监控机房防雷措施

监控机房防雷措施监控机房防雷措施 一 概述一 概述 随着经济建的高速发展 安全监控系统在煤矿安全生产中的迅 速普及应用 由于这些系统和设备耐过电压能力低 雷电高电压以 及雷电电磁脉冲侵入所产生的电磁效应 热效应都会对系统和设备 造成干扰和永久性损坏 其后果可能会使整个监控系统运行失灵 并造成难以估计的经济损失 为了对煤矿安全监控系统采取有效的防雷保护措施 保障监控 系统正常可靠的运行 首先应明确监控系统遭受雷击损害的主要原 因以及雷电可能的侵入途径 尤其是雷击损坏较为严重的室外监控 设备 在分析其损坏原因的基础上 正确选择和使用监控系统设备 的防雷保护装置 以及研究和探讨信号 电源线路的布放 屏蔽及 接地方式等 对提高监控系统的抗雷电能力 优化系统的防雷水平 起到很好的作用 二 监视系统的组成及雷害分析二 监视系统的组成及雷害分析 1 监控系统一般由以下三部分组成 前端部分 主要由摄像枪 镜头 云台 防护罩 支架等组 成 传输部分 使用同轴电缆 电源线 多芯控制线组成 采取 架空 地埋或沿墙等敷设方式传输视频 音频或控制信号 终端部分 主要由画面分割器 监视器 控制设备 录像设 备等组成 2 监控系统雷害成因 直击雷 雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏 雷 电直接击在架空线缆在上造成线缆熔断 雷电波侵入 监控系统的电源线 信号传输或进入监控室的 金属管线到雷击或被雷电感应时 雷电波沿这些金属导线侵入设备 造成电位差使设备损坏 雷电感应 当雷击避雷针时 在引下线周围会产生很强的瞬 变电磁场 处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电 动势 这现象叫电磁感应 当有带电的雷云出现时 在雷云下面的 建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷 这种感应电荷 在低压架空线路上可达 100kv 信号线路上可 40 60kv 这种现象 叫静电感应 电磁感应和静电感应称为感应雷 又叫二次雷 它对 设备的损害没有直击雷来的猛然 但它要比直击雷发生的机率大得 多 三 监控系统防雷设计方案三 监控系统防雷设计方案 一 设计依据 一 设计依据 1 IEC61024 建筑物防雷 2 IEC61312 雷电电磁脉冲的防护 3 JGJ T16 92 民用建筑电气设计规范 4 GB50343 2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范 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 XQ3 2000 气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范 二 防雷设计方案 二 防雷设计方案 1 前端设备的防雷 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 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 12 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 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 室外的前端设备应有良好的接地 接地电阻小于 4 高土壤 电阻率地区可放宽至 10 2 传输线路的防雷 监控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 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 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 此时传输线缆 与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 可参照 GB50198 94 民用闭路监视电视系统工程技术规范 进行敷 设 如 传输线缆与 220V 交流电线线路共沟 隧道 的最小间距为 0 5 m 与通讯电缆的最小间距为 0 1 m 传输线缆与 1 10KV 电力 线共杆架设的最小垂直间距这 2 5 m 1KV 以下电力线最小垂直间距 为 1 5 m 与广播线最小垂直间距为 1 0 m 与通信线最小垂直间 距为 0 6 m 传输部分的线路在建筑物内部敷设时 与其它线缆的最小间距则应 参照 GB50343 2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范 来做 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 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 3 终端设备的防雷 在监控系统中 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 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 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 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连接 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 采用综合接地网时 其接地电阻不得大于 1 4 SPD 的选择 1 电源系统 由于有 70 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 A 考虑到监控机房空间所限 建议在监控室配电箱安装 B C 组合式电源防雷模块 可以解决第一 二级安装距离的限制 具有第 一 二级合并安装 无需退耦器 通流容量大 80KA 输出残压低 2KV 并联安装 无需考虑设备功率 配置汇流排 适用各种 电源制式 模块式 标准导轨安装等优点 C 在监控室 UPS 电源或监控设备前安装单相串联避雷器 串 联安装 功率 4KW 带 LC 滤波 超低残压输出 作为电源线路第 三级保护 2 信号系统 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 A 在摄像头到控制中心的监控摄像头到控制中心的视频传输 电缆两端应安装视频信号 SPD 以保护摄像头 B 对室外云台 每条控制线路两端应安装云台控制线路避雷 器 四 防雷方案预算 略 四 防雷方案预算 略 五 监控系统防雷方案示意图五 监控系统防雷方案示意图 六 机房电源系统简易选型方法六 机房电源系统简易选型方法 七 运行维护七 运行维护 1 避雷器安装之后 应检查所有接线是否正确安装 然后 运行测试 看系统和设备是否正常工作 有无异常情况 如有 应 及时检查 直至整个系统均正常运作 2 每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护 主要检 查连接处是否紧固 接触是否良好 接地引下线有无锈蚀 接地体 附近地面有无异常 必要时应挖开地面抽查地下蔽部分锈蚀情况 如果发现问题应及时处理 3 接地网的接地电阻宜每年进行一次测量 4 每年雷雨季节前应对运行中的避雷器进行一次检测 雷 雨季节中要加强外观巡视 如检测发现异常应及时处理 八 竣工验收八 竣工验收 1 防雷工程施工单位须按设计要求精心施工 工程建设管 理部门应有专人负责监督 对于隐蔽工程应实行随工验收 重要部 位应进行拍照和专用设备项记录 2 设计资料和施工记录应由相应的防雷主