一、雷電的危害
近二十年來出現(xiàn)的新的雷災(zāi)的起因是閃電的電磁脈沖輻射(lemp),它無孔不入,波及的空間范圍很大,微電子設(shè)備越先進,耗能越小、越靈敏,則lemp的危害范圍越大。以往年代的防雷主要是強電系統(tǒng),lemp的存在危害不了它,而現(xiàn)在的防雷則轉(zhuǎn)向弱電系統(tǒng),涉及科技知識要復(fù)雜得多,特別是高頻電子學(xué)方面,因此,防雷工程技術(shù)面臨著一個大轉(zhuǎn)變,包括觀念上、方法上的轉(zhuǎn)變。隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展,精密儀器,通訊設(shè)備,數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣泛,因而由于感應(yīng)雷造成的雷擊事故也越來越多。直接造成了巨大的經(jīng)濟損失,因而重要設(shè)備損壞使網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓后造成間接的損失更是驚人。
二、防雷設(shè)計
1、接地網(wǎng)
南京市建筑施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控中心機房已經(jīng)設(shè)計了接地網(wǎng),弱電系統(tǒng)可通過弱電接地干線(bv75mm2,1根)接至接地網(wǎng)上,智能化系統(tǒng)要求接地電阻小于1歐姆。如果無法滿足要求,需要設(shè)置單獨的接地網(wǎng)。
地網(wǎng)的選址可根據(jù)具體情況來選定,原則是:一是無人走動,二是土壤的接地電阻比較小。按國家有關(guān)標(biāo)準進行施工,地樁采用50×50×5mm的熱鍍鋅角鋼(或ф50鍍鋅鋼管),長度為2.5米,用40×4mm的扁鋼相連,地網(wǎng)埋地深度大于0.5米。同時該地網(wǎng)與建工局原有避雷地相連接。預(yù)計用地樁20根,預(yù)計占地面積20×15m,做到接地電阻1歐姆以下。如接地電阻達不到要求,則分批將地樁數(shù)量遞增,以及采用換土,增加降阻劑等方法達到降阻的要求。
(1)避雷針底座與樓頂原避雷帶用40×4mm的鍍鋅扁鋼連接,連接點不少于兩處。
(2)地網(wǎng)的網(wǎng)格為5×5米,與原避雷的引下線用40×4mm的扁鋼連接,連接點不少于兩處。
(3)地網(wǎng)的接地電阻小于1歐姆。
(4)地網(wǎng)埋地部分用40×4mm的扁鋼連接。
2、設(shè)備接地
在監(jiān)控室機房內(nèi)用30×3mm的銅排設(shè)一接地匯流排,用塑料線槽固定在地板上,用6mm2銅芯電纜布設(shè)保護地線布設(shè)在機房內(nèi),包括設(shè)備工作地、防雷器接地、光纖的鋼芯、銅芯電纜的屏蔽層等等,形成單點接地。再由35mm2或60mm2的銅芯電纜接線到弱電豎井30×3mm的銅排上。電源間的接地引下線與地網(wǎng)間的連接采用銅鐵過渡,并在距地面1.5米左右設(shè)斷接測試卡。
3、系統(tǒng)防雷
依照有關(guān)防雷規(guī)范和建議:“電力供電系統(tǒng)應(yīng)采用不少于三級的防雷分流限壓保護”。據(jù)iec統(tǒng)計,在所有雷擊損電子設(shè)備的事故中,由電力線路引入的雷擊過電壓造成的比率在70%左右。中國現(xiàn)階段高壓電網(wǎng)有一定程度的防雷能力,但低壓端很多地方無任何防護措施,低壓線路大多架空鋪設(shè),線路長、線徑粗,極易招致雷擊的破壞。所以,良好的電源防護是智能化系統(tǒng)保護的基礎(chǔ)。根據(jù)《雷電電磁脈沖與防護》(iec-1312)防雷區(qū)的概念,建議按照iec標(biāo)準進行三級配合的保護:根據(jù)南京遠程施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)的情況,建議采用深圳著名品牌can品牌系列防雷產(chǎn)品。
供電系統(tǒng)雷電波侵入防護,這里采用三級防雷保護的方式。
(1)電源第一級保護
由于機房電力供給是由南京遠程施工現(xiàn)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)管理中心的建筑物變配電室引入,電源高壓端的防雷(一級保護)保護一般由電力供電部門實施。電源第一級保護的作用是防止直擊雷擊和較強的感應(yīng)雷擊,經(jīng)過這級的保護,使雷擊電流絕大部分瀉地。[nextpage]
如果電力部門沒有采取措施,可選用深圳cancan-tp100第一級電源防雷器,最大防雷擊能力100ka,8/20μs波形測試,響應(yīng)時間≤100ns,并聯(lián)安裝在總電源開關(guān)后端,具體數(shù)量待與電力專業(yè)協(xié)商后確認。
(2)電源第二級過壓保護
并聯(lián)安裝在機房配電柜或分配電柜空氣開關(guān)后端(ups前),共需要25只。其作用是為降低第一級避雷器所產(chǎn)生的殘壓和防止后端線路二次感應(yīng)上雷電流。第二級選用深圳cancan60-v/2第二級電源防雷器,防雷強度60ka,8/20μs波形測試,響應(yīng)時間≤25ns,殘壓降低到1.5kv以下。
(3)電源第三級保護
其作用是防止過壓及浪涌電壓,對重要精密設(shè)備的侵襲,如服務(wù)器、交換機、hub等,因此采取精細級保護??紤]到實用及維護方面,第三級防雷器選用深圳cancan-d6p-10第三級電源防雷器或國產(chǎn)防雷插座,最大防雷擊能力10ka,8/20μs波形測試,響應(yīng)時間≤1ns,殘壓降低到750v以下,接需保護設(shè)備前端。
4、監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護
監(jiān)控系統(tǒng)都是工作電壓較低的弱電設(shè)備,耐過壓能力低,傳輸信號易被干擾。如果網(wǎng)絡(luò)連接線路大都是未加屏蔽層的架空線路,易感應(yīng)上雷電流。因此,在與外線連接的線路接口處都應(yīng)加防雷保護器進行保護。在服務(wù)器等貴重設(shè)備的進線接口處也要加裝防雷器,防止系統(tǒng)工作受干擾和中斷。根據(jù)iec防雷要求,將信號線路的防雷保護分為粗級和精細級保護。為了安裝方便、減少接口、降低插入損耗。因此,在信號防雷器選擇上要選用性能參數(shù)好的產(chǎn)品。在整個監(jiān)控系統(tǒng)中,本系統(tǒng)對前端攝像機作三合一防雷保護,選用canjk-3/220/ii三合一防雷器(電源、控制線、視頻),防雷擊能力5ka,8/20μs波形測試,響應(yīng)時間≤1ns,數(shù)據(jù)傳輸速率為155mbit/s,帶寬165mhz。裝接于被保護設(shè)備前端。而硬盤錄像機作二合一防雷保護,即視頻和信號線路防雷,保護硬盤錄像機。選用canjk-2/220/ii二合一防雷器(控制線、視頻),防雷擊能力5ka,8/20μs波形測試,響應(yīng)時間≤1ns,數(shù)據(jù)傳輸速率為155mbit/s,帶寬165mhz。