安全监控系统防雷保护设计方案.docx

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安全监控系统防雷保护设计方案

安全监控系统防雷保护设计方案

一、引言

  　　随着安全监控系统在银行、交通、小区、库房管理中的迅速普及应用，监控系统设备因雷击破坏的可能性就大大增加了。

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。

可以使各安防工程公司，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、闭路监视系统的组成及雷害成因

  　　1、电视监控系统（ClosedCircuitTelevision,简称CCTV），一般由以下三部分组成：

  　　前端部分：

主要由摄像机（头）、云台、控制信号解码器（1.5/4V）、电源变压器（12/24V）防护罩、支架、接闪器等组成。

  　　传输部分：

使用同轴电缆、电线、多芯线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。

  　　终端部分：

主要由电源、显示器、画面分割器、解码器、监视器、控制设备等组成。

  2、CCTV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上造成线缆熔断。

  　　电波侵入：

CCTV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烈，但它要比直击雷发生的机率大得多。

  三、CCTV系统的综合防雷

  　　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Φ10的镀锌圆钢，地网接地电阻小于3Ω。

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，並作等电位連接，控制箱应安装在接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内，箱内引入线应穿金属管屏蔽，並与箱体作等电位接地連接。

  　　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220V电源线（C/1+NPE）、摄像机（CoxaB-E2）、视频线、云台信号线和云台DC12V控制线（FLD-12V）。

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（C/1+NPE）应并联在直流变压器前端，如直流电源传输距离大于25米，则摄像机端还应並接低压直流避雷器（FLD-12V）。

有些进口型号云台控制信号解码器的电压可能低于2V，应此应选用启动电压較低的避雷器（FLD-5）进行保护。

  　　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（≥10M）、信号电平（5V），启动电压（7V）以及雷电通流量（电缆线限制在最大5KA）等参数。

室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于3Ω，高土壤电阻率地区可放宽至<8Ω。

  2、传输线路的防雷

  　　CCTV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。

  　　GB50198－1994规定，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，此时规定了传输线缆与其它线路並沟的最小间距和与其它线路共杆架设的最小垂直间距，电缆与其它线路共沟（隧道）的最小间距：

220V交流电线0.5m，通讯电缆0.1m。

电缆与其它线路共杆架设的最小垂直间距。

1—10KV电力线2.5m，1KV以下电力线1.5m广播线1.0m通信线0.6m。

  从防雷角度看，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和等电位連接。

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，保持钢管的等电位连通，由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应，对防护电磁干扰和电磁感应非常有效。

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，在两端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置作等电位相连。

  3、终端设备的防雷

  　　在CCTV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。

监控室尽可能不设在所在建筑物的项层、顶二层。

  　　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（380B40S），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）作汇流排，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。

控制设備摆放不能靠近窗户，主要控制电脑中心最好摆放在建築物中心的房間，地面铺放铜扳並作法拉第茏等电位連接。

  　　由于有80％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，第一级设在总配电房（380B60B），第二级设在控制室配电柜（380B40S），第三级设在设備进电前（C/1+NPE）。

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如CoxaB-E2（视频信号防雷器）、FLD-5V（控制信号防雷器）、FLD-12V（报警信号防雷器）。

  良好的接地是防雷中最重要的一环。

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3Ω。

采用综合接地网时，其接地电阻不得大于1Ω。

选用适中的接地线材也很重要，原则上应尽量选用铜材，线徑要粗，方便泄流，减低地电位反击电压。

  四、结束语

  　　雷电对安全监控系统的损害途径是多方面的。

本文主要对安全监控系统遭受雷击损害的主要大原因，以及可能的侵入途径作了初步的分析，同时对安全监控系统的防雷保护技术进行了相应的介绍。

需要说明的是：

安全监控系统的防雷保护由於设備的安装环境特殊，是一个比较复杂的问题，很多情况下都不能保证100%设備不被雷击损环。

对安全监控系统的防雷保护设计不仅取决于防雷装置的性能，更重要的是在监控系统的设计施工之前，就要考虑到监控系统所处的地理环境，當地是否雷击高发区，而设计合适的线缆布放方式、屏蔽及接地方式。

有很多机构是在被雷击后才采取补救措施，但由於线缆的布放方式、屏蔽及接地方式已成定局而不能达总之，防雷保护设计应综合考虑，才能获得良好的效果。

防雷防静电设施安全检测部位及检测点确定技术规范

来源：

作者：

发布时间：

2007.06.27

1总则

   为了及时发现和消除防雷安全隐患，规范检测工作的量化操作，确保防雷防静电安全设施的性能有效，依照安全可靠、经济合理、统一管理的原则，特制定本规范。

2范围

本标准适用于防雷防静电设施安全监督检查和检测。

3规范性引用文件

  下列文件中的条款通过本标的引用而成为本标准的条款。

凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB500057-942000年版本 建筑物防雷设计规范

GB50089-98民用爆破器材工厂设计安全规范

GB50177-93氢氧站设计规范

GB50031-91乙炔站设计规范

GB15599-1995石油与石油设施雷电安全规范

   GB50156-2002汽车加油加气站设计与施工规范

   GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范

   GB50200-94有线电视系统工程技术规范

   GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范

GB50054-95低压配电设计规范

GB50303-2002建筑电气工程质量验收规范

GB/T2887-2000电子计算机场地通用规范

GB/T50314-2000智能建筑设计规范

QX2-2000新一代天气雷达站防雷技术规范

QX.10.1-2000浪涌保护器第一部分：

性能要求和试验方法

YD5003-94电信专用房屋设计规范

HG/T20675-1990化工企业静电接地设计规程

4术语

4.1建筑物

是指供人们在其中生产、生活或其它活动的房屋或场所。

4.2构筑物

是指人们不在其中生产、生活的建筑。

4.3电涌保护器

主要用于限制瞬态过电压和引导泄放电涌电流的器件，它至少有一个非线性元件。

4.4配电室

非专业生产和经营单位的发电、变电、蓄电和供电设施集中放置的专用和通用建筑物。

4.5计算机房

计算机系统主要设备放置的地点或计算机设备相对集中场所。

4.6检测点

   指防雷检测中接地电阻测试仪和其它测试设备的接触点或根据防雷设施结构应该确立的检查点。

5安全检查检测部位及检测点的确定

5.1建（构）筑物

5.1.1建（构）筑物避雷带：

依据“防雷引下线不应少于两根，并沿建筑物四周均匀或对称布置”，和一类防雷建筑物“其间距不应大于12米”，二类防雷建筑物“其间距不应大于18米”和三类防雷建筑物“其间距不应大于25米”的原则，首先将建筑物每个凸角确定为必须检测点，再根据检测点间距增加中间检测点，使其两检测点之间的距离不大于各类建筑引下线的间距。

5.1.2避雷网按交叉点的数量确定检测点。

5.1.3建（构）筑物天面的避雷针（杆、塔）、天线、水箱、放散管、通风管、金属构件等，按其个数确定检测点。

5.1.4建（构）筑物上的金属防护栏、金属管道、太阳能热水器、广告牌、金属门窗、玻璃墙幕的金属框架、防晒棚、装饰物等按照其结构、形状参照一类、二类、三类建筑物防雷引下线间距规定确定检测点。

5.1.5进出和连接建（构）筑物的各类金属管、线、呼吸管、金属通风管、其它长型和变型金属物体，按使用性质和接地要求确定检测点；但每根最少确定二个检测点。

5.1.6建筑物内附属设施

5.1.6.1建筑物供电系统：

配电室按等电位连接系统的接地点和设备的接地连接点确定检测点、总配箱、区域配电箱、用户配电箱和终端配电设施，按设备规格，依箱（盒）内应该设立接地点的数量确定检测点。

5.1.6.2电梯系统：

电梯机房及机房内配电设施参照计算机房确定检测点；道轨、井道内的等电位连接排按接地点每条确定两个以上检测点；轿箱、召唤器、电梯门、楼层显示器按设备个数确定检测点。

5.1.6.3管道井、线路井：

从入口开始至大楼顶层终端，按每层每井不少于1个检测点确定，两检测点间距大于6m时中间应增加检测点。

5.1.6.4消防、安防、语音、图像、数据系统：

相关监控制室、操作室、中继室等和专用配电设施参照计算机房确定检测点；总配线箱、区域配线箱、终端配线箱和电涌保护器等按设备数量确定检测点。

5.1.6.5金属管道、线槽、线桥、线架等：

首先确定端头为检测点，再根据设备结构确定中间检测点，消防、给排水、暖气等每根管道不得少于两个检测点，穿线金属管、线（槽、桥、架）等测点间距不得大于6m。

5.1.7构筑物（古塔、水塔、塔吊、锅炉、烟囱、铁塔、罐储及其它孤立高耸的构筑等）：

一般按其大小、形状、结构参照二类建筑物防雷标准确定检测点；其附属避雷针按5.1.3确定检测点；水塔上下水管道等电位接地，按进出管道根数确定检测点。

配电系统参照5.1.6.1确定检测点。

5.1.8锅炉房

5.1.8.1锅炉房建筑体根据使用能源类型，按照建筑物防雷一、二、三类要求确定检测点。

5.1.8.2烟囱参照5.1.7确定检测点，但高度40m以下每个烟囱不得少于三个，40m以上的不得少于五个；金属烟囱按二个检测点确定。

5.1.8.3锅炉主体、操作台、配电箱按布设情况及设备结构确定检测点。

表5.1-1建筑物天面检测点确定

建筑物

防雷类别

测试部位

测点确定

方法依据

测点确定方法

原则

一类

建筑物天面

避雷带与引下线连接处

建筑物引下线距离

首先确定建筑凸角，再确定中间测点。

1.两测点间距不大于12m。

2.检测点均匀布设。

二类

1.两测点间距不大于18m。

2.检测点均匀布设。

三类

1.两测点间距不大于25m。

2.检测点均匀布设。

一、二、三类

建筑物天面避雷网

网格布设规格

网格每交叉点确定一个检测点。

表5.1-2建筑物外附属物测点确定

物体所处位置

被测物体

测点确定方法

测试数量

建筑天面

避雷针（杆、塔）、天线、水箱、放散管、通风管、金属构件等。

按物体个数

被测物体各确定一个点。

建筑天面或外侧

金属防护栏、金属管道、太阳能热水器、广告牌、金属门窗、玻璃墙幕的金属框架、防晒棚、装饰物等。

按物体结构和形状

参照一类、二类、三类建筑物防雷引下线间距规定确定检测点。

建筑天面、外侧或地面

进出和连接建（构）筑物的各类金属管、线、呼吸管、金属通风管、其它长型和变型金属物体。

按使用性质和接地要求

每根不能少于两点。

构筑物（独立或附属在建筑物）

古塔、水塔、锅炉、烟囱、铁塔、罐储（非易燃用）、避雷塔（杆）及其它孤立高耸的金属构件。

按其大小、形状、结构

参照二类建筑物防雷标准确定检测点。

5.2民用供电设施

5.2.1电力室建筑体：

通信、广播电视、医疗设备、重要机房、重要场所、化工企业、易燃易爆场所的配电房按一类防雷建筑物确定检测点；大型企业和生产弱电设施产品企业的配电房按二类防雷建筑物确定检测点；中、小型企业和其它的配电房按三类防雷建筑物确定检测点。

5.2.2配电设备系统：

单位高压配电柜、低压总配电柜、分配电柜、供电终端设施以及操作台等，按其配电柜（箱）的个数确定检测点，柜（箱）内的零线排、安全保护地线排、接零、接地点等按设备的连接结构确定检测点。

5.2.3配电室：

总接地、等电位接地排等按设备接地点数量确定检测点；低压避雷器、进出电力室的电缆护套及穿线管接地、直流变压器、直流蓄电箱、传输信号机柜和电涌保护器、交流工作接地、直流工作接地、重复接地，按个数确定检测点。

5.2.4发电室（油机室）：

发电机、配电箱、避雷器（含电涌保护器）、进出发电室穿线管或电缆金属护套，按个（根）确定检测点。

5.2.5高、低压变压器：

工作接地、安全保护地、避雷器接地等按个确定检测点。

5.3弱电设施

5.3.1各类弱电设施机房及场所的建筑物:

根据技术规定要求，按“5.1建筑物”相关内容进行检测确定检测点。

5.3.2室外设施：

建筑物上的馈线拉杆、避雷杆、旗杆、导航灯穿线管、电涌保护器及其它金属物件等，按个数确定检测点；通信塔按二个测试点确定检测点；线路支架（含吊挂钢交线）、彩灯穿线管、铠装电缆、防护栏，广告牌按二类防雷建筑物确定检测点；各类（卫星、微波、雷达、通信）天线等，按结构、形状确定二个以上检测点。

5.3.3其它电器及电子系统：

所在建筑参照5.1.1按不低于二类防雷建筑确定检测点；设备用电部分参照5.2.2确定检测点；机房内布设设施按A级电子信息机房确定检测点。

5.3.4信息系统室内设备：

进出线口接地汇流总排，进出线处电缆金属护套接地（或电涌保护器接地）、机柜、走线架、吊挂铁件、前端箱及电涌保护器，各类通信（广播电视、微波、卫星、雷达、）设备及电涌保护器，医疗设备、操作台、手术台、控制台及控制系统电涌保护器、工作接地点、屛蔽接地、汇流排接地、防静电泄流排、空调、监控系统电涌保护器、消防报警系统电涌保护器、金属门窗、机房配电箱及电涌保护器、UPS、应急照明系统电涌保护器、等电位接地排等，各类进出管线、金属竖井、通风管、等电位接地系统等分别按设备结构、形状，依照接地

点的数量确定检测点。

信息控制（管理）系统，参照5.3.7确定检测点。

5.3.5配电室：

参照5.2的相关内容确定检测点。

5.3.6高压氧舱：

参照5.4.4.相关内容确定检测点.

5.3.7计算机房及信息系统

5.3.7.1 A级电子信息机房按一类防雷建筑物确定检测点；B、C级电子信息机房按二类防雷建筑物确定检测点；D级电子信息机房按三类防雷建筑物确定检测点；建筑物上的各类天线、广告牌、屋面较大金属物件等参照5.1.3-5.1.4确定检测点。

5.3.7.2计算机数据处理、交换、集线器等设备，各类电子医疗设备，进出馈线信号避雷器、室内较大金属物件、计算机主机、空调、监控器，按台数确定检测点；各类机柜，操作台，控制台，按结构大小确定检测点。

5.3.7.3进出机房的各类金属穿线管、暖气管、集线架、架空线路承载钢绞线、光缆承重金属线、总接地线，按5.1.5确定检测点。

5.3.7.4机房等电位连接网络，按5米间距确定检测点。

汇流排、均压环，按接地点确定检测点。

5.3.7.5配电室：

发电机、机房低压总配电柜、专用配电箱、电涌保护器、穿线管、蓄电箱、UPS、工作接地、进出线路穿线管或铠装电缆外皮、总接地，按个确定检测点；柜（箱）内的设备按设备数量确定检测点。

5.4危险化工场地

5.4.1石油库

5.4.1.1金属罐、地上或管沟的输油管按接地点确定检测点。

5.4.1.2金属罐的阻火器、呼吸阀、量油孔、人孔、透光孔、法兰盘（过渡电阻）、管线金属件按个（组）数确定检测点。

5.4.1.3进出和连接人工石油洞的各类金属管、线、呼吸管、金属通风管，按根（组）数首先确定二个检测点；当长度超过50米时增加检测点。

5.4.1.4装卸油品台：

固定设备、法兰盘、计量仪表、鹤管、防静电栓、配电箱、避雷器，分别按组数确定检测点；栈桥、铁轨按每隔12米一个接地点确定检测点。

5.4.1.5石油库区配电房按一类防雷建筑物确定检测点。

5.4.1.6石油库区低压配电柜（箱）、安全保护接地、工作接地、避雷器接地、进出穿线金属管与铠装电缆外皮接地，分别按接地点个数确定检测点。

5.4.1.7石油库区计算机房按一类防雷建筑物确定检测点；网络信号线避雷器接地、电源系统避雷器接地、设备安全保护接地、防静电接地，参照A级电子信息机房设施，分别按接地点个数确定检测点。

表5.4.1石油库检测点确定

场所

被测物体

测点确定原则

测点确定

地面或地沟

金属罐、地上或管沟的输油管。

输油管接地规定

按接地点确定检测点。

金属罐体

阻火器、呼吸阀、量油孔、人孔、透光孔、法兰盘、管线金属件。

按规格和结构的个（组）数确定检测点

每个（组）确定一个测检点

跨建筑体内外

进出和连接人工石油洞的各类金属管、线、呼吸管、金属通风管。

使用性质和接地要求确定检测点

每根最少确定二个检测点。

装卸油品台

固定设备、法兰盘、计量仪表、鹤管、防静电栓。

按设备个数确定检测点

每设施最少确定一个检测点

栈桥、铁轨等。

按每隔12米接地一次确定检测点

先确定两端头测试点，再确定中间检测点，两测试点间距不得大于12米。

配电系统

配电箱、安全保护接地、工作接地、避雷器接地、进出穿线金属管与铠装电缆外皮接地等。

按接地点个数确定检测点

分别按接地点个数确定检测点。

计算机系统

机房建筑、各类设备、网络信号线避雷器接地、电源系统避雷器接地、设备安全保护接地、防静电接地。

建筑物按一类防雷建筑物，机房内按A类机房。

建筑物参照表5.1-1确定检测点，设备按个数或规格确定检测点。

5.4.2汽车加油（气）站

5.4.2.1建筑物及防晒棚按一类防雷建筑物，分别按个数确定检测点。

5.4.2.2露天储油罐和建（构）筑物内储油罐按每罐二根引下线确定检测点；地上或管沟的输油

管按每根二个检测点确定；法兰盘分别按组数确定检测点；罐区设避雷塔（杆），按每个二根引下线确定检测点。

5.4.2.3地埋储油罐按呼吸管（阻火器）、量油孔、法兰盘的个数，分别确定检测点。

5.4.2.4卸油（气）台防静电栓、加油（气）信息系统穿线管或铠装电缆外皮接地点、加油（气）机、加油（气）枪、加压泵、压缩机、报警器，分别按个数确定检测点。

加油（气）管中间有断接的根据断接点情况增加检测点。

5.4.2.5配电室：

配电柜安全保护接地、避雷器接地、消防泵、金属穿线管接地、等电位接地、铠装电缆外皮接地按个（根）数确定检测点。

5.4.3液化气站、天然气站

5.4.3.1建筑物及防晒棚，按一类防雷建筑物确定检测点。

5.4.3.2罐区：

贮气罐、残液罐、观察台，分别按二根引下线确定检测点；法兰盘、安全阀、报警装置、分别按组数确定检测点。

5.4.3.3地上或地沟输气管道、消防管道、分别按每根二个确定检测点；当长度超过50米的增加检测点。

5.4.3.4泵房：

输气泵、计量仪表、机柜、法兰盘、等电位总接地、电源穿线管、配电箱、避雷器、报警装置、金属门窗、金属通风口等分别按组数确定检测点。

5.4.3.5冲气间：

冲气枪、抽残枪、输气管道、法兰盘、电子（台）称、报警装置、穿线管、防静电等电位接地、金属门窗、通风口、分别按组数确定检测点。

5.4.3.6避雷塔按每个二根引下线确定检测点。

5.4.3.7卸气台：

液相管、气相管、防静电栓、按组数确定检测点；装卸栈桥、输气管道、法兰盘、阀门、铁路轨道、构架、鹤管，分别按接地点确定检测点。

5.4.3.8配电室：

参照5.4.2.5确定检测点。

5.4.4氢氧站（含乙炔站）

5.4.4.1建筑物及防晒棚，按一类防雷建筑物确定检测点。

5.