综合弱电系统免接地网防雷设计方案

/综合弱电系统防雷设计方案（免接地网系列）●低压配电系统雷电防护●监控系统雷电防护●计算机网络系统雷电防护●红外防盗报警系统雷电防护●可视对讲系统雷电防护●公共广播系统雷电防护●智能停车场系统雷电防护●电话系统雷电防护●有线电视系统雷电防护目录一、概述3二、雷击的分类3三、设计依据4四、雷电防护方案4㈠直击雷防护4㈡感应雷防护51、电源系统雷电防护52、弱电信号系统的雷电防护72.1监控系统信号线路的雷电防护82.2网络系统信号线路的雷电防护92.3红外报警系统的雷电防护102.4公共广播系统的雷电防护102.5可视对讲系统的雷电防护102.6智能停车场系统的雷电防护112.7电话系统信号线路的雷电防护112.8有线电视系统信号线路的雷电防护12三、屏蔽措施12四、防雷设备材料清单及报价（见附件）13五、运行维护13六、电源防雷器和信号防雷器安装131、电源防雷器的安装132、信号防雷器的安装14七、创欣防雷简介14弱电系统综合防雷设计方案一、概述弱电系统由各类弱电设备、限制中心电子设备以及传输线路组成，系统接受了大量的集成元件，在雷击发生时，传输线路感应到雷电磁场产生过电压，可高达几千伏，对集成元件有较大的危害。监控系统中的传输线路许多处于LPZ0A非防雷区域。系统走线在布线阶段没有考虑和防雷引下线保持足够的距离，这些都为系统的平安运行留下了隐患。一般认为，雷电的防护措施有隔离、等电位、钳位、均压、滤波、屏蔽、过压过流爱惜、接地等方法将雷电过电压、过电流及雷击电磁脉冲消退在设备外围，从而有效地爱惜各类设备。目前主要接受气体放电管、放电间隙、高频二极管、压敏电阻、瞬态二极管、晶闸管、凹凸通滤波器等元件依据不同频率、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、信号线系列电涌爱惜器（SPD）安装在微电子设备的外连线路中，地线按共用接地原则接入系统的地线，才不至于造成电位反击。只有设计合理、安装合格，电涌爱惜器才能有效的防卫雷电。二、雷击的分类雷击一般分为直击雷击和感应雷击。直击雷击：指雷电干脆击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，干脆摧毁建筑物，构筑物以及引起人员伤亡等。由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。感应雷击（又称二次雷击）：指雷云之间或雷云对地之间的放电而在旁边的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。感应雷击对微电子设备，特殊是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，据资料显示，微电子设备遭雷击损坏，80%以上是由感应雷引起的。另外还有操作过电压，即是指当电流在导体上流淌时，会产生磁场储存能量，当负载（特殊是电感性大的负载）电器设备开关时，会产生瞬时过电压，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。三、设计依据（1）IEC61024《建筑物防雷》（2）IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》（3）ITUK25《光缆的防雷》（4）GB50343《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《建筑和建筑群综合布线系统工程设计规范》四、雷电防护方案（一）直击雷防护直击雷防护包括建筑物防雷和弱电系统前端设备直击雷防护，本方案中，全部弱电系统所在建筑物均已完善直击雷防护措施，我们不须要再考虑建筑物直击雷防护措施，否则必需完善雷防护措施。前端设备安装于建筑物的楼顶角处，或安装于空旷区域的孤立高杆上，或曾经遭受过直击雷，则建议须要做直击雷防护。通常安装在城市道路两旁、建筑物屋檐下，或已经在其它有效直击雷爱惜范围内的电子设备，都不须要做直击雷防护。（户外设备直击雷防护方法可参考下图方法加装避雷针装置）图1（二）感应雷防护本方案感应雷防护包括电源系统、监控系统、计算机网络、红外防盗报警、公共广播（背景音乐）、可视对讲门禁系统、智能停车场系统、电话系统和有线电视网络系统的防雷爱惜设计。1、电源系统雷电防护雷电能量分布示意图（图2）如图所示，一个能量为200KA的直击雷，由整个系统的电源、管线、地网、通信网络线来分担。以一栋建筑的防雷来讲，电源部分担当其中近45%（100KA），以三相四线为例，每线担当大约有25KA(10/350us)的雷电流。通信站基本无管道系统，不计。地网和通信线路担当剩余55%的雷电流。由此可见，电源系统对直击雷的防护特殊关键。据统计，有70％雷击高电位是从电源线侵入的，为保证设备平安，所以电源系统应设置三级雷电防护。电源三级防护的原理目的：利用电源避雷器（SPD）将雷电总威逼值减到被爱惜设备的耐受实力范围内。电源多级防护是以防雷区（LPZ）为层次，对雷电能量的逐级减弱，使各级限制电压相互连接，最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。原则：第一级转移绝大部分能量； 其次级转移剩余能量；第三级（开关电源内模块）转移后续的极微小能量；原理：利用两级避雷器间足够的线路间距，加大剩余雷电流在该段线路阻抗上的衰减。电源防雷器的选择和应用原则:电源避雷器的爱惜模式有共模和差模两方式。共模爱惜指相线-地线（L-PE）、零线-地线（N-PE）间的爱惜；差模爱惜指相线-零线（L-N）、相线-相线（L-L）间的爱惜。对于低压侧其次、三、四级爱惜，除选择共模的爱惜方式外，还应尽量选择包括差模在内的爱惜。残压特性是电源避雷器的最重要特性，残压越低，爱惜效果就越好。但考虑到我国电网电压普遍不稳定、波动范围大的实际状况，在尽量选择残压较低的电源避雷器的同时。还必需考虑避雷器有足够高的最大连续工作电压。假如最大连续工作电压偏低，则易造成避雷器自毁。电源系统低压侧有一、二、三级不同的爱惜级别，应依据爱惜级别的不同，选择合适放电电流（通流容量）和电压爱惜水平的电源避雷器，并保证避雷器有足够的耐雷电冲击实力。原则上，每一级的沟通电源之间连接导线超过25m以上，都应做该级相应的爱惜。具体设计选型方案:⑴在大楼总配电屏处并联安装三相电源防雷器，型号：CX-PM100S，作为第一级总电源的雷电防护。产品特点：核心组件选用新型大容量浪涌吸取组件MOV；通流容量大，Imax=100KA；输出残压低，Up≤2.5KV；响应时间快速，Ta≤25ns；模块式。⑵在机房总配电箱处并联安装三相电源防雷器，型号：CX-PM40S，作为其次级电源进线的雷电防护。产品特点：核心组件选用新型大容量浪涌吸取组件MOV；通流容量大，Imax=40KA；输出残压低，Up≤1.2KV；响应时间快速，Ta≤25ns；模块式。⑶在机房UPS设备电源进线处并联安装单相电源防雷器，型号：CX-PM20D，作为第三级电源进线的雷电防护。产品特点：核心组件选用新型大容量浪涌吸取组件MOV；通流容量大，Imax=20KA；输出残压低，箝位精确，Up≤1.0KV；响应时间快速，Ta≤25ns；模块式。⑷在限制中心机房设备重要用电设备前端（如网络交换机、服务器、监控硬盘录像机等）串联安装防雷插座，型号：CX-PS6P，作为中心机房设备电源的第三级或精细级雷电防护。产品特点：国家标准通用插孔设计；核心组件接受最新大容量浪涌吸取组件MOV，质量稳定；通流容量大，最大放电电流Imax=10KA；响应时间快速，Ta≤25ns；串联安装。图32、弱电信号系统的雷电防护弱电系统信号防雷器的选型及应用原则：⑴弱电系统通讯设备接口种类繁多，传输速率各不相同。本方案依据各设备工作电压、速率，接口形式选择工作电压、速率、接口形式合适的信号防雷器。尽量少通过接口转接的方式来达到和设备物理接口的相连，以免增加插损，影响信号传输。⑵依据设备接口的抗雷电要求，应选择有足够大的耐雷电冲击实力的信号防雷器。⑶信号防雷器必需选择工作时不能产生电火花，在失效或自毁时不能起火；在失效时，可以很简洁和系统断开，复原原系统，而不影响系统的正常运用。系统防雷安装环境分析及对应措施：在弱电系统防雷产品安装过程中，接受传统接地防雷器设备进行安装时，必需做好防雷接地网，户外防雷系统地网的接地电阻率要求≤10Ω。但在实际施工过程中，我们经常遇到施工现场是水泥地、沙石地或矿山石头地等，周边均没有地网施工条件，或者土壤电阻率太高，地网很难达到防雷规范要求，要做到接地电阻率≤10Ω须要付出极高成本。综上所述，在防雷地网施工条件不具备时，我们选用免接地网防雷器，以确保系统的防雷平安。免接地网防雷器优势：免接地网系列防雷器针对目前防雷工程施工过程中，防雷器安装经常会遇到目前防雷地网施工条件不具备，或地网施工成本过高等状况而设计。该系列防雷器接受PRE-ETS专利技术，接受等电位平衡和（ETS）能量吸取转移电路设计，实现了防雷器安装无须要专用防雷接地网，削减了做防雷地网的环节，既节约了工时也大幅削减了工程预算，为安防弱电系统领域工程商解决了防雷接地安装难题。免接地网防雷器有如下特点：①、接受多级防护电路，残压低，动作快，防雷效果好，防地反击；②、利用等电位平衡和（ETS）能量吸取转移专利技术，无需专业防雷地网，安装维护便捷；③、特殊适用于地网施工条件不具备或地网施工成本过高的安装场所；④、免做地网，省工时，省成本，安装便捷，无需维护。2．1监控系统信号线路的雷电防护监控系统前端摄像机防护⑴在云台快球/带云台摄像机前端串联安装监控系统三合一防雷器，型号：CX-VIDEO/M3，做为摄像机视频、限制线/音频、电源线的三合一雷电防护。产品特点：核心元件接受优质半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，雷电防护强度大，放电电流10KA；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。⑵在固定摄像机/不带云台摄像机前端串联安装监控系统二合一防雷器，型号：CX-VIDEO/M2，做为摄像机视频、电源线的二合一雷电防护。产品特点：核心元件接受优质半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，雷电防护强度大，放电电流10KA；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。监控机房（后端）防护⑴在监控机房主硬盘录像机的视频信号线路上串联安装16口一体化视频信号防雷器，型号：CX-VIDEO/BNCM16，做为中心机房主硬盘录像机视频信号线路的雷电防护。产品特点：19英寸机架式16口一体化设计，安装便利美观；核心元件接受优质半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输入输出阻抗75Ω；输出残压低，Up≤12V；插入损耗小，Ae≤0.5dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。（具体数量依据实际视频线路数量确定，每台爱惜线路数量为16路）⑵全部进入限制室的云台限制线路串联安装限制线路防雷器，型号：CX-DATA/PTZ-M，作为监控室云台限制线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低，Up≤18V；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；用于监控系统限制信号传输线路的雷电防护；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。2.2计算机网络系统的雷电防护⑴在网络机房或分机房（级联）24口网络交换机的网络线路上串联安装24口一体化计算机网络避雷器，型号：CX-NET/RJ45M24，作为交换机网络线路的雷电防护。产品特点：19英寸机架式24口一体化设计，RJ45接口，安装便利，接受优质半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低，Up≤13V；插入损耗小，Ae≤0.3dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。数量按实际确定⑵在主要服务器和重要电脑设备的网络线路端串联安装单口计算机网络避雷器，型号：CX-NET/RJ45-M，作为设备网络信号线路的雷电防护。产品特点：RJ45接口，安装便利，接受优质半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低，Up≤13V；插入损耗小，Ae≤0.3dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。数量按实际确定。⑶假如接受ADSL专线上网，在ADSL线路端串联安装免接地网ADSL信号防雷器1个，型号：CX-TEL/RJ11-M，作为ADSL信号线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低，Up≤180V；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。2.3红外防盗报警系统的雷电防护⑴在红外信号接收端信号线路两端各串联安装免接地网红外信号防雷器1个，型号：CX-DATA/BJ-M，作为红外报警线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。⑵在红外信号收发端低压电源线路串联安装免接地网电源防雷器1个，型号：CX-DM12-M，作为红外报警电源线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低；响应时间快速，Ta≤25ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。2.4公共广播系统的雷电防护⑴在广播系统音频信号线路两端各串联安装免接地网音频信号防雷器1个，型号：CX-DATA/AU-M，作为音频信号线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。⑵广播主机可接受串联型电源防雷插座供电，型号：CX-PS6P，作为电源的精细级雷电防护。产品特点：国家标准通用插孔设计；核心组件接受最新大容量浪涌吸取组件MOV，质量稳定；通流容量大，最大放电电流10KA；响应时间快速，Ta≤25ns；串联安装。数量若个（可依据实际运用数量进行调整）。2.5可视对讲门禁系统的雷电防护⑴在可视对讲系统视频信号线路两端各串联安装免接地网视频信号防雷器1个，型号：CX-VIDEO/BNC-M，作为视频信号线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输入输出阻抗75Ω；输出残压低，Up≤12V；插入损耗小，Ae≤0.5dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。⑵在对讲系统音频信号线路两端各串联安装免接地网音频信号防雷器1个，型号：CX-DATA/AU-M，作为音频信号线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。⑶在对讲系统485限制信号线路两端各串联安装免接地网限制信号防雷器1个，型号：CX-DATA/PTZ-M，作为限制信号线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低，Up≤18V；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。⑷在对讲系统低压电源线路串联安装免接地网电源防雷器1个，型号：CX-DM12-M，作为对讲系统电源线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低；响应时间快速，Ta≤25ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。2.6智能停车场系统的雷电防护⑴在地感线路、读卡器、道闸主机的信号传输线路上两端各串联安装免接地网数据专线防雷器，型号：CX-DATA/PTZ-M，作为地感信号传输线路的雷电防护。产品特点：接受新型半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确；输出残压低，Up≤35V；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；广泛用于信号传输线路的雷电防护；串联安装，免接地网，安装简易，免维护。⑵在主要服务器和重要电脑设备的网络线路端串联安装单口计算机网络避雷器，型号：CX-NET/RJ45，作为设备网络信号线路的雷电防护。产品特点：RJ45接口，安装便利，接受优质半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确；输出残压低，Up≤13V；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。数量按实际确定。⑶在停车场出入口岗亭220V电源开关处并联安装电源防雷器1个，型号：CX-PM40D，作为岗亭电源系统线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流40KA；输出残压低；响应时间快速，Ta≤25ns；并联安装。2.7电话系统信号线路的雷电防护⑴在电话系统线路进线端串联安装模块式免接地网电话信号防雷器1个，型号：CX-TEL/RJ11-M（模块式），作为电话信号线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低，Up≤180V；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；接线端子串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。⑵在电话机、传真机等终端线路接入端串联安装RJ11接口免接地网电话信号防雷器1个，型号：CX-TEL/RJ11-M，作为电话机的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低，Up≤180V；插入损耗小，Ae≤0.2dB；响应时间快速，Ta≤1ns；RJ11接口，串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。2.8有线电视系统信号线路的雷电防护⑴在有线电视系统的电视放大器进线端及电视机（机顶盒）进线处安装电视频信号防雷器，型号：CX-VIDEO/TV-M，作为有线电视系统信号线路的雷电防护。产品特点：接受进口半导体箝位器件，质量稳定，箝位精确，放电电流10KA；输出残压低，Up≤180V；插入损耗小，Ae≤0.3dB；响应时间快速，Ta≤1ns；用于传真机信号传输线路的雷电防护；串联安装，免做地网，安装便捷，无需维护。数量按实际确定。⑵建议电视机可接受串联型电源防雷插座供电，型号：CX-PS6P，作为电源的精细级雷电防护。产品特点：国家标准通用插孔设计；核心组件接受最新大容量浪涌吸取组件MOV，质量稳定；通流容量大，最大放电电流Imax=10KA；响应时间快速，Ta≤25ns；串联安装。数量若个（可依据实际运用数量进行调整）。三、屏蔽措施1、埋地线路的金属线管、PE线、信息线路金属外皮应在入户端良好接地。如入户前架空或无屏蔽者，宜在进户端前20米套装金属线管屏蔽，并把屏蔽层和防雷地牢靠连通。2、限制中心或机房室内，应将金属电脑桌、电脑设备、限制设备金属外壳和防雷接地装置牢靠连接。3、室外摄像枪到解码器之间的外露信号线，应套不锈钢或铜金属管，并将摄像枪金属屏蔽外壳及解码器金属屏蔽外壳和引下线的柱杆牢靠连接。4、屏蔽是削减电磁干扰的基本措施，宜实行以下措施：外部屏蔽措施、线路敷设于合适的路径、线路屏蔽，这些措施宜联合运用。5、为改善电磁环境，全部和建筑物组合在一起的大尺寸金属部件都应等电位连接在一起，并和接地装置相连。屋顶为金属表面、立面金属表面、混凝土内钢筋和金属门窗框架，都必需进行等电位接地。6、在须要爱惜的空间，当接受屏蔽电缆时其屏蔽层至少在两端并宜在雷电防护区交界处做等电位连接。当微电子