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視頻監(jiān)控系統(tǒng)防雷保護解決方案(圖)

作者: 時間:2012-05-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
一個能量為200KA的直擊雷,由整個系統(tǒng)的電源、管線、地網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)線來分擔。以一棟建筑的防雷來講,電源部分承擔其中近45%(100KA),以三相四線為例,每線承擔大約有25KA(10/350us)的雷電流。通信站基本無管道系統(tǒng),不計。地網(wǎng)和通信線路承擔剩余55%的雷電流。由此可見,電源系統(tǒng)對直擊雷的防護非常關(guān)鍵。
  
  由此可見,直擊雷的內(nèi)部防護措施應(yīng)選用10/350us沖擊雷電流的開關(guān)型SPD產(chǎn)品。另外,對于個別架空線引入的傳導(dǎo)雷,也應(yīng)采用上述一級防護措施。

 ?。?)應(yīng)雷的防護

  前面已提到感應(yīng)雷是因為直擊雷放電而感應(yīng)到附近的金屬導(dǎo)體中的,其實感應(yīng)雷可通過兩種不同的感應(yīng)方式侵入導(dǎo)體,一是靜電感應(yīng):在雷云中的電荷積聚時,附近的導(dǎo)體也會感應(yīng)上相反的電荷,當雷擊放電時,雷云中的電荷迅速釋放,而導(dǎo)體中原來被雷云電場束縛住的靜電也會沿導(dǎo)體流動尋找釋放通道,就在電路中形成電脈沖。二是電磁感應(yīng):在雷云放電時,迅速變化的雷電流在其周圍產(chǎn)生強大的瞬變電磁場,在其附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生很高的感生電動勢。研究表明:靜電感應(yīng)方式引起的浪涌數(shù)倍于電磁感應(yīng)引起的浪涌。

  感應(yīng)雷可以通過電力電纜、視頻線、網(wǎng)絡(luò)線和天饋線等侵入,由于電力電纜的距離長且對雷電波的傳輸損耗小,所以由電源侵入的感應(yīng)雷造成的危害十分突出,按原郵電部的統(tǒng)計約占了雷擊事故的80%。因此,對建筑物內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)備進行感應(yīng)雷防護時,電源是重點。

  感應(yīng)雷還可以通過空間感應(yīng)侵入通信站的內(nèi)部線路,雖然經(jīng)過建筑物和機殼的屏蔽衰減后其能量大為減小,但站內(nèi)許多電信設(shè)備的抗過壓能力也很弱,如果處理不當也可能造成設(shè)備故障。

 ?。?)接地匯集線的布置

  接地匯集線(匯流排)應(yīng)布置在靠近避雷器的地方,以使避雷器的接地連接線最短,各樓層的分匯集線應(yīng)直接與樓底的總匯集線相連,這樣能保證實現(xiàn)單點接地方式,當樓層高于30米時,高于30米部分的分匯集線應(yīng)與建筑物均壓環(huán)相連,以防止側(cè)擊。

  近年來IEC的研究認為:接地匯集線的多重互連是有益的,但部標尚未采納。

 ?。?)等電位連接

  各種系統(tǒng)的防雷要求種類很多,但其防雷思想是一致的,就是努力實現(xiàn)等電位。絕對的等電位只是一個理想,實際中只能盡量逼近,目前是綜合采用分流、屏蔽、箝位、接地等方法來近似實現(xiàn)等電位。(見圖1)


 ?。?)電源避雷器的選擇和應(yīng)用原則

  * 考慮到電源負荷電流容量較大,為了安全起見及使用和維護方便,數(shù)據(jù)通信電源系統(tǒng)的多級防雷,原則上均選用并聯(lián)型電源避雷器。
  * 電源避雷器的保護模式有共模和差模兩方式。共模保護指相線-地線(L-PE)、零線-地線(N-PE)間的保護;差模保護指相線-零線(L-N)、相線-相線(L-L)間的保護。對于低壓側(cè)第二、三、四級保護,除選擇共模的保護方式外,還應(yīng)盡量選擇包括差模在內(nèi)的保護。
  * 殘壓特性是電源避雷器的最重要特性,殘壓越低,保護效果就越好。但考慮到我國電網(wǎng)電壓普遍不穩(wěn)定、波動范圍大的實際情況,在盡量選擇殘壓較低的電源避雷器的同時。還必須考慮避雷器有足夠高的最大連續(xù)工作電壓。如果最大連續(xù)工作電壓偏低,則易造成避雷器自毀。
  * 電源系統(tǒng)低壓側(cè)有一、二、三級不同的保護級別,應(yīng)根據(jù)保護級別的不同,選作合適標稱放電電流(額定通流容量)和電壓保護水平的電源避雷器,并保證避雷器有足夠的耐雷電沖擊能力。原則上,每一級的交流電源之間連接導(dǎo)線超過25m以上,都應(yīng)做該級相應(yīng)的保護。
  * 電源低壓側(cè)保護用的電源避雷器,應(yīng)該選擇有失效警告指示、并能提供遙測端口功能的電源避雷器,以方便監(jiān)控、管理和日后維護。
  * 電源避雷器必須具有阻燃功能,在失效、或自毀時不能起火。
  * 電源避雷器必須具有失效分離裝置,在失效時,能自動與電源系統(tǒng)斷開,而不影響通信電源系統(tǒng)的正常供電。
  * 電源避雷器的連接端子,必須至少能適應(yīng)25mm2的導(dǎo)線連接。安避避雷器時的引線應(yīng)采用截面積不小于25mm2的多股銅導(dǎo)線,建議使用 25mm2的多股銅導(dǎo)線,并盡可能短(引線長度不宜超過1.0m)。當引線長度超過1.0m時,應(yīng)加大引線的截面積;引線應(yīng)緊湊并排或綁扎布放。
  * 電源避雷器的接地:接地線應(yīng)使用不小于25~35mm2的多股銅導(dǎo)線,并盡可能就近與交流保護地匯流排、或總匯流排、接地網(wǎng)直接可靠連接。
  * 另外根據(jù)GB50057-94 關(guān)于雷擊概率計算中環(huán)境參數(shù)的選擇(見附件2),根據(jù)YD/T5098-2001條文說明中2.0.4款10/350 和 8/20 us波能量換算的公式:
               Q(10/350us)≌20Q(8/20us)
  

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