某燃氣公司視頻安防系統(tǒng)雷災(zāi)綜合分析及整改措施

周超 黃樹華 宋琳

摘 要：一次雷電過程造成某燃氣公司安防室安防微機受損，部分電子設(shè)施損壞。事后經(jīng)調(diào)查分析，造成損失的主要原因是雷電波侵入與雷電感應(yīng)。提出前末端防護、接地極設(shè)計、傳輸線路防護四大系統(tǒng)組成的內(nèi)部雷電感應(yīng)綜合防護措施整改后，經(jīng)多次強雷電天氣考驗，視頻安防系統(tǒng)運行正常，取得良好的防護效果。安防監(jiān)控系統(tǒng)的防雷技術(shù)措施能有效解決雷擊對監(jiān)控系統(tǒng)的損壞問題，保護人民群眾財產(chǎn)安全，保障安防工作不受影響。

關(guān)鍵詞：安防監(jiān)控；直擊雷；感應(yīng)雷；防雷

中圖分類號：TP277 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）27-0113-02

Abstract： A lightning process caused a gas company security room security computer damage， part of the electronic equipment damage. After investigation and analysis， the main cause of the loss is the invasion of lightning wave and lightning induction. The paper puts forward the internal lightning induction comprehensive protective measures composed of the front end protection， ground pole design and transmission line protection. After many times of strong lightning weather tests， the video security system runs normally and obtains good protection effect. The lightning protection technical measures of the security monitoring system can effectively solve the problem of damage to the monitoring system caused by lightning strike， protect the property safety of the people， and ensure that the security work will not be affected.

Keywords： security monitoring； direct lightning strike； induction lightning； lightning protection

1 概況

2017年3月4日10時30分左右，某燃氣公司安防室（簡稱“安防室”）的安防主機主板冒煙，并伴有焦味，主機被雷擊毀，安防系統(tǒng)全部癱瘓。安防室位于青島市嶗山區(qū)某燃氣公司院內(nèi)。院區(qū)四周均安裝安防安防攝像頭，并在柵欄上安裝紅外報警器。此次雷電對公司安防工作影響較大，并造成一定經(jīng)濟損失。

2 天氣背景和閃電實況

2017年3月4日，青島多個區(qū)市出現(xiàn)雷暴大風等強對流天氣，特別是膠州、平度地區(qū)雷電密度很大。

據(jù)山東省LD-II閃電定位儀終端顯示，隨天氣系統(tǒng)發(fā)展雷電天氣自西向東方向移動，2017年3月4日10時30分至11時，以雷災(zāi)發(fā)生地為中心，在10km范圍內(nèi)，共發(fā)生地閃6次。其中，正閃5次，平均電流強度為146.8kA；負閃1次，電流強度為-47.7kA。由此可見本區(qū)域內(nèi)發(fā)生雷災(zāi)有較大可能性。

3 雷災(zāi)事故分析

建筑物遭雷擊通常分為直擊雷和感應(yīng)雷。直接雷擊通常指雷電直接擊中建筑物，由于熱效應(yīng)、機械力效應(yīng)和電動力效應(yīng)等混合力作用，直接擊毀建筑物以及引起人員傷亡等。感應(yīng)雷擊通常指云間或云地之間的放電而在附近的傳導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，通過傳導(dǎo)體傳送間接擊毀電子設(shè)備。該公司安防視頻線是由架空方式引入到安防室，且線路長達100m，容易引起電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)。從遭雷擊所損壞的情況看，主要為電源、主板和控制器等，說明不是由直擊所致，是感應(yīng)雷產(chǎn)生高壓，對安防中心主機造成破壞。

4 防雷整改措施

4.1 前段設(shè)備防護

安防攝像頭與紅外報警器的頂部應(yīng)設(shè)置能保護設(shè)備的接閃針（圖1），接閃針應(yīng)與立桿做可靠連接，立桿接地，其接地電阻一般≤10Ω。為防止電磁感應(yīng)，桿上所有信號線及電源線路應(yīng)穿金屬管進行屏蔽，并在兩段做好接地。

同時為防止雷電波由線路侵入安防設(shè)備，應(yīng)在安防設(shè)備電源處安裝最大通流量為20KA的電涌保護器[1]，在視頻信號線路中安裝相對應(yīng)接口型號的5KA電涌保護器[2]。

4.2 末端設(shè)備防護

在安防室頂部加裝接閃帶，利用房屋主結(jié)構(gòu)鋼筋、消防樓梯或在墻外安裝引下線，在地下埋設(shè)地極，接地電阻應(yīng)≤10Ω。

安防室內(nèi)電磁脈沖對電子系統(tǒng)干擾較強，應(yīng)作合理屏蔽。利用安防室中主結(jié)構(gòu)鋼筋在相交處做電氣連接，并與鋁合金門窗焊接，作為初級屏蔽。信號線纜使用屏蔽線纜，屏蔽層一段與攝像頭做可靠連接，另一端可靠連接在接地裝置上。部分非屏蔽線纜應(yīng)穿金屬管，使用金屬管作為屏蔽，金屬管也應(yīng)做可靠接地。

在總電源處安裝通流量100KA的電涌保護器作為第一級防護，在安防室配電箱前安裝通流量為60KA的電涌保護器作為第二級防護，在各用電設(shè)備前安裝通流量為10KA的電涌保護器作為第三級防護。進入到安防室的管線應(yīng)當接到防感應(yīng)雷接地裝置中。若有架空線路引入，應(yīng)在入戶處加裝相應(yīng)規(guī)格的電涌保護器，并將管線的金屬外層連接到接地裝置上。

安防室內(nèi)應(yīng)安裝等電位銅排或其他金屬排與建筑物防雷接地、接地線、設(shè)備保護接地、防靜電接地等連接到一起[3]，防止產(chǎn)生電位差（圖2）。所安裝的電涌保護器的接地線應(yīng)以最短距離和最直的安裝方式與等電位連接排進行電氣連接。

4.3 接地極設(shè)計

在安防室和安防設(shè)備立桿處附近挖開一1000mm×800mm×800mm的坑，埋入人造石墨接地模塊，并加入降低接地電阻的高效降阻劑，相關(guān)接地模塊間采用鍍鋅扁鋼連接，并使用焦炭及石墨粉作為保護層延緩接地體的腐蝕。結(jié)合垂直接地體，組成環(huán)狀接地系統(tǒng)，接地電阻≤4Ω。

引下線與接地體連接處3m范圍內(nèi)，需要采取防跨步電壓對人員造成傷害的措施。鋪設(shè)5cm厚的瀝青層或15cm厚的礫石層，使地面電阻率不小于50kΩ·m。并設(shè)立警示牌或護欄，提醒人員盡量遠離。

4.4 傳輸線路防雷

一般來說，防雷效果最佳的為直埋敷設(shè)，架空線路相對而言易受到雷擊損害，且破壞性強，波及范圍廣。就現(xiàn)場情況，部分線路可埋地敷設(shè)，采用屏蔽線纜或?qū)⒎瞧帘尉€纜穿金屬管敷設(shè)，并在入戶端將屏蔽線纜的屏蔽層或金屬管與防雷接地做可靠連接。部分線路因客觀條件只能架空，架空線纜線路中的吊線和金屬管應(yīng)與架空桿做可靠連接，每根架空線桿做接地處理。

5 結(jié)束語

雷電對安防監(jiān)控系統(tǒng)的威脅體現(xiàn)在多方面。在安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計施工之前就應(yīng)考慮到所處地區(qū)的雷電災(zāi)害易損性情況，采取合適的接閃器、接地裝置、線纜型號及屏蔽方式。同時需要加強對防雷安全的重視，防雷工程不能僅僅依靠某些先進的防雷設(shè)備就能消除雷電危害，更不能抱有僥幸心理，只有這樣才能將雷電產(chǎn)生的危害降為最低。

參考文獻：

[1]中華人民共和國廣播電影電視部.（GB50198-2011）民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2011：15-28.

[2]張小青.建筑物內(nèi)電子設(shè)備的防雷保護[M].北京：電子工業(yè)出版社，2000：79-86.

[3]中華人民共和國工業(yè)機械部.（GB50057-2010）建筑物防雷設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2011：51-58.