安全監(jiān)控系統(tǒng)綜合防雷方案的分析

蘇 新 張翼翔

（鄭州佛光發(fā)電設(shè)備有限公司，河南 鄭州 450000）

1 雷電損壞設(shè)備的主要形式

雷電的侵襲有多種途徑，一般分為直擊雷（雷電直接擊中物體）、傳導(dǎo)雷（通過架空線路等載體將遠處的雷電波引入）、雷電電磁感應(yīng)（閃電放電時，瞬間變化的電磁場使得附近的導(dǎo)體上產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓）、以及由雷電而引起的地電壓反擊，實踐證明，傳導(dǎo)雷和感應(yīng)雷的侵入途徑廣泛，引發(fā)的破壞最為頻繁，在雷災(zāi)的統(tǒng)計中占80%左右。傳導(dǎo)雷、雷電電磁感應(yīng)和地電壓反擊主要通過供電線路和信號線路形式損壞設(shè)備。

1）供電線路。從供電部門送出的電源線大都是架空的，架空線路很容易感應(yīng)到雷電，而供電線路是一個互通的配電網(wǎng)，一旦電源線的某處感應(yīng)到了雷電，則雷電會沿供電線傳到很遠的用電設(shè)備，并將設(shè)備損壞。信號線路:現(xiàn)在已是網(wǎng)絡(luò)社會，人們可足不出戶而辦天下大事。設(shè)備之間的信息交流就是通過各種信號線路來傳遞數(shù)據(jù)的。這些信號線在室外有些架空、有些走電纜溝，哪種情況都會感應(yīng)到雷電，并通過信號線傳到遠處的設(shè)備并將設(shè)備損壞。

2）電磁感應(yīng)。大多數(shù)機房或設(shè)備所在的場所都沒有完善的電磁屏蔽措施，一但附近發(fā)生較強雷電時，由閃電引發(fā)的交變電磁場將分布在很廣的空間，使得處于其中的金屬物體（包括電源線、信號線、設(shè)備本身等）產(chǎn)生感應(yīng)電壓，當(dāng)這個感應(yīng)電壓達到一定值時，就有可能引發(fā)放電現(xiàn)象，從而造成設(shè)備損壞。

3）地反擊。1臺設(shè)備（或1個小的局域網(wǎng)）同時接到2個以上彼此沒有直接電氣連接的接地體，當(dāng)這些地網(wǎng)因雷擊而存在較高電位差時。此電位差會沿接地線而直接加在同一設(shè)備上，這樣設(shè)備內(nèi)就存在電位差，如果此電位差超出設(shè)備的耐壓值時，設(shè)備就會被損壞。如現(xiàn)在不少地方的計算機網(wǎng)絡(luò)有防雷地和直流地兩組沒有直接連接的地，如雷擊時防雷地為高電位，而直流地可能為低電位，這樣計算機網(wǎng)絡(luò)內(nèi)就存在電位差，此電位差則可能將設(shè)備損壞。

2 安全監(jiān)控系統(tǒng)綜合防雷方案及對策

1）通信線路防護。實際操作中，防雷方案應(yīng)有著多層化，根據(jù)真實需求進行從外及內(nèi)多重保護（通常最外層為0級），使雷擊后電壓下降至安全監(jiān)控系統(tǒng)所能承受的范圍之內(nèi)，繼而做到極大程度保護。若是針對微電子設(shè)備，那么需要對防護系統(tǒng)進行調(diào)整，也對防雷方案有著更高要求，需由一級防護增至三級，必須涵蓋防地電位反擊、防直擊雷和瞬間過電壓等多方防護。與此同時，工作人員還應(yīng)遵循保護原則，在進行多級分類時，結(jié)合微電子設(shè)備等的實際運行及功能來進行分類保護，特別是從電源線到數(shù)據(jù)通信這部分要做好多級層防護。視頻信號、直流電源防護等在雷擊情況下所遇問題不同，應(yīng)對措施也有著差異性，在對直流電源進行保護時，連接方式應(yīng)是壓接式，即無陰陽頭之分，故連接防雷器時，注意常用標(biāo)識，如遠端、近端等。輸入（N）即為遠端，需要與遠程線路進行連接，同時也接入易導(dǎo)入雷電過電壓的端口。輸出（OUT）則為近端，也是保護端，故需要與被保護的設(shè)備做到緊密連接。正常防雷措施中所使用的數(shù)據(jù)通信線需有雙芯屏蔽絞線，繼而將前端與終端連接，特別要注意埋地布設(shè)金屬管時，要使其中電氣連通，金屬管在埋設(shè)時要接地，凸顯可靠性。若施工不允許，可采用架空走線手段，也可僅在電纜進入前端設(shè)備或監(jiān)控房時選用金屬管并埋設(shè)，需注意長度大于15米。對通信線路進行防護時，工作人員還應(yīng)在入戶端做到細致化操作，將電纜金屬外皮、防雷接地和金屬管等位置做好連接，避免雷擊帶來影響，而且在信號線路的兩端應(yīng)有意識地加設(shè)防雷器。雷電過電壓可從多個途徑侵入安全監(jiān)控系統(tǒng)，例如，信號線路入侵、電源供電線路等，需做好全面防護。

2）電源部分保護。安全監(jiān)控系統(tǒng)所使用電源易受到雷擊威脅，經(jīng)由線路侵入而引起傷害。通常情況下，雷電經(jīng)過220伏的電源線時會產(chǎn)生高達1萬伏的電壓，同時避雷裝置會降低這部分電壓，傳輸線也可以將對地的電壓降至6千伏以下，因線與線之間并不能做到相互控制，則會給安全監(jiān)控設(shè)備帶來極為嚴(yán)重的打擊，真是可以達到毀滅性。雷害的形式不同，也受到眾多因素影響，具有可變性，電源干擾呈現(xiàn)出復(fù)雜性，一方面是在短暫周期下達到尖峰而全失電，另一方面能夠在“共模”方式下存在或者是“差?！?。電源干擾可以直接進入設(shè)備，也可從電磁電容耦合的途徑下進入，面對這種情況，可以對電源部分做到極大程度保護。具體而言，首先在高壓變壓器后端設(shè)置保護器，延伸至二次低壓設(shè)備位置，使當(dāng)中總配電盤間的電纜線能夠處在避雷器防護范圍內(nèi)，進行一級保護。其次從二次低壓設(shè)備位置起增設(shè)避雷器，直至配電箱間的電纜，使其內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地得到保護而有效防雷，即為二級保護。最后，在UPS前端、精密設(shè)備等位置加設(shè)保護器，成為電源三級保護，該方式可對380V低電壓進行相應(yīng)保護并與國家規(guī)范契合，是通過高吸收能量避雷器設(shè)備的分流能力，將雷擊所帶來的脈沖分流至地面，使監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備得到極大程度保護。實際安裝中，分流設(shè)備和限幅技術(shù)的選用特別關(guān)鍵，根據(jù)安裝單位防護器性能好壞進行判定與篩選，還需注意考慮網(wǎng)絡(luò)保護。操作人員在對避雷器進行相應(yīng)安裝時，注意其與接地網(wǎng)間距離，應(yīng)做到極大程度縮短，若接地線長度較長，在雷擊時，避雷器對電壓進行限制時，被保護的傳輸線路與分流地面間的壓力過高，繼而減弱避雷器的實際效用。為此，安裝時結(jié)合理論和以往經(jīng)驗來對保護器進行準(zhǔn)確選擇，使避雷器能夠有效降低雷擊電壓，同時做到細致安裝避免留下潛在隱患而凸顯防雷方案的長效性。

3）接地體防護。當(dāng)安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備受到雷擊時，會有極為強大電流通過接地體泄入，那么在接地體附近會呈現(xiàn)出放射性的電位分布，形成一定范圍。與此同時，周圍若有電子設(shè)備，那么極有可能產(chǎn)生高壓地數(shù)萬伏的反擊，繼而造成設(shè)備損傷，威脅安全監(jiān)控系統(tǒng)。通常來講，建筑物在對直擊雷進行處理時，是通過避雷器與引下線將雷擊電流導(dǎo)入地面，使周圍空間所存在的電有磁場發(fā)生不同程度變化，那么相鄰的電源線等可測出雷電過電壓。在這種情況下，非但不會有效對雷擊進行處理，使安全監(jiān)控系統(tǒng)受到威脅，也在一定程度上對雷電進行引入。為了有效對該情況做到避免，需要設(shè)計綜合防雷方案，相關(guān)人員根據(jù)實際情況來建設(shè)多層防護，做好接地防護，使周圍設(shè)備免受影響，同時增強微電子設(shè)備中所包含的集成電路芯片耐壓能力，保護安全監(jiān)控系統(tǒng)。實際操作中，綜合防雷方案的設(shè)計秉承著“等電位”的實現(xiàn)思想，通過多方角度考慮，對周圍環(huán)境、建筑物和氣候等做到綜合性研究，繼而使實際操作中的真實情況與理想中“等電位”做到極大程度地接近，可以在進行保護時，選用接地、分流和屏蔽等手段來進行切實有效的防護。相關(guān)人員會對監(jiān)控系統(tǒng)控制室內(nèi)接地網(wǎng)絡(luò)選擇共用方式來接地，對一等電位連接金屬板、防靜電地、金屬殼等位置選用電位連接，還需注意設(shè)計接地情況。避雷器周圍應(yīng)布設(shè)接地匯集線，滿足與避雷器進行連接的線呈現(xiàn)出最短距離，使防雷效果得到極大程度提升。工作中應(yīng)注意將中央控制中的分匯集線與總線進行相連，做到單點接地而使接地體部位得到防護。除此之外，安全監(jiān)控系統(tǒng)在選擇專用接地設(shè)備后，需要讓其電阻小于4歐姆，那么在進行綜合接地網(wǎng)布設(shè)時，必須保證其電阻小于1歐姆，使接地體得到極大程度保護。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,安全監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路、金融系統(tǒng)、文博系統(tǒng)、住宅小區(qū)、智能交通、重點場所和重點保護單位等各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。如何做好監(jiān)控系統(tǒng)防雷工作至關(guān)重要。