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   技術分析
 

銀行網點安防監控系統雷電防護技術探討

  本文分析了雷電對銀行網點安防監控系統的危害,提出了銀行網點安防監控系統的雷電防護措施。

  一、引言

  近年來,隨著我國城鎮化速度不斷加快,銀行新增網點及對原有網點改造需求激增。各大銀行在銀行網點安防監控系統建設方面進行了大量的投入,其中安防監控系統防雷裝置檢測是銀行網點必做的工作。筆者結合銀行網點安防監控系統防雷裝置檢測過程中發現的問題,主要分析了安防監控系統的雷擊成因,提出了安防監控系統雷電防護措施。

  二、安防監控系統的構成及雷擊成因和存在問題

  1.安防監控系統的基本構成

  安防監控系統一般由前端設備、傳輸設備、終端設備(包括控制設備、顯示記錄設備以及電源控制臺等設備)三個主要部分組成。前端部分包括攝像機以及鏡頭、云臺、防護罩等;傳輸部分包括電纜或光纜,以及可能的有線/無線信號調制解調設備等;終端部分控制設備主要包括視頻切換器、鏡頭控制器、各類控制通信接口、電源控制臺、監視器柜等;終端部分顯示記錄設備主要包括監視器、多畫面分割器等。

  2.安防監控系統雷擊成因

  直擊雷:雷電直接擊在露天的攝像機上造成設備損壞;雷電直接擊在架空線纜(電源線和信號傳輸線)上造成線纜熔斷。雷電波侵入:是指安防監控系統的電源線、信號傳輸線或進入監控室的金屬管線遭到雷擊或被雷電感應時,雷電波沿這些線路和金屬管線等侵入設備,造成電位差而使設備損壞。

  雷電電磁脈沖:(1)雷電感應:是指當雷擊避雷針(避雷帶)時,在引下線周圍會產生很強的瞬變電磁場,處在電磁場中的監控設備和傳輸線路會感應出較大的電動勢,這現象叫電磁感應。(2)靜電感應:當有帶電的雷云出現時,在雷云下面的建筑物和傳輸線路上都會感應出與雷云相反的電荷,這種感應電荷在低壓架空線路上可達100kV,信號線路上可達40~60kV,這種現象叫靜電感應。電磁感應和靜電感應統稱為雷電感應。雷電感應對設備的危害雖然沒有直擊雷嚴重,但是它要比直擊雷發生的概率更大,造成的損失范圍更廣。地電位反擊:直擊雷防護裝置(如避雷針)在引導強大的雷電流流入大地時,在它的引下線、接地體以及與它們相連接的金屬導體上產生非常高的瞬時電壓,會對附近(一般指20m以內)沒有進行等電位連接的金屬物體、設備、線路、人體之間產生巨大的電位差,這個電位差引起的電擊就是地電位反擊。這種反擊不僅足以損壞用電器和設備,也可能造成人身傷害或火災爆炸事故。

  目前,銀行網點安防監控系統防雷裝置主要存在以下幾個方面的問題:(1)雷電波侵入防護措施未設置或者只簡單安裝一級SPD進行防護;(2)雷電電磁脈沖防護措施不到位,機房位置以及機房電磁屏蔽措施不符合相關規范要求:(3)對于地電位反擊、一是布線時各線路與防雷接地引下線之間的安全距離不夠;二是靠近防雷裝置的金屬管線未與防雷裝置就近做等電位連接并兩端接地。由于以上問題,使得銀行網點監控設備常常遭受雷擊而損壞,大大降低了安全防范系統的應用效能。

  三、安防監控系統的雷電防護措施

  目前,銀行網點所在建筑物的直擊雷防護裝置和電氣系統PE保護接地已取得當地氣象主管部門的驗收合格證。安防監控系統作為建筑物內的嵌入系統,其防雷保護主要從防雷電電磁脈沖和防雷電被侵入方面進行考慮,而對于安裝在室外的攝像機等前端設備,同時還應采取直擊雷防護措施。

  1.前端設備的防雷措施

  前端設備有室外和室內安裝兩種惰況:室內的設備一般不會遭受直接雷擊,但需考慮防止雷電波侵入對設備的損害;室外的設備當其不在直擊雷防護裝置安全保護范圍之內時必須采取直擊雷防護措施。為防止雷電波沿線路侵入前端設備,應在設備前的每條線路上加裝運配的啟涌保護器,信號浪涌保護器必須能快速響應,傳輸速率等參數要匹配。室外的設備應有良好的接地,接她母線應采用截面積不小于25mm2銅質線,并應有接地標記,其接地電阻當共用接地時接接入設備中的***小值確定,單獨接地時不得大于4歐米伽。

  2.傳輸設備的防雷措施

  傳輸設備主要是傳輸信號線和電源線。為避免首尾端設備損壞,架空線傳輸時應在每一電桿上做接地處理,架空線纜的吊線和架空線纜線路中的金屬管道均應接地。中間放大器輸入端的信號源和電源均應分別接入適配的浪涌保護器。傳輸線采用帶屏蔽層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設,保持鋼管的電氣連通且鋼管兩端均必須接地。如果電纜全程穿金屬管有困難時,可在電纜進入終端和前端設備前穿金屬管埋地引入,埋地長度不得小于15米,在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管就近與防雷接地裝置做等電位連接。

  3.終端設備的防雷措施

  終端設備都是安放在監控室內,監控室的防雷應從直擊雷防護、雷電電磁脈沖防護、建筑物或監控室屏蔽、等電位連接和浪涌防護等多個方面進行。監控室所在建筑物直擊雷防護措施應符合GB50057中的規定,監控室位置應選在建筑物底層中心部位的LPZ1區一LPZ2區,且遠離外墻防雷引下線,機房內要采取屏蔽措施。進入監控室的各種金屬管線應接到防雷接地裝置上,架空電纜線直接引入時,在入戶處應加裝適配的浪涌保護器,并將線纜金屬外護層及自承鋼索接到接地裝置上。監控室內應設置一等電位連接母線與建筑物防雷接地、PE線保護接地、設備保護接地、防靜電接地等共用接地,以防地電位反擊損壞設備。安裝的各種浪涌保護器,其接地線應以***直和最短的路徑與等電位連接母線作等電位連接,其浪涌保護器連接導線材型規格應符合表1,連接線長度不宜大于0.5m。

  銀行網點的安防監控系統是以建筑物為載體的,做好建筑物偽雷電防護是安防監控系統雷電防護的前提。安防監控系統一般是在二次裝修過程中設置的,因此其防雷重點應主要從防雷電電磁脈沖輻射和防雷電被侵入方面進行防護,對設置在室外的前端設備,同時應對其采取直擊雷防護措施。總之,在安防監控系統防雷裝置設計與施工前,要充分考慮監控系統所處的地理、環境及被保護物的特點等,詳細研究并確定防雷裝置的形式及其布置,方能獲得良好的防雷效果。

 
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