监狱及看守所监控系统防雷设计方案.docx
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监狱及看守所监控系统防雷设计方案
监狱及看守所监控系统防雷
设计方案
设计编号：
DW-WJ-03031301
建设单位：
设计单位：
深圳市盾牌防雷技术有限公司
二零零三年四月
目录
前言………………………………………………………………………………………3
第一部分盾牌公司简介………………………………………………………………4
第二部分监控系统防雷现状及需求…………………………………………………6
第三部分对监控系统防雷问题的专项分析…………………………………………7
第四部分监狱及看守所监控系统防雷设计方案……………………………………12
一、设计说明……………………………………………………………………12
二、设计方案……………………………………………………………………12
第五部分方案用产品及性能介绍……………………………………………………15
第六部分售后服务承诺………………………………………………………………22
第七部分参考标准及规范……………………………………………………………23
附件：
1、公司防雷资质
2、产品检测报告
3、企业营业执照
4、资金证明
前言
本方案是根据中国武警总队提供的相关资料及对现场勘察情况，并结合信息产业部标准《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》YD/T5098—2001中的有关规定而制定的。
深圳市盾牌防雷技术有限公司郑重承诺：
本次设计中所提供的一切证明和资料均真实、有效，我们自愿对其真实性和有关承诺负完全责任。
本工程建设单位：
设计单位：
深圳市盾牌防雷技术有限公司
第一部分盾牌公司简介
深圳市盾牌防雷技术有限公司是专业从事信息系统防雷产品的研发、生产与销售的高新技术企业。
是国内最具实力和规模的专业防雷公司之一。
✧资本雄厚：
企业注册资金1000万元。
✧人才济济：
享受国务院特殊津贴专家2人，高级工程师5人，是公司研发、中试、生产、品管、工程、技术支持等方面的中坚力量。
✧技术含量高：
2002年通过深圳市科技局高新技术企业认定。
✧管理现代化：
应用ERP管理系统极大地提高企业在计划、采购、仓储、生产、销售等方面的管理水平。
✧质量保证体系：
2001年通过ISO9001：
2000版质量体系认证。
在研发、试验、定型、生产、检验、销售等各个阶段，均严格按照ISO9001：
2000版标准进行质量控制，保证了产品的高可靠性。
✧先进可靠的检测手段：
2002年3月通过国家实验室认证。
可出具国家及亚太地区认可的检验报告和为客户提供防雷产品检测服务。
在研发、生产、检验等各个阶段，我们以科学的方法对产品进行严格测试，保证了产品的高可靠性。
✧品质卓越：
产品均通过信息产业部邮电设计院通信产品防雷性能实验室的严格检测，证明性能优越，符合中华人民共和国通信行业标准“YD/T5098-2001通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范”所规定的入网条件。
✧强强合作：
我司经华为技术公司严格的技术和商务认证，成为华为公司防雷产品正式供应商，产品远销世界各地。
我们还在产品研发、测试以及一体化防雷解决方案等方面有广泛的合作。
✧已具规模：
年销售额约3千万元。
每月生产能力为：
电源防雷箱1000台；模块式电源防雷器5000个；信号防雷器8000个；天馈防雷器5000各；是国内品种最全、产量最大的防雷产品试验、研发、生产基地。
✧主要客户：
华为、艾默生、UT-斯达康、美国NTI、江苏移动、安徽移动、成都移动、重庆移动、江西移动、河北移动、深圳电信、江西电信、河北电信、山东电信、成都电信、重庆电信、安徽电信、宁波电信、昆明电信、广东联通、河北联通、深圳联通等。
Ø重点工程：
深圳标志性建筑——“深圳赛格广场”（高380米、共72层）直击雷防护和感应雷防护工程全部由我司施工，其配电系统全部采用我司防雷产品；
Ø重点工程：
重庆卫星地球站是一个具有C频段、Ku频段三个15米天线的通信枢纽中心局，整个配电系统的各级雷电保护、计算机网络、数据线、音频线以及伺服控制器的雷电保护，全部采用我司防雷产品由我司施工；
Ø重点工程：
中国电信广东研究与发展中心设计的广州卫星地球站（规模和容量比重庆地球站更大）防雷改造工程各级电源保护器也是采用了我司防雷产品；
Ø重点工程：
山东电信的近千个接入网机房的电源防雷工程，全部采用我公司的防雷产品由我公司施工；
Ø重点工程：
广东联通的四百多个移动基站的电源防雷工程，全部采用我公司的防雷产品；
Ø重点工程：
深圳联通的近二百个移动基站的电源防雷工程，全部采用我公司的防雷产品且由我公司施工；
Ø重点工程：
深圳宝安电信的近百个接入网机房的电源防雷工程，全部采用我公司的防雷产品且由我公司施工。
我们秉承“客户满意、精益求精”的质量方针、“创一流企业、一流品牌”的企业目标，以客户为导向，对业务流程实行高标准管理和适时优化，不断提高产品质量和服务水平。
第二部分监控系统防雷现状及需求
1．监控系统分布于各监狱及看守所内；
2．监控系统由两部分组成：
一是监控中心；二是分布于各处的监控镜头。
3．监控镜头通过同轴缆与监控中心相连；
4．每个监控镜头都有独立的电源，采用市电220V供电；
5．监控中心采用单相220V供电；
6．供电方式均为TT系统；
7．主监控室无满足标准要求的地网；
8．路边立杆的监控镜头的接地电阻不详；
9．机房设备与监控镜头均无雷电过电压防护设备。
以上为监控系统的大致情况，根据这些情况及所处的地理环境，我们做如下专项分析。
第三部分对监控系统防雷问题的专项分析
一.环境分析
1、采用ＴＴ供电方式；
2、电源线多为架空引入；
3、监控镜头一般设在室外，受雷电干扰严重；
4、信号传输线未加有效屏蔽；
5、电网质量差；
6、各地环境差异大，年雷暴日从10天-100天不等。
二.监控设备防雷存在的主要问题
随着通信事业的不断发展，监控系统的雷电防护受到了相当的重视，特别是在信息产业部颁发了“YD/T50982001”《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》及公安部标准GA173-1998《计算机信息系统防雷保安器》实施后，监控系统的雷电防护都会参照规范执行。
但是，如果忽视了防雷系统的某些重要的问题，防雷依然存在严重的隐患，以下是盾牌公司的分析：
1、根据信息产业部邮电设计院的统计，机房设备因从电源线侵入的雷电过电压而损坏的占到75%：
⑴.机房电源的入口级（第一级或B级）的雷电防护一般采用对地４模式的气体放电型防雷器，因这种防雷器的放电动作时间及电压分散性太大，容易产生较大的差模过电压，从而导致设备损坏；
⑵.由于电网质量差，供电系统中存在严重的暂时过电压的危险，导致防雷器失效；
⑶.由于大部分采用ＴＴ供电方式，而电源防雷器却依然采用仅适合于ＴＮ系统的４模式对地或其它防雷器，造成防雷器起火。
2、根据信息产业部的统计,信号接口遭受雷击的故障也占很高的比例,没有加装信号防雷器也是系统防雷的一个薄弱环节。
三.ＴＴ供电系统中防雷器起火原因及解决方法
1、单相电源防雷器起火原因及解决方法
对选用民用建筑，采用TT接地方式的单相供电系统的系统设备，电源防雷器起火是一个需要高度重视的问题。
目前的大部分单相电源防雷器采用的是如下保护电路，这是一个典型的TT接地方式的单相供电电源防护电路：
对L相对地的防雷器有如下等效电路：
当防雷器由于各种原因失效后，由于回路阻抗大，短路保护装置无法动作，导致带有限流电阻的电弧放电现象出现，从而就会使防雷器起火，甚至导致机箱、机柜、机房火灾。
目前电源防雷器的起火原因，在前面已进行了分析。
对TT系统的单相电源，采用压敏电阻的全模式保护电路，会引起起火；采用“1+1”电路，即用1个ZnO压敏电阻模块分别接在L/N间，用一个放电间隙模块接在N/PE间，能解决一些问题，但仍会带来隐患，以下是对这种电路的分析：
这种防雷器采用“1+1”电路后，由于有一个加在N/PE间的气体放电元件，所以不存在动作分散性问题、灭弧问题、响应速度问题，而且可以实现全模式保护，适应各种接地方式，但这种防雷器的L、N相易接反，使L相对地短路,从而引起机房火灾。
所以采用“1+1”电路后,仍不能有效地解决问题。
目前最好的方法就是采用对称复合电路,如下图:
采用对称复合电路的防雷器,L/N、L/PE及N/PE间都有一个ZnO压敏电阻模块，放电间隙模块接在N/PE间，即使L、N相接反，也不会导致L相对地短路，从而能有效地解决“1+1”电路带来的隐患,彻底防免火灾的发生。
2、对防雷单元进行过热过流保护
由于防雷器件的短路失效现象只有热击穿或电击穿，所以通过对防雷元件进行过热过流保护，就可以实现故障脱离，防止防雷元件的短路起火问题，但此项技术难度很大，目前为止只有盾牌公司等极少数厂家能提供相应产品。
3、将TT系统改为TN系统，降低回路电阻
采用这一方法，工程投资很大，且牵涉行业太多，目前很难实现。
四、等电位连接的特点及改造
机房设备的接地方式一般如图一所示，当有雷击时，会在接地引线上产生较大的电位差，这个电位差有时足以使设备损坏。
设备B
零电位
地电位抬高
U=Ldi/dt+IR
设备A
图一
这个电位差，可根据下式算出：
U=Ldi/dt+IR，如引线长1m，入侵的雷电流为20kA（8/20us）,则每米导线上的电压降为3.6kV,如接地线长度为5米则地电位抬高为18kV。
如楼层间不等电位连接,接地线长度约为10米,则地电位抬高为36kV。
a
地电位抬高
U=Ldi/dt+IR
设备B
设备A
a
图二
为了减小此电位差，可采取如图二所示的方法加以改造，这时的电位差，可根据下式算出：
U=Ldi/dt+IR如引线长1m，入侵的雷电流为20kA（8/20us）,则每米导线上的电压降为3.6kV，如果等电位连接点提高到a点（a至设备B之间为0.5m,a至PE之间为4.5m），则设备A和设备B之间的电位差降为原来的十分之一1.8kV，此改造方法适用于机房设备较多的情况下使用。
第四部分监狱及看守所监控系统防雷设计方案
一、方案说明
1、根据目前防雷存在的问题及贵方的要求，本方案将对监控系统的交流电源部分、信号部分及接地系统等进行综合防护；
2、根据系统防护的原则，建议实行多级防护；
3、为了防止由于在采用ＴＴ供电方式的机房采用仅适合于ＴＮ系统的电源防雷器造成防雷器起火及L线与N线接反而导致的系统对地电弧性短路引起的火灾，本方案的电源防雷器将采用ＴＴ、ＴＮ系统通用的对称复合电路的电源防雷器。
二、防护方案
1、监控中心
A．交流电源的防护
在监控中心机房的交流配电箱处安装盾牌公司生产的YD60K385EH型单相电源防雷器。
防雷器的主要技术参数如下：
最大通流容量：
60kA
保护水平Up：
≤1500V
保护方式：
L-N及L/N-PE
B．监视器信号口的防护
在进入监控中心的同轴缆线连入监视器前加装盾牌公司生产的LDB10K24W型信号防雷器。
防雷器的主要技术参数如下：
最大通流容量：
10kA
传输速率：
10Mbps
插入损耗：
≤0.5dB
保护方式：
芯线-外导体及外导体-地
C．计算机信号口（数据线）的防护
在监控中心计算机信号端口处加装盾牌公司生产的LDJ10K05X-4C型信号防雷器。
防雷器的主要技术参数如下：
最大通流容量：
10kA
传输速率：
10Mbps
插入损耗：
≤0.5dB
保护方式：
差模、共模全保护
D．电话线的防护
在引入监控中心的电话线接入设备前加装盾牌公司生产的LDR10K180X型信号防雷器。
防雷器的主要技术参数如下：
最大通流容量：
10kA
传输速率：
10Mbps
插入损耗：
≤0.5dB
保护方式：
3线-4线及各线-地
2、监控射像头
对于该处的雷电防护，我公司提供以下两种方案：
A．在每个监控镜头的电源、信号转换箱（黑箱子）处安装盾牌公司生产的JD40K385DH3+1S户外防雨型综合防雷箱。
防雷箱由交流电源防雷和信号防雷两部分组成，其主要技术参数如下：
✧交流电源部分
持续工作电压：
385V（是指相电压达到385V时防雷箱仍可正常工作）
标称放电电流（8/20μs）：
20kA
最大通流容量（8/20μs）：
40kA
保护水平：
≤1500V
✧信号部分
持续工作电压：
24V（可根据现场实际情况调整）
标称放电电流（8/20μs）：
5kA
最大通流容量（8/20μs）：
10kA
限制电压（8/20μs、5kA）：
芯线—外导体≤60V，外导体—地≤100V
适应传输速率：
10Mbps
插入损耗：
≤0.5dB
接头形式：
BNC头（可根据现场实际情况调整）
B．在每个监控镜头的电源、信号转换箱（黑箱子）的电源线入口处安装盾牌公司生产的YD40K385EH型单相电源防雷器。
防雷器的主要技术参数如下：
最大通流容量：
40kA
保护水平Up：
≤1500V
保护方式：
L-N及L/N-PE
在每个监控镜头的电源、信号转换箱（黑箱子）的信号线入口处安装盾牌公司生产的LDB10K24W型信号防雷器。
防雷器的主要技术参数如下：
最大通流容量：
10kA
传输速率：
10Mbps
插入损耗：
≤0.5dB
保护方式：
芯线-外导体及外导体-地
3、地线改造及等电位连接
1）一般监控系统的接地电阻要求小于5Ω，对于不满足标准要求的地网，应加以改造，使其满足标准要求；
2）在交流配电箱附近新设一接地汇流铜排A，使防雷器的接地端子与接地汇流铜排A之间的连接满足小于1米的要求；
3）在监控室的监控设备的地板下新设一接地汇流铜排B，再用截面积不小于25平方毫米的多股铜芯导线将A、B两地排可靠连接起来；
4）位于建筑物上的监控镜头，其接地可利用建筑物顶上的主钢筋或女儿墙上的防雷带作为接地装置；
5）位于路面上立杆的监控镜头，可利用其地金属地桩做为接地装置。
第五部分方案用产品及其性能介绍
一、YD60K385EH单相电源防雷器
YD60K385EH单相电源防雷器适用于TT及TN接地方式的单相交流电源系统的第二级（CI级）防护。
1、产品性能特点
●采用对称复合电路，TN、TT系统通用
●采用温控断路技术，并内置过流保护电路，彻底防免火险发生；
●核心部件选用国际名牌产品，性能优越；
●共模、差模全保护；
●自带远程告警干接点，易于后台监控；
●采用红/绿灯指示工作状态；
●工艺考究，能在酸、碱、尘、盐、雾及潮湿等恶劣环境下长期工作；
●一体化设计，体积小，安装方便，维护简单。
2、产品技术参数
型号
YD60K385EH
额定电压Un
单相220V
持续工作电压Uc
385V
额定通流容量
30kA（8/20μs）
最大通流容量
60kA（8/20μs）
保护水平Up
1500V
保护方式
L/N-PE及L-N
响应时间
≤25ns
二、YD40K385EH单相电源防雷器
YD40K385EH单相电源防雷器适用于TT及TN接地方式的单相交流电源系统的第二级（CII级）防护。
1、产品性能特点
●采用对称复合电路，TN、TT系统通用
●采用温控断路技术，并内置过流保护电路，彻底防免火险发生；
●核心部件选用国际名牌产品，性能优越；
●共模、差模全保护；
●自带远程告警干接点，易于后台监控；
●采用红/绿灯指示工作状态；
●工艺考究，能在酸、碱、尘、盐、雾及潮湿等恶劣环境下长期工作；
●一体化设计，体积小，安装方便，维护简单。
2、产品技术参数
型号
YD40K385EH
额定电压Un
单相220V
持续工作电压Uc
385V
额定通流容量
20kA（8/20μs）
最大通流容量
40kA（8/20μs）
保护水平Up
1500V
保护方式
L/N-PE及L-N
响应时间
≤25ns
三、LDB10K24W型信号防雷器
1、产品性能特点
●多级保护，通流容量大，残压极低
●内置半导体保护器件，响应快
●低电容设计，传输性能优异
●共模、差模全保护
●一体化设计，安装方便，维护简单,符合国际SPD发展的要求和趋势
●随时提供客户化解决方案
2、主要技术参数：
型号
LDB10K24W
持续工作电压
24V
标称放电电流
5kA（8/20μs）
最大通流容量
10kA（8/20μs）
保护水平
5KA，8/20μs
差模
≤60V
共模
≤100V
保护方式
芯线－外皮，外皮－地
响应时间
≤1nS
接头
BNC
安装方式
串接于线路端与设备端之间
四、LDR10K180X型信号防雷器
1、产品性能特点
●多级保护，通流容量大，残压极低
●内置半导体保护器件，响应快
●低电容设计，传输性能优异
●共模、差模全保护
●一体化设计，安装方便，维护简单,符合国际SPD发展的要求和趋势
●随时提供客户化解决方案
2、主要技术参数：
型号
LDR10K180X
持续工作电压
180V
标称放电电流
5kA（8/20μs）
最大通流容量
10kA（8/20μs）
保护水平
10/700μs
芯线-芯线
≤300V
芯线-地
≤300V
保护方式
3线－4线、3线－地及4线-地
响应时间
≤1nS
接头形式
RJ11
安装方式
串接于线路端与设备端之间
五、LDJ10K05X-4C型信号防雷器
1、产品性能特点
●适用于10M以太网
●多级保护，通流容量大，残压极低
●内置半导体保护器件，响应快
●低电容设计，传输性能优异
●共模、差模全保护
●一体化设计，机架式安装，维护简单,符合国际SPD发展的要求和趋势
●随时提供客户化解决方案
2、产品技术参数
型号
LDJ10K05X-4C
适应传输速率
10Mbps
持续工作电压
5V
标称放电电流
5kA（8/20μs）
最大通流容量
10kA（8/20μs）
保护水平
5kA，8/20μs
差模
≤80V
共模
≤150V
保护方式
1、2,3、6线
响应时间
≤1nS
接头
RJ45（可根据现场实际情况调整）
安装方式
串接于线路端与设备端之间
六、JD40K385DH3+1S户外防雨型综合防雷箱
JD40K385DH3+1S户外防雨型综合防雷箱由交流电源防雷器和信号防雷器两部分组成。
交流电源防雷器用于供电电源的防雷，信号防雷器用于信号线路的防雷，适用于监控系统的雷电过电压综合防护。
防雷箱采用密封防雨型金属外壳，适于户外使用，且工艺考究，能在酸、碱、尘、盐雾及潮湿等恶劣环境下长期工作。
该防雷箱内部已实施了等电位连接，可有效防止由于电位差造成的设备损坏。
工作环境要求：
温度－40～＋85℃，相对湿度≤95％（25℃）。
一、主要特点：
电源防雷器的主要特点是：
●采用复合对称防雷电路，防护性能好，残压特别低
●采用温控断路技术，并内置过流保护电路，彻底避免火险发生
●采用多重自主均流技术，能耐受连续雷击，多雷区首选
●共模、差模全保护
●采用双色发光管指示工作状态，清晰直观
●遥信功能（干接点）,便于远端监控
●断电报警功能，电源断电自动告警
信号防雷器的主要特点是：
●通流容量大
●残压低，保护效果好
●反应灵敏
●性能稳定，工作可靠
二、主要技术参数
1、交流电源部分
持续工作电压：
385V
标称放电电流（8/20μs）：
20kA
最大通流容量（8/20μs）：
40kA
保护水平：
≤1500V
2、信号部分
持续工作电压：
24V（可根据实际需要调整）
标称放电电流（8/20μs）：
5kA
最大通流容量（8/20μs）：
10kA
限制电压（10/700μs）：
芯线—芯线≤60V，芯线—地≤100V
适应传输速率：
10Mbps
插入损耗：
≤0.5dB
接头形式：
BNC头（可根据实际需要调整）
第六部分工程概算
序号
产品名称
产品型号
单价（RMB）
含税6%
1
单相电源防雷器
YD60K385EH
2
单相电源防雷器
YD40K385EH
3
信号防雷器
LDB10K24W
4
信号防雷器
LDR10K48X
5
信号防雷器
LDJ10K05X
6
户外防雨型综合防雷箱
JD40K385DH3+1S
设备安装、地线改造及材料费
人民币：
说明：
1、工程总价=防雷设备价格合计+设备安装、地线改造及材料费
2、防雷设备价格合计根据实际使用数量安上表中的单价进行计算。
第七部分售后服务承诺
为了更好地满足客户的需求，达到优质服务的目的，我公司制订了如下售后服务细则：
1、公司提供的防雷产品质保期为三年。
在质保期内发生的产品非人为损坏，本公司在接到损坏通知后，立即派员到现场更换或重新发货。
超出质保期的产品本公司提供终身维护服务。
2、公司配备越野工程抢修车和小汽车各一台，实行24小时全天候及节假日值班制度。
3、提供的防雷产品均由保险公司承担其产品责任险，对使用时发生的人身及财产损害进行赔偿，有效期直到该产品停止使用为止。
4、公司有关部门保持密切联系，及时了解防雷产品使用情况，倾听贵单位对售后服务工作的意见，为断提高服务质量，为您解除雷患之忧就是盾牌的承诺。
第八部分保密承诺
由于工程地点的特殊性及安全要求，我公司特郑重作如下承诺：
我公司及所有涉及到的设计及施工人员，将严格按照贵方的保密要求进行工作，无条件地遵守贵方的保密纪律。
深圳市盾牌防雷技术有限公司
2003-4-8
第九部分参考标准及规范
本方案在编写过程中主要参考了以下标准及规范：
1）中华人民共和国国家标准GB50057-1994《建筑物防雷设计规范》；
2）中华人民共和国信息产业部标准YD5098-2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》
3）原邮电部标准«通信局（站）接地设计暂行技术规定»YDJ26-89；
4）原邮电部标准«微波站防雷与接地设计规范»YD2011-93；
5）信息产业部标准《移动通信基站防雷与接地设计规范》YD5068-98；
6）信息产业部标准《通信工程电源系统防雷技术规定》YD5078-98；
7）公安部标准《计算机信息系统防雷保安器》GA173-1998；
8）原电力部标准《电力系统通信站防雷运行管理规程》DL548-94。
同时借鉴了有关IEC、ITU及UL标准及规范，确保本方案建议书的科学性及合理性要求。
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