监控系统防雷避雷器方案

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监控系统防雷避雷器方案

一、方案概述：

监控系统防雷避雷器方案

安防监控系统是技术防范和科学管理的辅助设备，在其问世之初，应用范围有限，点少、线短、面窄，防雷问题并不突出。随着人们的防范意识和科学管理的提高，到目前，监控系统已得到了广泛的应用，如金融系统、高速公路、军事、交通监控、住宅小区以及各种公共场所等，室外布线由几百米到几十公里不等等，遭雷击的机会非常多，往往是摄像枪及终端设备（监视器）被打坏，严重的使整个中心控制室瘫痪。因此，必须将监控系统防雷工作做好，通过有效措施防止雷电侵入设备，形成层层保护结构，确保监控机房设备及工作人员的安全。

二、防雷设计的依据

1、《建筑物防雷设计规范》ACGB5005789-94

2、《民用闭路监视电视系统工程技术规范》ACGB50198-94

3、ACAYD/T5098-2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》

4、ACGB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

三、监控系统的网络架构

1、任何一个监控系统均由前端系统，终端系统，传输系统及控制系统四个子系统组成。前端系统一般在室外，容易遭受直击雷和感应雷，同时通过传输系统及传输系统本身对雷电的感应，将雷电传输到监控中心，损坏终端设备，破坏控制系统。

2、监控系统分类

（1）同轴电缆传输监控系统：一般由摄像机、同轴电缆、控制器、监视器、录像机组成。

（2）电话线传输监控系统：一般由摄像机、同轴电缆、发送设备、电话线、接收设备、监视器组成。

（3）光缆传输的监控系统：一般由摄像机、电信号、发送光端机、光缆、连接器、接收光端机、监控器组成。

（4）微波传输的监控系统：一般由摄像机、微波发射机、发射天线、接收天线、微波接收机、监视器组成。

四、防雷设计方案的具体内容

（一）直击雷防护设计

应在室外的摄像机支撑杆顶安装能保护摄像机的DXH01-ZTY通用避雷针,并做出相应地网接地(要求接地电阻小于10欧)；在监控大楼应有防直击雷的避雷（带、针、塔）装置，并建造一组小于4欧的地网，使雷电及过电压快速对地泄放。

（二）感应雷防护设计

1、摄像机防雷：

（1）在摄像机端电源线路上安装一个DXH01-220D防雷器（电涌保护器简称SPD，俗称避雷器），作为摄像机电源防雷保护。

（2）在摄像机端视频信号线上安装一个V系列视频SPD，作为摄像机视频信号防雷保护。

（3）在带有云台的摄像机端，安装一个控制线路防雷器V485系列信号SPD，作为摄像机云台控制线防雷保护。

2、控制器防雷：

（1）在室内监控机房监视器前分别安装对应接口的视频防雷器V系列视频SPD。

（2）在室内监控机房安装对应的控制线路防雷器V系列信号SPD。

3、监控大楼防雷：

（1）在总电源处安装380V的通流量为100KA的DXH01-380ZJ电源防雷器作为第一级防护。

（2）在楼层配电箱前安装对应的380V的通流量为60KA的DXH01-380XJ电源防雷器，作为第二级防护。

（3）在各用电设备前安装相应的220V的通流量为10KA的Z5系列电源防雷插座作为第三级防护（具体应根据设备情况选择）。

（4）在接收发设备前安装V系列视频防雷器。

4、微波发射天线防雷：

（1）在微波发射天线处安装DX系列避雷针。

（2）在微波接收发机前安装对应接口的天馈防雷器

（三）接地系统

1、等电位处理及屏蔽

将工作地（交、直流工作地）、设备保护地、防雷保护地连接在一起，构成一个均压等电位体，并将所有进入建筑物的通信电缆及线缆用金属管道进行屏蔽，将所有的金属管道（包括水管、煤气管及各种屏蔽管道）在进入建筑物之前，就近接地，如有多组地网且地网间距小于20米，根据国家防雷标准的有关要求采用公共接地方式，即共地处理(采用电子开关作为等电位连接)。其目的是消除各地网之间的电位差，保证设备不因雷电的反击而损坏。

2、人工接地网设计

地网设计在建筑物周围，挖地网深度为600～800，宽不少于500，接地电阻为R≤4Ω，垂直接地体采用L50×W50×H2000热镀锌角钢，水平接地体采用-50×5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100，焊接处刷红丹或沥青油做防腐处理。接地线用50×5的热镀锌扁钢，通过铜铁转换头预留接地测试点。 (单位为mm)

第三章监控系统防雷实施方案

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实施计划

防雷系统的设计应满足以下原则：

1、保护器不影响被保护设备的正常工作；

2、雷击产生冲击波时，所采用的防护器件应有低阻抗，将冲击电流直接导入大地而不产生危险的冲击对地电位差；

3、防护器件应有较高的承受冲击能量的能力，并有规范的接地系统。

按照IEC1312-1～3规范，为保护你监控系统的设备，将需要保护的空间划分为不同的防雷区（LPZ），根据各部分空间不同的LEMP（雷闪电磁脉冲）的严重程度和实际情况确立相应的防护等级，合理使用相应的防雷器。

实施措施

监控系统由分布在室内外各处的监控摄象机通过视频信号、控制信号传输至中心控制主机进行集中监控。为了防止雷电产生的感应过电压和过电流，在所有监控设备的电源线入口、外安装型和室内安装型，室内型摄象机信号传输线缆和电源供给线缆均通过“地埋”方式布线，可以不考虑防雷保护。

防雷器选型注意事项

1、视频信号线入口、通信控制线入口安装信号避雷器

选择这类避雷器型号时要注意参照下述技术参数，避雷器的反应动作时间小于1ns，限制电压

2、电源线处安装电源避雷器

由于雷电冲击波的主要能量集中在从工频附近几十赫兹到几百赫兹的低端，所以雷电冲击波能量就容易与工频回路发生耦合、谐振，于是雷电冲击波从电源线路进入电子设备的几率要引入的，因此应特别加强系统中设备电源的防雷措施。所以选择残压小，反应时间快的避雷器最好。

中心监控室：

1、第一级防雷：由于监控室处于室内，电源线路受太大雷击的机会较少，对于新建筑物，监控室内第一级电源防雷可省（2、第二级防雷：中心监控室电源配电箱处加装第二级三相电源避雷箱（或单相电源避雷器），保护全室内设备。

3、第三级防雷：在主机、监视器、视频切换器等电源插座处安装第三级三相电源避雷箱或单相电源避雷箱防雷转换器，实现滤波精细保护设备，同时防止瞬间电压波动功能。

4、视频信号线路防雷：在视频线上安装视频信号避雷器；

中心监控室：

接地地网：要求R≤2Ω，监控室总汇流排ATK008+引下线35平方200多芯接地线+接地体。接地体：是埋于地下与引下线入地相连接，雷击电流由此发散到大地。通常用400×500×60CM自动降阻接地模块AT-ZGD和50×50×5mm的热镀锌角钢组成垂直接地体，再用40×4热镀锌扁钢铜铁接头连接引下线，以满足国家防雷规范接地电阻R≤2Ω的要求。如接地系统图示。室内外摄像枪防护：

1、在220V电源线路上安装单相电源避雷器（在24V电源线路上安装单相电源防雷器；

2、在视频线上安装视频信号避雷器；

3、在控制线上安装控制线信号避雷器；

4或者用三合一（电源/信号/视频）防雷器以上1、2、3防雷器使用。

第四章雷电防护方案

1.防雷防护措施：

具体的防护措施为：在参考IEC1312的描述，在LPZOB区，虽然不会被直击雷击中，但远端雷电闪电沿电力线传来的雷电电磁脉冲的强度并没有衰减，本区内的电磁场也没有减弱。

在三级防雷保护中，第一级防护为粗保护，选用普天防雷 DXH01-380ZJ系列的雷击电流放电器，对直击雷进行防护，吸收90%的大能量雷电流，此产品为普天防雷公司的专利产品，独有的火花间隙角型放电器技术；第二级为中级保护，选用DXH01-380D/DXH01-220D系列浪涌电压放电器，将残余的雷电流基本吸收，通过地线泄入大地。

2.接地系统

防雷器件首先起到的作用是对雷电流的吸收和泄放作用，同时也是一种“等电位连接器“。所有的防雷产品器件的防护原理均是在雷击发生的瞬间内，迅速启动响应，保证设备、大地、建筑物及其附属设备之间搭接构成一等电位体，从而避免过电压的损坏，实现均压等电位的关键就是整个通讯系统和计算机机房的地线系统。

所以说接地系统在系统防雷中非常重要的。

接地系统

1. 1接地系统接地体施工示意图

理想的建筑物避雷系统的接地装置，包括从接闪器及引下线的理想状态最好是无任何电阻，零，因此，接地的阻值应尽可能的小。

依据国家标准GB50174-93《电子计算机机房设计规范》规定，交流工作接地和安全保护接地，接地电阻均不应大于4Ω，直流工作接地中，接地电阻应按计算机系统具体要求确定（通常国外计算机系统要求接地电阻小于1Ω）。

据IEC1024标准机房交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜

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共用一组接地装置。

但是由于某些计算机和通讯设备的工作状态差异不同，接地系统共地很难实现时，我们建议应该采用等电位理论，达到瞬间等电位方式，常态独立接地方式（即机房接地系统与其他交流地、安全保护地、防雷地进行软连接）。

2.2地线装置现状

目前中心机房的市电供电系统采用三相四

线制，送入机房电源室。机房地线接地

电阻应<Ω。地线与大楼避雷系统接地网相连，

地网情况不详。从现场情况看，机房应做等

电位连接，安装均压等电位带。

2.3机房设备对接地系统的要求安装要求净化稳压电源输出为隔离变压器型，保证中线对地线电压小于1V，满足计算机系统的需要。

2.4均压等电位连接

另外，机房的各种地线间及地线与大楼结构的主钢筋之间，必须进行有效有连接，即全部采用共用接地系统，当雷电引起地电位高压反击时，整个大楼及机房呈现工作状态，系统等电位，防雷系统呈现保证网络及通讯系统的安全。

2.5线路的屏蔽

关于均压等电位带的实施，我们建议在机房的主机房、电源室、通讯室的地板下设均压等电位地线等，以25mm×3mm紫铜带，在各室内分别形成网型（M型）结构的均压等电位带，且作好此带的绝缘支撑，最终以星形（S型）形式与机房的直流逻辑地线接通，另外机房UPS供电系统电源插座及信号地均在最近的距离内与均压等电位带相连，避免因设备间电势差而使设备损坏。

关于线路的屏蔽情况我们是这样考虑的：感应雷击很多是由于传输线路在磁场中切割磁力线产生感应高压，使计算机系统遭到破坏，对传输线路采取屏蔽措施，是降低感应雷击破坏的有效方法。目前机房内的大部分线路采用穿管布线（金属软管或硬管），但从实际情况看，综合布线的金属护管的屏蔽接地需改进，使每根护管两端有效接地，并与均压等电位带连接，最大限度的减少应雷击侵入的渠道。

2.6拉第笼的问题

当机房的均压等电位带与大楼的钢筋网相连时，形成一个法拉第笼。或着我们建议机房装修时做防静电处理，墙壁采用防静电铝塑板，并与机房共地系统相连。使机房的形成一个法拉第笼。

注：1.接地引下线的连接必须在防雷配电柜前进行。

2. UPS电源插座必须就近与均压等电位相连接。

第五章防雷接地

理想的建筑物避雷系统的接地装置，包括从接闪器及引下线的理想状态最好是无任何电阻，一旦雷击发生，避雷针接闪时，不论雷电流有多大，接地装置上任何一点对土地的电势差为零，因此，接地的阻值应尽可能的小，依据国家标准GB50174-93《电子计算机房设计规范》规定，交流工作接地和安全保护接地，接地电阻均不应大于4欧，直流工作接地的接地电阻应小于1欧，据《IEC1024标准机房》交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置，综合接地。无法采用综合接地系统时，可采用单独拉地系统，接地电阻不大于4欧，即采用人工辅助接地方法。

具体操作如下：

在距建筑物大楼外墙5m处，深挖地面1m，将多根L50mm×W50mm×H2000mm角钢打入地面成“田”型分布《根据现场地壤地质情况条件确定》角钢间隔距离2.5-4m，埋深0.5m，四周填充降阻剂；用40×4mm连接成连续导体。并采用30×3mm的铜排一根BV-50mm套管与大楼墙体可靠连接，作为建筑物的防雷接地。

监控系统(立杆)防雷设计方案2017-03-31 22:37 | #2楼

一、概述

每年各种通讯控制系统或计算机网络因雷击而损坏的事例屡见不鲜，其中安防监控系统因受到雷击而引起设备损坏、自动化监控失灵的事件也时常发生。道路监控子系统中，有一部分前端摄像机安装在室外，对于雷雨多发地区，容易遭受雷击损坏，因此极有必要对这些设备进行防雷保护。

道路监控系统中，分布在各处的室外型监控摄像机，其交流220V供电电源通过两芯电缆、视频信号通过带BNC接头的10Base2细缆、RS485通信控制信号通过多芯电缆，传输至中心控制主机，进行集中监控。

为了防止雷电产生的感应过电压和过电流，在所有监控设备的电源线入口、信号线连接的设备两端均应安装相应的避雷器。监控系统中的前端摄像机一般分为室外安装型和室内安装型，室内型摄像机信号传输线缆和电源供给线缆均通过"地埋"方式布线，遭受雷击的机会较少。进行防雷器设备选型时，必须注意防雷保护器必须达到以下基本要求：

1）正常运行时，雷电保护器的接入应不影响信号的正常传输，雷电保护器的对地阻抗应尽可能大，串联在电路中的阻抗应尽可能小。

2）在雷电袭击通信总线时，雷电保护器应发挥良好的电压钳位作用，其钳位电压应低于RS485芯片的耐受电压水平。

3）在抑制不超过防雷器最大通流量的雷电袭击过程中，雷电保护器自身应完好。

4）雷电保护器对雷电袭击应具有足够快的响应速度。

二、监控系统防雷总体方案

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，室外各球形摄像机由于分别分布在室外，距离较远，因此室外各摄像头须设计安装避雷针。具体设计方案为：在室外各球形摄像头的立杆上（立杆的顶部）分别安装一支避雷针，规格为φ16×1000mm镀锌圆钢，安装方式为焊接。

2、防雷接地要求

防雷接地由引下线、接地线和接地体组成。引下线是引导雷击电流从避雷针入地的通道。接地体埋于地下与引下线相连接，雷击电流由此泄放到大地，接地体满足接地电阻的要求。多种接地体距离无法大于20M时，必须加装地网隔

离器。接地线一般采用40×4mm镀锌扁铁或25mm2 以上多股绝缘铜缆，一端焊接到接地体上，另一端引到室内的等电位连接排上。接地体与引下线或接地线一般采用搭接焊，焊接处必须牢固无虚焊，同时为确保接地电阻不大于4Ω，必须将接地体与建筑物大楼的基础地网可靠连接。对于监控中心及靠近建筑物的摄像头我们设计采用抽建筑物主钢筋的方法作联合接地，对于远离建筑的摄像头则需要在摄像头旁做一套人工接地体，具体如下地网设计方案。

3、电源系统的防雷

由于雷电冲击波的主要能量集中在从工频附近几十赫兹到几百赫兹的低端，所以雷电冲击波能量就容易与工频回路发生耦合、谐振，于是雷电冲击波从电源线路进入电子设备的几率，要比从信号线中进入的几率高得多，据统计，约有80%的雷击损坏电子设备的事故是由电源线引入的，因此应特别加强系统中设备电源的防雷措施。

1）在控制大楼总配电柜处，安装第一级加强型电源防雷器；

2）在中心控制室的监控系统配电箱处，安装第二级标准型电源防雷器；

3）在室外型云台摄像机电源入口处，安装标准型电源防雷器；

4）室外型固定摄像机，安装标准型电源防雷器；

4、视频信号线和云台控制线的防雷

选择这类避雷器型号时主要需考虑：

1）响应动作时间在10ns以下；

2）限制电压在50伏以下；

3）接入后对信号的衰减在0.1dB－0.8dB之间。

三、防雷器选型