防雷设计方案.docx

1、防雷设计方案智能弱电系统防雷工程设计方案第一章 防 雷 概 述1.1 雷电的成因及危害 通常所谓雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。这种迅猛的放电过程产生强烈的闪光并伴随巨大的声音。然而，云层对大地的放电，则对建筑物、电子电气设备和人、畜危害甚大，这是我们防范的主要对象。通常雷击有两种主要形式：直击雷、感应雷。1.2 直击雷的成因及危害带电的云层对大地某一点之间发生迅猛的放电，叫做“直击雷”。雷电直接击中建筑物、通信设备、网络设备、通信电缆和操作人员，将会造成建筑物损毁，设备损坏，人员伤亡和电气短路引起火灾等严重后果。因此，直击雷发生的概率

2、虽然很小，但其危害十分大，所以不能掉以轻心。1.3 感应雷的成因及危害带电云层由于静电感应作用，使地面某一范围带上异种电荷。当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，以至出现局部高压，或者由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象，叫做“感应雷”。显然，感应雷是由直击雷引起的，感应雷产生于导体中并沿导线传播，损坏与导线相连的某些设备或设备中的某些器件。有研究表明：直击雷可在其周围5000米范围的导体上感应危险电压，与外界相连的各种长距离电缆可在更大的范围内感应雷电电磁脉冲，并几乎无衰减的沿电缆传入室内。因此，有效的防

3、雷措施非常重要。第二章 防雷设计原则防雷设计原则：安全有效，价格适中，安装方便， 维护简单，符合标准，用户满意。按照以上要求，我们在设计本方案时，遵守以下几点： 采用现今已经成熟的防雷产品，确保用户设备安全。为此，我们在此方案中防雷器选用了天宇雷业系列防雷产品。 在此方案中，既考虑到了用户在防雷方面的实际要求，又考虑了用户的投资。在保障用户设备在雷击情况下损失最小或免受损失的前提下，使用户的投资减到最低。 本设计方案中选用的防雷产品，安装方便，维护极其简单。 在本设计方案中，均按照国家最新的防雷规范设计。第三章 引用标准及规范 建筑物防雷设计规范（GB 50057-94）2000 版 电子计算

4、机房设计规范（GB 50174-93） 工业与民用电立装置的过电压保护设计规范（GB 64-83） 计算机房防雷设计规范（GB 50174-93） 计算机信息系统防雷保安器（GA 173-1998） 雷电电磁脉冲的防护（IEC 1312） SPD电源防雷器（IEC 61643） SPD通信网络防雷器（IEC 61644）第四章 防雷工程设计方案及说明4.1 工程概述我公司对贵所的防雷装置进行现场勘查，依据建筑物防雷设计规范 GB50057-94 （2000版）、建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB 50343-2004等防雷规范发现存在防雷隐患。本防雷工程主要分五个部分：1） 监控中心机房防雷

5、接地：在机房的做两级防雷，在市电配电柜安装B级电源防雷器“天宇雷业”TB-380/4PN一套，在电视墙以及操作台内安装C级电源防雷器“天宇雷业”TC-380/2 4套，用于二级电源防雷器，在设备前安装防雷排插做到3级防雷，中心机房设计等电位汇流排，用于机房内的金所体8个，中心机房接地电阻要求小于4欧姆，采用接大楼地的接地方式。2） 可视对讲系统防雷保护：可视对讲系统分布很散，主要保护对象是室外的控制箱设备，系统共13个控制箱，设计13个D级电源防雷器“天宇雷业”TD-380/2，26台专业可视对讲TY-KS/8，专业六线制防雷器，中心机房设计1套。系统同时作好良好的接地，接地电阻小于10欧姆，

6、共合计13个接地点。3） 停车场门禁系统：停车场合计3套，主要保护是系统的电源系统，设计6个D级电源防雷器“天宇雷业”TD-380/2，图像对比摄像机设计6台二合一防雷器TY-CCTV/220/2，系统的控制线路9台“天宇雷业”TY-422，系统设计防雷接地点3个，接地电阻小于10欧姆。智能通道闸合计3套，主要是对电源防雷以及信号防雷器，合计3个D级电源防雷器“天宇雷业”TD-380/2，控制线路3台“天宇雷业”TY-422，接地系统3套。4） 监控系统防雷设计：系统共44个枪机，8个球机，前端设计44个二合一防雷器“天宇雷业”TY-CCTV/220/2，8个三合一防雷器“天宇雷业”TY-CC

7、TV/220/3A，设计接地系统52套，接地电阻小于10欧姆。中心机房设计视频信号防雷器52套TY-CCTV，485控制信号4套，用于保护硬盘录像机的视频信号485信号接口。5） 广播系统：系统共设计10个分区，每个分区域设计一路广播系统防雷器TY-TELE，合计20套，用于保护中心设备，接地系统接入机房的接地系统。6） 周界报警系统：系统主要保护为模块，系统共设计26个模块，（建议修改成13个双防区的模块），每个模块设计信号防雷器“天宇雷业”TY-422一套，中心机房总线制安装信号防雷器“天宇雷业”TY-422一套，合计27套，设计接地系统26个点，接地电阻小于10欧姆。4.2 终端设备的防

8、雷规范1) 在智能弱电系统中，监控室的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电涌保护多方面进行。2) 监控室所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网。其防直击雷措施应符合GB5005794中有关直击雷保护的规定。3) 进入监控室的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时，在入户处应加装避雷器，并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。4) 监控室内应设置一等电位连接母线（或金属板），该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止危险的电位差。各种电涌保护器（避雷器）的接地线应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气

9、连接。5) 由于有80雷击高电位是从电源线侵入的，为保证设备安全，一般电源上应设置三级避雷保护。在视频传输线、信号控制线，入侵报警信号线进入前端设备之前或进入中心控制台前应加装相应的避雷保护器。6) 良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4。4.3 直击雷的外部防护措施1）、接闪器避雷针及其变形产品避雷线、避雷带、避雷网等统称为接闪器。历史上对接闪器防雷原理的认识产生过误解。当时认为：避雷针防雷是因为其尖端放电综合了雷云电荷从而避免了雷击发生，所以当时要求避雷针顶部一定要是尖端，以加强放电能力。后来的研究表明：一定高度的金属

10、导体会使大气电场畸变，这样雷云就容易向该导体放电，并且能量越大的雷就越易被金属导体吸引。这样接闪器的防雷是因为将雷电引向自身而防止了被保护物被雷电击中。现在认为任何良好接地的导体都可能成为有效的接闪器，而与它的形状没有什么关系。为了降低建筑被雷击的概率，宜优先采用避雷网、作为建筑物的接闪器，如果屋面有天线等通信设施可在局部加装避雷针保护，这样接闪器的高度不会太高，不会增大建筑的雷击概率。避雷网的网格尺寸应不大于10m10m，避雷针应与避雷网可靠连接。2）、引下线引下线的作用是将接闪器接闪的雷电流安全的导引入地，引下线不得少于两根，并应沿建筑物四周对称均匀的布置，引下线的间距不大于18米，引下线

11、接长必须采用焊接，引下线应与各层均压环焊接，引下线采用10毫米的圆钢或相同面积的扁钢。对于框架结构的建筑物，引下线应利用建筑物内的钢筋作为防雷引下线。采用多根引下线不但提高了防雷装置的可靠性，更重要的是多根引下线的分流作用可大大降低每根引下线的沿线压降，减少侧击的危险。的目的是为了让雷电流均匀入地，便于地网散流，以均衡地电位。同时，均匀对称布置可使引下线泻流时产生的强电磁场在引下线所包围的电信建筑物内相互抵消，减小雷击感应的危险。3）、接地体接地体是指埋在土壤中起散流作用的导体，接地体应采用： 钢管 直径大于50毫米，壁厚大于3.5毫米； 角钢 不小于40404毫米 扁钢 不小于404毫米。

12、应将多根接地体连接成地网，地网的布置应优先采用环型地网，引下线应连接在环型地网的四周，这样有利于雷电流的散流和内部电位的均衡。垂直接地体一般长为1.5-2.5米，埋深0.8米，地极间隔5米，水平接地体应埋深1米，其向建筑物外引出的长度一般不大于50米。框架结构的建筑应采用建筑物基础钢筋做接地体。4.4 感应雷的防护措施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

13、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。4.5 前端设备防

14、雷规范本工程前端设备防雷如下：1. 视频线路的防护：视频线连接摄像枪和光端机，应在摄像枪视频输出端及光端机视频输入端安装视频线路防雷器；要求防雷器标称通流为5KA，最大通流为10KA，响应时间1ns。2. 云台控制线路的防护：二芯控制线连接快球解码器和光端机数据输出端，应在线路的两端安装控制信号防雷器，要求防雷器标称通流为5KA，最大通流为10KA，响应时间1ns，频率范围为0-1MHz。3. 前端设备电源防护：由于前端设备安装空间有限，按规范要求的三级防护方法，工程实施比较困难。依据规范要求，以摄像枪变压系统和光端机变压系统的耐压水平为1500V计，安装一个标称为In20KA的防雷器，在预期

15、小于20KA的雷电-流冲击时，是有效的。在三级防雷实施困难时，考虑前端设备的用电功率，在前端增加一个隔离变压器，提高前端供电系统的耐压水平是可行的。4. 光纤的防护：必须在光纤配线盘前，把光纤加强钢芯，及外层金属保护层直接与地连接。5、停车场系统只要是防护机箱的电源以及信号防雷，图像对比的视频信号电源信号防雷接地。6、智能通道闸主要是防护电源以及通信485信号的防雷接地。7、广播系统主要是分区的广播线路，经过室外连接到中心设备的广播信号防雷8、可视对讲由于分布很散，防感应雷主要是对室外线路的防护，可视对讲主要是对控制机箱的电源防护以及传输联网线路的防护。5. 感应雷防护的重要措施就是要做好线路

16、的屏蔽，所有金属线缆在可能的情况下应套金属管，并做好接地处理，接地电阻小于等于10欧姆。4.6 传输线路的防雷规范1) CCTV系统主要是传输信号线和电源线。室外摄像机的电源可从终端设备处引入，也可从监视点附近的电源引入。2) 控制信号传输线和报警信号传输线一般选用芯屏蔽软线，架设（或敷设）在前端与终端之间。3) GB501981994规定，传输部分的线路在城市郊区、乡村敷设时，可采用直埋敷设方式。当条件不充许时，可采用通信管道或架空方式，此时规定了传输线缆与其它线路其它线路其沟的最小间距和与其它线路共杆架设的最小垂直间距。4) 从防雷角看，直埋敷设方式防雷效果最佳，架空线最容易遭受雷击，并且

17、破坏性大，波及范围广，为避免首尾端设备损坏，架空线传输时应在每一电杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入合适的避雷器。5) 传输线埋地敷设并不能阻止雷击设备的发生，大量的事实显示，雷击造成埋地线缆故障，大约占总故障的30左右，即使雷击比较远的地方，也仍然会有部分雷电流流入电缆。所以采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管的电气连通。对防护电磁干扰和电磁感应非常有效，这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。如电缆全程穿金属管有困难时，可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入，但埋地长度不得小于15米，在入户

18、端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。4.7 中心机房防雷接地以及等电位联接1) 监控中心防护包括中心电源防护和进入中心的所有金属线缆的防护（以下假定中心机房具有完整的防直击雷措施，否则应进行防直击雷整改和报建）。电源线路防护：采用三级防护，第一级防护要求防雷器标称通流能力大于60KA，第二级防护要求防雷器标称通流能力大于20KA，第三级防护要求防雷器标称通流在于10KA，三级防护要求在预期100KA雷电流冲击下，设备端残压1000V，达到设备的耐压保护水平。具体安装及设备示意图如下。机房中心防雷2) 进入监控中心的金属线缆 中心附近的摄像点，如果与中心采用直接的铜线连接，所有入线应在中心

19、端安装相应的防雷器，要求和前端相同。 中心其它线路防护：如电话线，宽带，网络所有出入中心的线路应安装相应的防雷器，防雷器标称通流大于5KA。 进入中心的光纤应在光纤配线盘处，光纤加强芯和屏蔽保护层应接地处理。3) 中心的接地和等电位：中心接地冲击电阻应小于4，在中心设立一个总按地排，室内设备机柜应做接地处理。4) 中心的接地：接地电阻不大于4欧姆。5）在距配电房最近的接地连接线处向配电房焊接引出接地连接线,并在配电柜合适位置设置接地端子。6）在距控制室最近的接地连接线处用16mm2多股铜芯线向控制室引出接地端子，在控制室安装等电位联结箱，控制室内的各种金属机柜及原有接地线均通过多股铜芯线作等电

20、位联结,在视频电缆输入端及靠近硬盘录像机处各安装1组接地汇流排作防雷器接地端子。7）监控室沿四周采用4*40的铜带做等电位连接，设置接地汇集排，汇集排就近与建筑物综合接地连接，要求接地电阻小于4姆。采用业主原来机房的接地点4.8 防雷接地系统接地系统是完善的防雷方案中最重要的一环,良好的接地系统能保证强大的雷电流通过接地系统快速泄入大地,是保障设备安全运行的重要保证方案一：室外接地网建造（采用铜包钢接地棒，宜用于不方便开挖的地方）：在接地点的周围的草地中采用铜包钢接地棒，每个点打入6-7根1.2米长的14mm接地棒，采用10mm2地线采取放热焊的方式进行连接，其数量可以根据具体环境而定，同时在

21、施工的进行过程中实时测量，直到接地电阻小于10欧姆。完成后再用10mm2接地线连接到监控立杆的接地工作口中去，所有金属外露处作好防腐防锈处理。接地棒的相关特点：1）、天宇雷业镀铜钢棒接地极铜层厚度超过0.25mm。 2）、完美的铜分子与钢棒持续结合：由实心冷抽钢棒。先镀上一层镍，再在镍层上镀上铜。由于镍与钢均具有良好的粘结性能，从而确保铜层与钢芯的完美结合。 3）、强度高，适于深钻，从而容易打入地下，铜皮不破裂，不脱落。 4）、镀铜钢棒接地极需具有耐腐蚀性强，特别适用于广州这种土壤腐蚀性强的地方。产品寿命预期 为40年。 5）、施工方便，手工或利用机械安装。天宇雷业是全球最早生产镀铜钢棒的生产

22、商，目前其全球市场占有率超过其所有竞争对手之和。放热焊接的相关特点；由于老化和腐蚀的原因，连接点是所有接地中最薄弱的环节。天宇雷业放热焊能完全解决这一问题。其性能特点如下： 1） 焊接点的载流能力与导线的载流能力相同。 2） 因为焊接点是焊接而成的，所以是永久性的，不会老化。 3） 放热焊接连接点永久性的分子结合，不会松脱。 4） 焊接点象铜一样不受腐蚀性产物的影响。 5） 焊接点能经受反复多次的大电流而不退化。 方案二：室外接地网建造（采用角钢）：在室外摄像机安装位置的地面各开凿深0.8米宽0.6米长的地沟，每隔5米打入1根2000mm /L5*5*50的热镀锌角钢作人工垂直接地极，用4*4

23、0热镀锌扁钢焊接连通作人工水平接地极,每段人工地网两端及中间各向距地3m的高墙焊接引出12热镀锌圆钢接地连接线, 12热镀锌圆钢接地连接线全程套PVC管保护。4.9 电源避雷器的安装技术要求在安装电源避雷器时，要求避雷器的接地端与接地网之间的连接距离尽可能越近越好。如果避雷器接地线拉得过长，将导致避雷器上的限制电压（被保护线与地之间的残压）过高，可能使避雷器难于起到应有的保护作用。因此，避雷器的正确安装以及接地系统的良好与否，将直接关系到避雷器防雷的效果和质量。避雷器安装的基本要求如下： 电源避雷器的连接引线，必须有足够粗，并尽可能短； 引线应采用截面积不小于16mm2的多股铜导线； 如果引线

24、长度超过1.0m时，应加大引线的截面积； 引线应紧凑并排或帮扎布放； 电源避雷器的接地线应为不小于1635m2多股铜导线，并尽可能就近可靠入地。4.10 防雷器详细参数4.10.1 摄像机视频信号防雷器 TY-CCTVTY-CCTV系列同轴信号电涌保护器用于连接的同轴信号传输设备防雷及抗浪涌保护,适用于有线电视系统,视频监控系统,安防系统，计算机网络系统等同轴通讯设备的防护,安装于防雷分区LPZ1-3界面。性能说明-通流容量大，工作频带宽-插入损耗低，残压低-响应时间快-信号传输性能优越-多级保护-结构简单，安装方便快速型号TY-CCTV保护路数1路标称工作电压Un5V最大持续运行电压Uc8V

25、标称放电电流（8/20S）In5kA最大放电电流（8/20S）Imax10kA电压保护水平（In）Up35V响应时间tA1ns传输速率Vs20Mbps插入损耗aE0.5dB温度范围-40+80特性阻抗Z75接口类型BNC外壳材料屏蔽金属防护等级IP204.10.2 B级三相电源防雷器 TB-380/3PNTB380系列产品是按SPD B级分类试验要求,设计的限压型电涌保护器,可用于电源线路的负载设备第一级防护,防止低压设备受到过压干扰,安装于防雷分区LPZ0A-1或更高的界面。产品概述:单极一相,适用于各种供电系统模块化分离结构,运维简便可视的失效指示窗口采用多级压敏嵌位并联技术配有遥信接点,

26、实现远程监控通流能力强,响应时间快,残压低双重的动态热脱扣装置,温控断路技术技术参数:产品型号TB-380/60标称工作电压Un230V/50Hz最大持续工作电压Uc385V标称放电电流（8/20S）In30kA最大放电电流（8/20S）Imax60kA电压保护水平（In）Up3.0kV响应时间tA25ns备用保险丝160A短路容量50kA/50Hz温度范围Tu-40+80安装接线方式/规格并联/多股线25mm2工作状态/故障指示绿/红外壳材料红色强化热熔塑料,UL94-V0安装宽度2 mods安装支架35mmDIN轨防护等级IP20附加参数远程报警端子类型开关转换触点远程信号AC：250V/

27、0.5A遥信端子接线规格最大1.5mm24.10.3 C级单相电源防雷器 TC-380/2TC380系列产品是按SPD II级分类试验要求设计的限压型电涌保护器,可用于电源线路的负载设备第二级防护, 防止低压设备受到过压干扰,安装于防雷分区LPZ0B-1及后续分区。产品概述;单相,适用于各种供电系统模块化分离结构,运维简便可视的失效指示窗口配有遥信接点,实现远程监控通流能力强,响应时间快,残压低双重的热脱扣装置,温控断路技术技术参数：产品型号TC-380标称工作电压Un230V/50Hz最大持续工作电压L-NUc255V标称放电电流（8/20S）In20kA最大放电电流（8/20S）Imax4

28、0kA雷电冲击电流（8/20S）N-PEIimp12kA电压保护水平（In）L-NUp1.75kV电压保护水平（In）N-PEUp1.25kV响应时间L-NtA25ns响应时间N-PEtA100ns备用保险丝125A短路容量25kA/50Hz温度范围Tu-40+80安装接线方式/规格并联/多股线16mm2工作状态/故障指示绿/红外壳材料红色强化热熔塑料,UL94-V0安装宽度2 mods安装支架35mmDIN轨防护等级IP20PNF附加参数远程报警端子类型开关转换触点远程信号AC：250V/0.5A遥信端子接线规格最大1.5mm24.10.4 三合一防雷器TY-CTV/220/3A 型号TY-

29、CCTV/220/3A电源视频控制标称工作电压Un220V5V24V最大持续运行电压Uc385V8V30V标称负载电流IL10A-5A标称放电电流（8/20S）In10KA5KA5KA最大放电电流（8/20S）Imax20KA10KA10KA电压保护水平（In）Up600V30V60V响应时间tA25ns1ns传输速率Vs-20Mbps2Mbps插入损耗aE-0.5dB温度范围-40+80接口类型螺丝端子BNC螺丝端子安装接线规格4mm2-2.5mm2外壳材料灰色铝合金外形尺寸105x56x27mm安装支架室内壁挂式防护等级IP20防护等级IP204.10.5 4.2.5二合一防雷器TY-CC

30、TV/220/2性能-多功能过压保护-限制电压低,响应时间快-插入损耗小,通流容量大,传输性能优越-体积小,安装简单,维护方便-可满足多路二合一系统保护产品概述TY-CCTV一体化二合一多功能监控专用电涌保护器,适用于监控前端设备摄像枪的电源线路和视频线路的防护或多路监控主机的控制线路和视频线路的抗浪涌保护。技术参数型号TY-CCTV/220/2电源视频保护路数1路标称工作电压Un 220V5V(12V)最大持续工作电压Uc275V8V(16V)标称电流IL10A-标称放电电流（8/20S）In5kA最大放电电流（8/20S）Imax10kA电压保护水平（In）Up900V30V响应时间tA1ns25ns传输速率Vs-20Mbps插入损耗aE-0.5dB温度范围