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防雷方案
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公路视频监控综合系统防雷方案

时间:2014-04-22    作者:admin    点击:
    欲使设备得到很好的保护,首先应对其所处的环境、受雷电影响的程度作出客观的估计,因它与出现过电压的幅值、概率、网络结构、设备抗电压能力、保护水平和接地等有关;防雷工作应作为一项系统工程来考虑,强调全面防护(包括建筑物、传输线路、设备和接地等),综合治理,且要做到科学、可靠、实用和经济。针对感应雷瞬时能量较大的特点,根据IEC国际标准对能量逐级吸收的理论,及防护区间量级分类的原则,需要做多级防护。

    雷电是一种很常见的自然现象,伴随着巨大的轰鸣和强烈的闪光,雷击对人类的生活会造成极大的破坏。自十八世纪富兰克林著名的风筝实验以来,人们经过两百多年的研究实践,在雷电的防护方面已卓有成效。但在科学技术高度发展的今天,对防雷保护又提出了新的要求。

    采用避雷针、避雷带和避雷网等可防止和减少雷电对建筑物、人身和居室造成的危害。但已有大量事实证明:在安装了这些避雷装置的室内,计算机设备、通讯网络及微电子器件在雷击时,却仍然会遭受不同程度的损害。对此,科学家通过进一步的分析,已经找到了其中的原因所在。

    直接击中建筑物的雷电称之为“直击雷”。避雷针等装置可将“直击雷”产生的高电压、强电流迅速引入大地,消除雷击的影响,从而起到保护设施的作用。然而,雷击放电时在空中会产生强大的电磁场,使周围的金属导体因“电磁感应”而带上很高的电压,另一方面雷击入地点在瞬间会产生“地电位反击”,电位迅速抬高,影响其它接地设备的安全。这些由雷电引起的感应现象称为“感应雷”,同样具有强烈的破坏作用。

    虽然在避雷针的保护范围内,物体可免遭直接雷击,但“感应雷”可在电力、通信、网络、卫星天线及有线电视等线缆上产生高压感应和电流“浪涌”,并通过导线引入配电间、机房、办公室和住宅等,使电源、通讯及电子设备不可避免地受到损害。因此,防止这些现代社会的雷害显得十分紧迫和必要。苏州科佳生产的NKP系列电源防雷、信号防雷产品,就能有效地防止感应雷对电气设备和电子设备各种的破坏。

    “电源防雷器”并接在电力线路上,可遏制瞬态过电压和泄放浪涌电流。从总进线到用电设备端通常配置分为三级,经过逐级限压和放电,逐步消除雷电能量,保证用电设备的安全。根据不同的需要可选用“可插拔模块型”、“端子接线式”和“移动插座式”等品种。

    “信号防雷器”接入信号接口后,一方面能切断雷电进入设备的通路,另一方面能迅速对大地放电,确保信号设备的正常工作。信号防雷器具有多种规格,分别可用于电话、网络、模拟通信、数字通讯、有线电视及卫星天线等设备的防雷,各种设备的输入口特别是室外引入端,均应安装信号防雷器。

    选用防雷器要注意接口的形式和接地的可靠,重要场所应设置专用的接大地线,切不可将防雷接地线与避雷针接地线并接,且要尽量远离、分开入地。

    防雷地线

    防雷工程的一个重要的方面是接地以及引下线路的布线工程,整个工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取决于此,所以应该认真的系统的研究。

    电力、电子设备的接地,是保障设备安全、操作人员安全和设备正常运行的必要措施。可以认为,凡是与电网连接的所有仪器设备都应当接地;凡是电力需要到达的地方,就是接地工程需要作到的地方。由此可以我们知道,接地工程的广泛性和重要性。

    一方面,随着时代的进步,强功能高价值设备的广泛使用,要求提供更加可靠的接地保护;另一方面,微电子技术的推广,使得现代设备要求更低的接地电阻,还往往需要抗干扰。

    实践要求有更加系统的接地理论来对工程实际进行指导。根据近年来的设计施工经验,认为:

    a、接地连接方式和接地参数并重;

    b、以减小或消除同系统中不同性质的接地(如防雷地、工作地、外壳接地、静电地、信号地等)之间的电位差为目的,选用适当的布线方式;

    c、根据地网所在地的接地电阻、土层分布等地质情况,尽量进行准确设计;

    当今社会电子计算机技术、微波通信技术日益发展,各类电子设备大量应用,雷击电感应到附近的导体中形成过电压,可高达几千伏,对微电子设备的危害极大。LEMP的主要侵入通道有电源线路、各类信号传输线路、天馈路线和进入系统的管、缆、桥架等导体侵入设备系统,造成电子设备失效或永久性损坏。因此,雷击电磁脉冲的防护是在入侵通道上将雷电流泄放入地,从而达到保护电子设备的目的。其主要方法是采用隔离、等位、钳位、均压、滤波、屏蔽、过压过流保护、接地等方法将雷电过电压、过电流及雷击电磁脉冲消除在设备外围,从而有效地保护各类设备。目前主要采用气体放电管、放电间隙、高频二极管、压敏电阻、瞬态二极管、晶闸管、高低通滤波器等元件根据不同频率、功率、传输速率、阻抗、驻波、插损、带宽、电压、电流等要求,组合成电源线、天馈线、信号线系列电涌保护器(SPD)安装在微电子设备的外连线路中,地线按共同接地原则接入系统的地线,才不至于造成地位反击。只要设计合理、安装合格,电涌保护器就能有效的防御雷电。

    目前高速公路建设发展迅速,为了使高速公路畅通无阻,保证高速公路通信、监控、收费系统正常运行,将雷电灾害降低到最低限度,防雷工程技术人员应对系统进行全面规划、综合治理、制定完善的综合防雷设计方案。

    道路监控系统防雷是一项综合性工程,主要包括外部防雷和内部防雷两个方面:

    外部防雷包括:前端摄像机,数码相机,感应器等的直击雷防护

    内部防雷系统是为保护机房内部的设备以及人员的安全而设置的。主要以空间屏蔽、等电位连接、减少接近耦合、过电压保护等措施,通过在需要保护设备的前端安装合适的避雷器即过电压保护,使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流阻拦在外,将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入大地。

    设计依据:

    (1)IEC61024《建筑物防雷》

    (2)IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》

    (3)ITU K25《光缆的防雷》

    (4)ITU K27《电信大楼内的连接结构和接地》

    (5)GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

    (6)GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

    (7)GB50200-94《有线电视系统工程技术规范》

    (8)GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》

    (9)GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

    (10)YD2011-93《微波站防雷与接地设计规范》

    (11)YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规范》

    (12)XQ3-2000《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》