1－2m，可成方形、圆形放射状组列；
③接地体的地下连接点均用镀锌扁钢40mm＊4mm以焊接的方式进行连接，焊接点用防腐处理，地表面预留接地母线的接口，根据距离的远近，其引上线采用16mm2的铜芯线作为专用接地线。
地网施工程序：
施工前首先要充分了解施工现场的地形地貌、地质结构，然后根据方案设计和现场情况定出各处接地极的孔位和连接导体沟槽，再进行施工安装。
注意避开电缆沟、管道和其它导电装置，施工前要向建设单位提出书面申请，同意动工方可进行。
（设计用土壤的电阻率取250Ω·m。
）
A、挖沟：
合理使用挖掘工具，采取逐层下挖法，沟槽深度至少1米，沟槽宽度以能挖深为宜。
B、打入：
采用适当工具打入角钢接地极。
角钢接地极埋深0.8米以下，即接地极头部平沟槽底部。
讨论QQ：
893454012.zheng12998@
C、连接：
把安装好的角钢接地极用40*4扁钢连接起来，形成网状；全部连接均采用焊接。
D、回填：
先填净土，逐层夯实，整理好路面。
今日润园小区监控中心防雷装置示意图如下：
接地地网示意图如下：
1、感应雷的防护
前面已提到感应雷是因为直击雷放电而感应到附近的金属导体中的，其实感应雷可通过两种不同的感应方式侵入导体，一是静电感应：
在雷云中的电荷积聚时，附近的导体也会感应上相反的电荷，当雷击放电时，雷云中的电荷迅速释放，而导体中原来被雷云电场束缚住的静电也会沿导体流动寻找释放通道，就在电路中形成电脉冲。
二是电磁感应：
在雷云放电时，迅速变化的雷电流在
其周围产生强大的瞬变电磁场，在其附近的导体中产生很高的感生电动势。
研究表明：
静电
感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。
感应雷可以通过电力电缆、视频线、网络线和天馈线等侵入，由于电力电缆的距离长且对雷电波的传输损耗小，所以由电源侵入的感应雷造成的危害十分突出，按原邮电部的统计约占了雷击事故的80%。
因此，对建筑物内的系统设备进行感应雷防护时，电源是重点。
感应雷还可以通过空间感应侵入通信站的内部线路，虽然经过建筑物和机壳的屏蔽衰减后其能量大为减小，但站内许多电信设备的抗过压能力也很弱，如果处理不当也可能造成设备故障。
2、接地汇集线的布置
接地汇集线（汇流排）应布置在靠近避雷器的地方，以使避雷器的接地连接线最短，各楼层的分汇集线应直接与楼底的总汇集线相连，这样能保证实现单点接地方式，当楼层高于30米时，高于30米部分的分汇集线应与建筑物均压环相连，以防止侧击。
3、等电位连接
各种系统的防雷要求种类很多，但其防雷思想是一致的，就是努力实现等电位。
绝对的等电位只是一个理想，实际中只能尽量逼近，目前是综合采用分流蔽箝位、接地等方法来近似实现等电位（如下图）：
第七章产品报价表
名称
型 号
单 位
数 量
单 价
金 额
镀锌钢角钢（扁钢）
千克
800
6
4800
降阻接地模块
XPFL-2
个
12
850
10200
降阻剂
25KG/袋
袋
18
260
4680
接地专用线
BVR×16
米
100
18
1800
等电位汇流排
40*4*500
块
1
580
580
机架式24端口视频信号浪涌保护器
XP19N-24B
台
1
7200
7200
电源第一级防雷模块
ASafe-15/3+ASafe-NPE
套
1
4640
4640
电源第三级防雷模块
AM3-20/3+NPE
个
1
1100
1100
视频浪涌防雷
LEO-S-BNC/12
个
24
190
4560
信号浪涌防雷
LEO-S-485/75
个
6
190
1140
辅材
批
1000
器材合计
41700
施工费
41700×25%
10425
税费
（41700+10425）×5%
2606
合计
（器材费）41700+（施工费）10425+（税费）2606
54731
第八章部分选用产品的性能简介
1、AM3-20/3+NPE低压配电系统电涌保护器，依据IEC标准设计，具有失效检测指示、带遥信报警接口、标准模块化安装、可插拔更换防雷模块，具备大的雷电流泄放能力，零地保护模式，最大放电电流20KA，限制电压小于1200伏，应用于三相电源系统的第三级防雷，35毫米标准导轨安装，维护极为方便，此级防雷器并联于线路中，对后接设备的功率无限制。
2、XP19系列19英寸标准机架式前级电涌保护底座符合IEC及国标GB规定的入户级电涌保护器要求。
配合M系列（除
M**N外）电涌保护模块应用于设备端的电涌保护。
XP19系列可免工具维护，安装片可以90度旋转用于挂墙式安装，其中XP19允许售后升级为带有电源保护的XP19。
3、LEO-S-BNC/12同轴通讯信号电涌保护器依据IEC标准设计，接口形式为BNC头F/M,适用于有线电视、卫星电视接收、监控等系统以及视频点播系统等同轴通讯设备，专用于设备端的雷击及浪涌保护，安装便捷，无需维护，反应速度皮秒级。
额定电压8伏，标称放电电流5KA，最大放电电流10KA，限制电压15伏，适用数据传输速率10Mbps，插入损耗小于0.15dB。
4、XPFL-2圆柱形接地模块
性能特点：
（1）耐腐蚀、无毒害、环保、安装方便，减少施工工作量；
（2）能吸湿保湿、接地电阻低；
（3）耐大电流冲击阻值不增大，也无变硬、发脆、断裂现象；
（4）能有效降低高电阻率土壤的接地电阻；
（5）接地电阻受季节影响小，阻值能长期保持稳定。
（6）抗腐蚀性能优良，使用寿命长达四十年以上。
5、ASafe电压开关型系列一级模块化电源防雷器是依据IEC电源防雷器的标准和GB标准设计应用于电源供电系统第一级的防雷保护产品，产品为标准35mm导轨式安装方式。
ASafe电压开关型系列模块化电源防雷器具备很高的雷电流
泄放能力，单模块冲击电流最大可达50kA，可防范直击雷在内的各种电涌，应用于雷击风险较高地区的设备系统的电源第一级防雷，可组合用于单相/三相供电线路。
ASafe电压开关型无续流、避免普通间隙式SPD浪涌过后灭弧瞬间掉电问题，同时无漏电流（或极小）。
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