安全監控系統綜合防雷方案的分析

蘇 新 張翼翔

（鄭州佛光發電設備有限公司，河南 鄭州 450000）

1 雷電損壞設備的主要形式

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（閃電放電時，瞬間變化的電磁場使得附近的導體上產生很高的感應電壓）、以及由雷電而引起的地電壓反擊，實踐證明，傳導雷和感應雷的侵入途徑廣泛，引發的破壞最為頻繁，在雷災的統計中占80%左右。傳導雷、雷電電磁感應和地電壓反擊主要通過供電線路和信號線路形式損壞設備。

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到雷電，而供電線路是一個互通的配電網，一旦電源線的某處感應到了雷電，則雷電會沿供電線傳到很遠的用電設備，并將設備損壞。信號線路:現在已是網絡社會，人們可足不出戶而辦天下大事。設備之間的信息交流就是通過各種信號線路來傳遞數據的。這些信號線在室外有些架空、有些走電纜溝，哪種情況都會感應到雷電，并通過信號線傳到遠處的設備并將設備損壞。

2）電磁感應。大多數機房或設備所在的場所都沒有完善的電磁屏蔽措施，一但附近發生較強雷電時，由閃電引發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、設備本身等）產生感應電壓，當這個感應電壓達到一定值時，就有可能引發放電現象，從而造成設備損壞。

3）地反擊。1臺設備（或1個小的局域網）同時接到2個以上彼此沒有直接電氣連接的接地體，當這些地網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備上，這樣設備內就存在電位差，如果此電位差超出設備的耐壓值時，設備就會被損壞。如現在不少地方的計算機網絡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，這樣計算機網絡內就存在電位差，此電位差則可能將設備損壞。

2 安全監控系統綜合防雷方案及對策

1）通信線路防護。實際操作中，防雷方案應有著多層化，根據真實需求進行從外及內多重保護（通常最外層為0級），使雷擊后電壓下降至安全監控系統所能承受的范圍之內，繼而做到極大程度保護。若是針對微電子設備，那么需要對防護系統進行調整，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，工作人員還應遵循保護原則，在進行多級分類時，結合微電子設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據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，連接方式應是壓接式，即無陰陽頭之分，故連接防雷器時，注意常用標識，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備做到緊密連接。正常防雷措施中所使用的數據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金屬管時，要使其中電氣連通，金屬管在埋設時要接地，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備或監控房時選用金屬管并埋設，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有意識地加設防雷器。雷電過電壓可從多個途徑侵入安全監控系統，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。安全監控系統所使用電源易受到雷擊威脅，經由線路侵入而引起傷害。通常情況下，雷電經過220伏的電源線時會產生高達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，則會給安全監控設備帶來極為嚴重的打擊，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，電源干擾呈現出復雜性，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“差模”。電源干擾可以直接進入設備，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置保護器，延伸至二次低壓設備位置，使當中總配電盤間的電纜線能夠處在避雷器防護范圍內，進行一級保護。其次從二次低壓設備位置起增設避雷器，直至配電箱間的電纜，使其內芯線兩端應對地得到保護而有效防雷，即為二級保護。最后，在UPS前端、精密設備等位置加設保護器，成為電源三級保護，該方式可對380V低電壓進行相應保護并與國家規范契合，是通過高吸收能量避雷器設備的分流能力，將雷擊所帶來的脈沖分流至地面，使監控系統設備得到極大程度保護。實際安裝中，分流設備和限幅技術的選用特別關鍵，根據安裝單位防護器性能好壞進行判定與篩選，還需注意考慮網絡保護。操作人員在對避雷器進行相應安裝時，注意其與接地網間距離，應做到極大程度縮短，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，安裝時結合理論和以往經驗來對保護器進行準確選擇，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。當安全監控系統設備受到雷擊時，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，周圍若有電子設備，那么極有可能產生高壓地數萬伏的反擊，繼而造成設備損傷，威脅安全監控系統。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入地面，使周圍空間所存在的電有磁場發生不同程度變化，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，使安全監控系統受到威脅，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，需要設計綜合防雷方案，相關人員根據實際情況來建設多層防護，做好接地防護，使周圍設備免受影響，同時增強微電子設備中所包含的集成電路芯片耐壓能力，保護安全監控系統。實際操作中，綜合防雷方案的設計秉承著“等電位”的實現思想，通過多方角度考慮，對周圍環境、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。相關人員會對監控系統控制室內接地網絡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，還需注意設計接地情況。避雷器周圍應布設接地匯集線，滿足與避雷器進行連接的線呈現出最短距離，使防雷效果得到極大程度提升。工作中應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，安全監控系統在選擇專用接地設備后，需要讓其電阻小于4歐姆，那么在進行綜合接地網布設時，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 結束語

綜上所述，隨著社會經濟的快速發展,安全監控系統在高速公路、金融系統、文博系統、住宅小區、智能交通、重點場所和重點保護單位等各行各業中得到了廣泛的應用。如何做好監控系統防雷工作至關重要。