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无线系统防雷及接地介绍

        系统防雷及接地介绍

随着现代高科技的发展,精密仪器,通讯设备,数据网络的应用越来越广泛,因而雷电感应造成的雷击事故也越来越多,除直接造成了巨大的经济损失外,因重要设备损坏使系统网络陷入瘫痪后造成间接的损失更是惊人。视频监控系统作为弱电系统中的一个重要组成部分,视频防雷保护措施已逐渐被用户与集成商所重视。但由于其不是关键的部位,又因其它原因(投入成本、工作量等)被忽视。

监控中心防雷:

在视频监控系统中,监控室的防雷最为重要:从经济上讲,监控室的设备庞大精密,尤为昂贵;从作用上讲,监控室作用视频监控系统的中枢神经或枢纽中心更重要;从危害程度上讲,它的线路更为复杂,更易遭受雷电的损坏。因此,在所有监控系统中处于第一优先措施。应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和浪涌保护多方面进行。

一、浪涌保护

监控中心内的浪涌保护就是通过对进入机房的各个电源,数据信号线路进行过电压防护,将其进行等电位连接,从而起到保护设备的作用。从保护方式,我们可以将其分电源保护和信号保护为两个部分。从用途上,可分为监控中心供电部分和监控后端部分。

电源分三相或单项两种供电方式,电源电缆分穿钢管屏蔽、直埋或架空三种进线形式,电源配电箱一般安装在监控室墙壁上,电源1、2级避雷器安装在配电箱内或外部。电源进线如是穿钢管埋地引入可只装一级避雷保护。如直埋进线可根据雷害危险程度和设备重要性安装一至二级避雷保护。如架空进线则需安装两级以上避雷保护设置。

1、电源架空引入监控室:

电源线架空引入监控室时,电源系统必须设置三级避雷保护,且第一级如采用限压型的避雷器其雷电通量应≥80 KA(8/20),如采用开关型的避雷器其雷电通量应≥15 KA(10/350)。以上避雷器用于三相总电源进线处,且在零线重复接地的情况下。

2、电源埋地穿钢管引入监控室:

电源系统可设置一至二级避雷保护,且第一级选用限压型的避雷器要求雷电通量≥40 KA(8/20)即可。如已安装第一级此处可作为电源系统第二级避雷保护。避雷器安装在监控室配电箱三箱电源总进线处。

3、电源系统的末级避雷保护:

对于已经安装了前级电源避雷器的监控室,应对终端用电设备实施精细防护,将供电入口避雷器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收,对于瞬态过电压具有极好的抑制作用,以达到完全消除微小瞬态过电压的目的。选用模块式电源避雷器或电源防雷插座,限制电压可以达到小于≤1.5KV和限制电压小于1KV 。对于室内有空气开关的设备可在空开处安装末级防雷模块,如室内电源取自墙壁插座,可在用电设备电源插座处使用一个防浪涌保护插线板。

4、监控室对前端设备的供电防雷:

监控室对前端设备集中供电的电源引出线应加装避雷器,根据电源线的输出电压选择避雷器的型号。雷电通量为20 KA(8/20)即可

5、进出监控室的视频线:

一般情况下前端有多少台摄像机,后端就有多少条视频线进入监控室,视频避雷器的数量是同进入监控室的视频线相等的。但有的系统采用光缆传输视频,所以就不需要安装视频防雷器了。

在视频传输线进入硬盘录像机或其他设备前加装同轴视频信号避雷器,每一路加装一支。

6、进出监控室的控制线:

云台控制信号线、数据采集器通讯信号线或其他监控信号线一般都是485线,信号线在控制柜内都有相应的接线端子,在接线端子前先串入信号避雷器再接设备,可以有效的防止浪涌电压对设备的损毁,控制信号避雷器每路加装1支。

二、等电位连接:监控室内设置一等电位连接母排,该等电位连接母排应与PE线、设备保护地等连接到一起,防止危险的电位差。各种避雷器的接地线应以最直和最短的距离与等电位母排进行连接。

三、防雷电波侵入:所有进入监控室的电缆均应埋地引入。金属穿线管在进入机房前应与地网连接。如采用架空线引入室内其金属吊线或金属物全要接地。

四、直击雷防护: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GB50057-94中有关直击雷保护的规定。

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4Ω。采用综合接地网时,其接地电阻不得大于1Ω。

前端设备防雷

1. 前端设备有室外和室内安装两种情况,安装在室内的设备一般不会遭受直击雷击,但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害,而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。

2. 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(220V或DC12V)、视频线、信号线和云台控制线。摄像机的电源一般使用AC220V或DC12V。摄像机由直流变压器供电的,单相电源避雷器应串联或并联在直流变压器前端,如直流电源传输距离大于15米,则摄像机端还应串接低压直流避雷器。信号线传输距离长,耐压水平低,极易感应雷电流而损坏设备,为了将雷电流从信号传输线传导入地,信号过电压保护器须快速响应,在设计信号传输线的保护时必须考虑信号的传输速率、信号电平,启动电压以及雷电通量等参数。

3. 前端设备如摄像头应置于接闪器(避雷针或其它接闪导体)有效保护范围之内。当摄像机独立架设时,避雷针最好距摄像机3-4米的距离。如有困难避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上,引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ 8的镀锌圆钢。为防止电磁感应,沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。

4. 室外的前端设备应有良好的接地,接地电阻小于4Ω,高土壤电阻率地区可放宽至 <10Ω。

传输线路的防雷

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. GB50198-1994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,在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。

接地系统防雷

接地系统应综合考虑各摄像机、监控中心和直击雷防护的地电位反击问题,由于设备比较分散,接地装置可以利用建筑物的自然接地体,对于比较小的安防系统可以采用集中供地,用16平方多股铜线或镀锌扁钢将中控室的接地或其它符合要求的地线引到前端设备处,也可以利用传输线上的屏蔽钢管做地线(壁后≥3mm),要保持良好的电气导通,对于距离比较近的前端设备可以采用共地等办法。有的摄像机处根本不具备做接地的条件,这种情况也可以在传输线进入这个区域之前先加装SPD并接地,然后传输线穿金属管或用铠装电缆敷设至前端设备,如能埋地敷设效果更好。

根据国家有关规范要求,设备单独电源接地电阻要小于4Ω。联合接地电阻要小于1Ω。