智能监控系统防雷设计配置方法———防雷防暴

1、设计思想
       雷电闪击一般从三个方面对运行的智能监控系统进行破坏，一方面是直接击毁即直击雷，这是带电云层与大地某一点之间发生的迅猛的放电现象；第二方面是沿电源线路的感应雷，这是带电云层由于静电感应作用，云层带电迅速消失，而此时带电荷的导线由于地面疏散流电阻大，以至出现局部高电压，或者由于直击雷放电过程中产生强大脉冲电流对周围的导线或金属物通过电磁感应产生脉冲高电压，并沿电源线路侵袭智能监控系统；第三方面是沿信号线路的感应雷，根据感应雷产生的特点，感应雷也能从信号线方面（视频线、云台控制线）对智能监控系统网络设备进行破坏，造成系统设备受损。
      根据智能监控系统的组网情况，防雷的重点主要是智能监控系统机房设备及各摄像头的防雷保护。在整个系统设备线路中有两部分应同时设计安装防雷器，即电源线路和信号线路（这是因为电源线路和信号线路是雷电感应进入设备的两条主要通道），用来抑制从这两部分的线路中感应产生并传导的雷电或系统操作过电压，保证整个系统网络安全运行免受损害。
  2、产品选型
     本设计的指导思想是，选用技术先进、性能稳定可靠、且应具有良好性能价格比的防雷产品。
     在本防雷工程中，我们选用HighTek全系列防雷产品。该产品有以下特点：
  1)    防雷击强度高：电源防雷器20～100KA，信号防雷器5～10KA
  2)    响应时间快：电源防雷器小于25ns，信号防雷器小于10ns，
  3)    安装维护方便灵活：标准模块化设计，且状态一目了然。
  4)    使用寿命长：在理想环境下其使用寿命可达20年。
  3、设计配置方法
  3.1、直击雷的防护
       直击雷的防护较简易的方法是采用避雷针，防止雷电直接击毁建筑物或其它物体。根据现场情况，系统机房（总控室）位于该楼房内，如果该楼的屋顶已安装了避雷针或避雷带作直击雷的防护，可以不再设计安装避雷针或避雷带。但分布在室外的各摄像头由于距离较远，又不在楼房避雷针或避雷带的保护范围内，所以室外各摄像头须设计安装避雷针。具体设计制做方法为：在室外各摄像头的立杆上（立杆的顶部）分别配置安装一支避雷针，规格为φ16×1000mm镀锌圆钢，安装方式为焊接，如图1所示。
   
  3.2、接地装置
        不论是防直击雷还是感应雷，不论是采用避雷针还是采用专用防雷器，都必须有良好的接地装置。因此接地技术是智能监控系统安全运行的重要环节，系统网络的地线应充分考虑防雷、防静电、防电磁等要求，应将各设备的外壳牢靠地接地，同时，应满足人身安全及系统设备的安全要求，接地电阻要求小于4Ω。
       已有的接地装置须测量其接地电阻值是否符合要求，达不到要求的须重新设计制做，具体方法为：在室外各摄像头的立杆旁的草地上挖一个0.5m（长）×0.5m（宽）×0.5m（深）的土坑，再在土坑内将一根2m长、规格为40×40×4mm的镀锌角钢垂直入地，测量其接地电阻值是否符合要求；若是达不到要求，可采用上述同样的方法在相距2米的地方把第二根、第三根等垂直入地，把两根角钢用40×4 mm镀锌扃铁焊接连接，再测量其接地电阻值，符合要求后把此扃铁与摄像头的立杆底座焊接，之后各焊点涂上防生锈漆，把土回填，埔上草皮。如图1所示
  3.3、等电位处理
        要求所有的金属体均应可靠就近接地做等电位均压联结，特别是设备机房内的金属构件、门窗均应可靠接地。各种金属管道、线路的屏蔽层应该在进入建筑物时做好接地，使整个系统形成一个大的等电位体，避免设备之间在雷击的瞬间形成电位差而产生二次闪击、闪络，从而造成损坏设备现象。
  3.4、线路防雷器的配置
  3.4.1、总控室的线路防雷器配置
       由于总控室集中了重要的系统设备，须重点加强保护；根据国家防雷规范及电源防雷器的特点，其电源线路上的防雷需采用多级防护，即
  A、第一级防雷（电涌）保护：选用HighTek电源防雷箱一套，安装于总控室内专给监控系统设备供电的电源总开关的电源线上，主要用来抑制吸收该电源线上所产生并传导的感应雷电或系统操作过电压，以保护总控室内通过此开关供电的所有用电设备。
  B、第二级防雷（电涌）保护：选用HighTek电源防雷器一套，安装于机房开关盒内专给机房系统设备供电的电源线上。主要用来抑制吸收第一级防雷器的残余电压或系统操作过电压，以保护控制室内通过此开关供电的所有电子设备。
  C、第三级防雷（电涌）保护：选用HighTek电源防雷插座板   只，分别安装于各重要设备（如显示器、硬盘录象机、分割器等）的电源进线端，用来进一步抑制雷电、降低残余电压，以保护控制室内所有电子监控设备。
          由于信号线路（视频线、云台控制线）也是感应雷电产生并传导的主要途径，应加强防雷保护；所以对所有进出总控室的信号线路应安装相应的防雷（电涌）保护器。视频线选用HighTek视频信号防雷器各一只，主要用来抑制吸收各视频线上所产生并传导的感应雷电，保护录象机和其它电子设备。云台控制线选用HighTek控制信号防雷器  只，主要用来抑制吸收各云台控制线上所产生并传导的感应雷电，保护云台控制器。
  3.4.2、各摄像头的线路防雷器配置
   由于各摄像头比较分散，只能单独进行保护；因为各摄像头分别有一条220V交流供电电源线、一条视频线，带云台的有一对控制线；所以：
       供电电源线选用HighTek电源防雷器各一套，主要用来抑制吸收该电源线上所产生并传导的感应雷电或系统操作过电压。
       视频线选用HighTek视频信号防雷器各一只，主要用来抑制吸收各视频线上所产生并传导的感应雷电。
       云台控制线选用HighTek控制信号防雷器各一只，主要用来抑制吸收各云台控制线上所产生并传导的感应雷电。
  安装配置如图2所示
   
  
4、所选防雷器的主要技术指标
       本方案所选用的各防雷器的主要技术指标，请参阅产品说明书。
   
  深圳市方兴鎏通实业有限公司
技术部
2009年9月24日