隨著經(jīng)濟建設(shè)的高速發(fā)展,人民對生活居住環(huán)境和通迅設(shè)施的需求不斷提高,各種各樣先進的電子設(shè)備、智能系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于花園小區(qū)和各企業(yè)單位中。這些高精密算設(shè)備富含大量的CMOS半導(dǎo)體集成模塊,耐過電壓電流能力極低,無法保證在特定的空間里遭受雷擊時運行。且各系統(tǒng)多包含大量的電子設(shè)備和計算機系統(tǒng),這些電子設(shè)備和計算機系統(tǒng)通常耐電壓等級低,抗干擾能力差,最怕受到雷擊。且所有設(shè)備的運行正常與否直接影響到該區(qū)的居民及企、事業(yè)位的安全和工作的正常開展,因此采用較具可靠性避雷措施至關(guān)重要。
本方案的制定,目的是提供出一套完整而易于操作防雷設(shè)計和運行解決方案供參考。
一、總則
1.通信系統(tǒng)電子設(shè)備雷電過電壓及電磁干擾防護,是保護通信線路、設(shè)備及人身安全的重要手段,是確保通信線路、設(shè)備運行必不可缺少的技術(shù)環(huán)節(jié)。
2.本方案的設(shè)計依據(jù)
(1)IEC1312《雷電電磁脈沖的防護》;
(2)GB50057-2000《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》;
(3)VDE0675《過電壓保護器》;
(4)GA173-1998《計算機信息系統(tǒng)防雷保安器》;
(5)GB2887-89《計算機場地技術(shù)條件》;
(6)ITU K25《光纜的防雷》;
(7)ITU K27《電信大樓內(nèi)的連接結(jié)構(gòu)和接地》;
(8)GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》;
(9)GB50174-93《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》;
(10)GB50200-94《有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》;
(11)GB50198-94《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》;
(12)GB/T50311-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》。
二、雷電波入侵花園計算機網(wǎng)絡(luò)可能途徑
1.入侵途徑
(1)雷電直接擊中計算機網(wǎng)絡(luò)物理線路
a. 落雷點為電源高電壓側(cè),雷電沿供電線路侵入到計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供電部分,產(chǎn)生過電流與過電壓造成網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)的UPS電源損壞、斷電、致使整個系統(tǒng)癱瘓。
b. 雷電直擊網(wǎng)絡(luò)無線通信的天線、沿天饋進入計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),造成通信接口、接收系統(tǒng)、室內(nèi)單元、路由器等網(wǎng)絡(luò)主要通信設(shè)備損壞。
c. 雷擊網(wǎng)絡(luò)通信有線線路(如光纜、DDN、幀中繼、X25專線、電話線),產(chǎn)生強大的機械力,猛烈的沖擊波,熾熱的高溫使通信線路損壞;過電壓過電流沿通信有線線路侵入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi),造成路由器、交換機及前端設(shè)備的損壞。
(2)感應(yīng)過電壓
a. 回路感應(yīng)過電壓
由于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建筑物內(nèi)大量布設(shè)各種導(dǎo)體線路(如電源線、數(shù)據(jù)通信線、天饋線),這些線路、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布局錯綜復(fù)雜,在建筑物內(nèi)部的不同空間位置上構(gòu)成許多回路,當建筑物遭雷擊或鄰近地區(qū)雷電放電時,將在建筑物內(nèi)部空間產(chǎn)生脈沖暫態(tài)磁場,這種快速變化的磁場交鏈這些回路后,將在回路中感應(yīng)出暫態(tài)過電壓,危及與這回路相連接的電子設(shè)備。[nextpage]
網(wǎng)絡(luò)通信線路上感應(yīng)過電壓分靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng):
靜電感應(yīng)主要是指架空線路位于雷擊點附近,由雷云團先導(dǎo)通道中充滿電荷,對架空線產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用累積大量相反電荷,當雷云主放電開始,雷云中電荷迅速中和,從而使架空線上原先被束縛的電荷迅速釋放,形成暫態(tài)過電壓波。這種波以接近光速向架空線兩側(cè)傳播,侵入線路兩端連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將其損壞。
當雷電直接擊在避雷針避雷帶上時,由于雷電流幅值大,波頭陡度高,在雷電流的通道附近產(chǎn)生一個很強的瞬變磁場。這強大的磁場將直接在電源線或網(wǎng)絡(luò)通信線路上感應(yīng)出過電壓,侵入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,損壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。高強度(30KA雷電流)雷電放電可以對距離雷擊點1km范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)生影響,甚至造成系統(tǒng)設(shè)備損壞。據(jù)統(tǒng)計,這種感應(yīng)雷擊事故占計算機雷擊事故的70%。
b. 耦合與轉(zhuǎn)移過電壓
雷擊引起暫態(tài)高電壓或過電壓常??梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)線路耦舍或轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上,造成設(shè)備的損壞。
(3)雷擊地電位抬高入侵
建筑物在遭受直接雷擊時,雷電流將沿建筑物防雷系統(tǒng)中各引下線和接地體入地,在此過程中,雷電流將在防雷系統(tǒng)中產(chǎn)生暫態(tài)高電壓,如果引下線與周圍網(wǎng)絡(luò)設(shè)備絕緣距離不夠且設(shè)備與避雷系統(tǒng)不共地,將在兩者之間出現(xiàn)很高的電壓,并會發(fā)生放電擊穿,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)設(shè)備嚴重損壞,甚至威脅人身安全。
2、計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備抗干擾能力分析
因為計算機及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是由大量的大規(guī)模集成電路組成,其抗干擾能力弱,成雖采取了許多抗干擾措施,對低能量干擾比較有效,但對雷電電磁脈沖生成的過電壓過電流技術(shù)比較薄弱,對浪涌或雷電磁脈沖特別敏感,僅十幾伏的電壓就可通過電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸線等途徑將毀壞計算機主板、RS-232口、多功能卡、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
三、實施綜合防雷方案
1. 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷方案
a.網(wǎng)管中心
計算機中心機房所在建筑物總電源安裝三相電涌保護器,型號:REP-D380B7C,通流容量60KA,帶雷擊計數(shù)器;計算機中心機房總開關(guān)安裝三相電涌保護器,型號:REP-D380B7B,通流容量40KA,UPS電源前端安裝UPS專用電涌保護器,型號REP-D220UPSD,功率≤7KVA,串聯(lián),帶LC濾波。屬貴重設(shè)備精細級保護。
24口交換機采用電腦網(wǎng)絡(luò)避雷器,型號為REP-X06-RJ45-E100,共24口,用于網(wǎng)絡(luò)線路防雷。
b. 外各部分網(wǎng)絡(luò)端口
根據(jù)現(xiàn)有用戶端口數(shù)量統(tǒng)計,紫薇路上共有37戶,丹桂路上共有40戶,金河路上共有16戶,總計共有93戶,按只對交換機,不對用戶端作防雷計,則需安裝93個電腦網(wǎng)絡(luò)避雷器,型號為REP-X06-RJ45-E100。
c. 外交換機柜
紫薇路共有二級交換機柜7個,丹桂路上共有一級交換機柜2個,二級交換機柜5個,金河路上共有二級交換機柜2個,共計16個,均安裝單相交流電源避雷器(串聯(lián),通流容量20KA),型號為REP-D220B3A。
d. 安裝附材:
依每個網(wǎng)絡(luò)機柜接地距離50米計算,則需 50米6mm2多股軟銅線,50米PVC套管,安裝銅線耳、銅螺絲等其他附材若干,此項有16個接地點,即每個網(wǎng)絡(luò)機柜一項。[nextpage]
e. 接地處理
所有避雷器均利用其現(xiàn)有接地設(shè)施,不再加地網(wǎng)。(依抽樣檢測地阻結(jié)果,接地電阻均可達到要求)。
所有地線均穿PVC管埋地,并就近與別墅或洋房等建筑物的防雷測試點連接,埋地深50cm。
2、監(jiān)控系統(tǒng)防雷方案
監(jiān)控系統(tǒng)的綜合防雷設(shè)計應(yīng)考慮環(huán)境因素、雷電活動規(guī)律、系統(tǒng)設(shè)備的重要性、發(fā)生雷災(zāi)后果的嚴重程度,分別采取相應(yīng)的防護措施。
(1) 在進行綜合防雷設(shè)計時,應(yīng)堅持全面規(guī)劃、綜合治理、優(yōu)化設(shè)計、多重保護、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、定期檢測、隨機維護的原則,進行綜合設(shè)計及維護。
(2) 監(jiān)控綜合防雷系統(tǒng)的防雷設(shè)計應(yīng)采用直擊雷防護、等電位連接、屏蔽、合理布線、其用接地系統(tǒng)和安裝電涌保護裝置等措施進行綜合防護。必須堅持預(yù)防為主,安全第一的指導(dǎo)方針。
(3) 監(jiān)控綜合防雷系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)雷暴等級、設(shè)備放置在雷電防護區(qū)的位置不同,采用不同的防護標準。
A、花園一、二期監(jiān)控中心防雷方案
a.電源方面:建議該中心側(cè)總電房處安裝三相交流電源避雷器(并聯(lián),通流容量60KA),型號為:REP-D380B5B作為第一級防雷;中心總電源開關(guān)處安裝單相交流避雷器(串聯(lián),通流容量60KA),型號為:REP-D220B5B作為第二級防雷;每臺設(shè)備供電用之插座采用REP-D220CK多功能插座,作為電源第三級防雷,以便達到三級防雷的效果。
b.線路方面:由于該中心所有攝像機為固定攝像槍,因此只需對視頻信號進行防雷,29支攝像機信號輸入,每條視頻線路均采用視步信號避雷器REP-GVD,共29個,以達到每條視頻線路的防雷作用。
c. 由于該中心沒有接地排,故安裝等電位接地排一個。
B、花園三、四期監(jiān)控中心防雷方案
a. 電源方面:總開關(guān)處采用單單相交流避雷器(串聯(lián),通流容量60KA),型號為:REP-D220B5B;每強設(shè)備供電之插座采用REP-D220CK多功能插座。
b. 頻線路方面:
1)該中心有34支攝像機輸入視頻信號,所以需34個視步信號避雷器REP-GVD,用于視頻防雷。
2)對帶云臺攝像機,云臺控制線路共5路,由于該線路采用編碼控制方式,在中心合并后剩下2路,考慮到云臺控制線路布線較遠,只采用兩個線路避雷器則達不到雷電通流容量要求,故仍建議采用5個控制線路避雷器REP-X04-ZX。
3)由于該中心沒有接地排,故安裝等電位接地排一個。
c. 室外攝像機防雷
1)對室外63支攝像機,每支攝像機視頻線路均采用視頻信號避雷器REP-GVD,共63個。
2)對五個云臺,每條線路均采用控制線路避雷器REP-X04-ZX,共需5個。
3)每支攝像槍電源線路均安裝攝像槍專用電源避雷器,型號:GVD-220VAC或GVD-12VDC;對于12V電壓取電較遠的攝像槍,安裝GVD-12VDC;對于12V電壓取電較近(不超出5米)的攝像槍,安裝GVD-220VAC。
4)由于攝像機分布于室外,所安裝避雷器均需安裝于防水盒內(nèi),需用63個防水盒,防水盒為膠盒,安放于桿內(nèi)。
5)攝像機已在防直擊雷保護范圍內(nèi)。
d. 安裝附材: 每支攝像機到接地點十幾米到一百米不等,預(yù)計平均每個點50米,則需50米6mm2多股軟銅線,50米PVC套管,銅線耳、銅螺絲若干。SPD連接導(dǎo)線應(yīng)短而直,SPD連接導(dǎo)線不宜大于0.5m,當長度大于0.5m時應(yīng)適當加粗線徑。 e. 所有避雷器接地均利用景湖花園現(xiàn)有接地設(shè)施,不再另造地網(wǎng)。[nextpage]
3、道閘12LED電子顯示屏防雷方案
(1)設(shè)備分布
a.花園5個出入口,每個出入口含兩個道閘,1套系統(tǒng);
b.1個LED電子顯示屏。
(2)防雷器選型及安裝
a. 每個崗?fù)た傠娫刺幇惭b單相交流電源避雷器1個,型號為REP-D220B3;b. 每個道閘安裝一個模塊式串聯(lián)避雷器,型號為REP-D116;
c. 每臺電腦連中心連接的五類線安裝一個電腦網(wǎng)絡(luò)避雷器,型號為REP-X06-RJ45-E100;
d. 每個LED顯示屏安裝一個單相串聯(lián)避雷器,型號為REP-D220B3,共5個。
(3)接地處理
就近取建筑物防雷測試點作接地用,正門接地如無法穿PVC管走線,則需鑿水泥地,約10米,其余為花圃泥地,其他各門口可利用其原有管道穿地線進行接地。
4、門禁一卡通系統(tǒng)防雷方案
(1)門禁讀卡機
讀卡機系統(tǒng)的門禁和主機電源線路安裝通流量為10KA單相電源避雷器,型號為REP-D116,10個門口機和2個主機(共用一個電源),共需避雷器數(shù)量為11個。
門口機和主機的通信線路兩端安裝通信線路避雷器,型號為REP-X04-ZX2;10個門口機,共需通信線路避雷器20個。 (2)無線對講系統(tǒng)
對講機天線安裝同軸線路避雷器,型號為REP-G400,合共1個。
(3)有線對講系統(tǒng)
有線對講系統(tǒng),安裝音頻線路避雷器,型號為REP-X04-AU,只在對講主機一端安裝避雷器,有12路對講分機,合計共需音頻線路避雷器12個。
五、運行維護
(1)避雷器安裝之后,應(yīng)檢查所有接線是否正確安裝,然后運行測試,看系統(tǒng)和設(shè)備是否正常工作,有無異常情況,如有,應(yīng)及時檢查,直至整個系統(tǒng)均正常運作。
(2)每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對接地系統(tǒng)進行檢查和維護。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常,必要時應(yīng)挖開地面抽查地下蔽部分銹蝕情況,如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。
(3)接地網(wǎng)的接地電阻宜每年進行一次測量。
(4)每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對運行中的避雷器進行一次檢測,雷雨季節(jié)中要加強外觀巡視,如檢測發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時處理。
六、竣工驗收
(1)防雷工程施工單位須按設(shè)計要求精心施工,工程建設(shè)管理部門應(yīng)有專人負責(zé)監(jiān)督。對于隱蔽工程應(yīng)實行隨工驗收,重要部位應(yīng)進行拍照和專用設(shè)備項記錄。
(2)設(shè)計資料和施工記錄應(yīng)由相應(yīng)的防雷主管部門妥善存檔備查。
七、銷售服務(wù)及質(zhì)量保證
(1)由本公司銷售的產(chǎn)品和施工的工程均由保險公司承擔(dān)產(chǎn)品質(zhì)量和工程責(zé)任保險。
(2)工程中所使用的防雷器件,從工程驗收合格之日起一年內(nèi)免費保修,超過保修期兩年內(nèi)維修只收取工本費,終身負責(zé)維修。
(3)根據(jù)用戶需求,免費提供防雷知識或防雷技術(shù)講座;
(4)保修期內(nèi),若防雷系統(tǒng)出現(xiàn)故障,公司技術(shù)人員在接到通知后的24小時內(nèi)趕到現(xiàn)場。
八、施工協(xié)調(diào)及其他
A、在防雷工程施工期間,由于防雷施工所引起的某些不便,須由花園管理處多方協(xié)調(diào),并提供用電及其他各種方便。
B、由于防雷接地需就近與別墅或洋房的防雷測試點連接,對于業(yè)主是否同意防雷施工,則應(yīng)由管理處與業(yè)主協(xié)調(diào)。
C、由于防雷施工不可避免對花園內(nèi)的綠華草皮等形成損壞,施工人員盡量恢復(fù)其原貌,但不可能100%恢復(fù)。