摘要：翁源縣是雷災事故高發區，若防雷保護的設計考慮不足或不完善，就會致使不少電氣、電子設備等遭到雷電損壞，造成經濟損失。本文是通過工程論文發表網在《現代商貿工業》投稿而發表的，文章通過對鵬輝工業園雷擊事故案例以及監控系統防雷工程中存在的若干問題進行分析，介紹工業園監控系統如何進行綜合性防雷保護的設計。
關鍵詞：接地電阻;直擊雷防護裝置;感應雷防護裝置;等電位連接;屏蔽
1、 引言
在鵬輝工業園機電設計施工中低壓電源系統的防雷問題一直不被重視，接地的要求也不統一，弱電系統的接地處理更為簡單。工業園建筑系統具有線長、面廣等特點，既有強電設備，又有大量的監控、通信、傳感等弱電設備，考慮到眾多廠房的安全，大門、廠房、辦公樓、宿舍以及外圍墻安裝有大批監控設備，這些都是遭雷擊或雷電感應的薄弱點。
2、監控設施防雷的必要性及應注意的問題
2.1雷電流侵入防護原理。雷害途徑有很多種，有直擊雷、感應雷，它包括供電線路感應雷電流或雷電流通過線路侵入。按照防雷保護區的劃分，監控中心設備處于LPZ3區，沒有直擊雷的威脅，并且脈沖電流殘壓較小，使用一般的措施就可以達到防雷保護的作用。但監控外場設備，布設于道路、圍墻沿線，并且周圍沒有高大建筑，環境空曠，設備暴露于惡劣的自然環境之中，處于LPZ0A/0B或LPZ1區，其中攝像槍還有被直擊雷打到的危險，使用一般的措施達不到防雷保護的目的。此時就需要采取功能更加齊全的措施來保護外場設備，避免出現設備被雷電損壞的現象。
2.2接地系統的必要性。接地系統是防雷保護的基礎，沒有良好的接地系統，采用再好的感應感應雷防護裝置也無法將雷電流泄掉。外場監控設備受到直擊雷害的威脅，需要設置避雷針等直接接閃設備，雷電流通過引下線泄入大地中，并且外場監控設備由于有防護罩或機箱的屏蔽，基本處于LPZ1防雷區內，此區域內監控設備雖然被雷電直接擊中的幾率較小，但仍然無法避免反擊雷、感應雷對其的破壞作用，需要使用等級較高、可以泄放直擊雷的電涌保護器及良好的接地系統。
2.3注意對線路的防雷保護。2.3.1.為了防止雷電在線路上感應出過電壓電磁脈沖，需要對電力及通信線路采取屏蔽保護措施，采用帶屏蔽層的電纜，并在線路兩段做屏蔽接地處理。2.3.2.在電纜進出建筑物時，應在分界處采取屏蔽層接地等措施。2.3.3.為了防止雷電流通過通信線路侵入設備，需要在關鍵設備通信端口前加信號浪涌保護器。
2.4多級防護理論。工業園的監控系統的結構復雜，單一的防雷不能很好地對設備進行保護，多級防雷的措施已被普遍采用。根據電磁脈沖的防護標準，監控設備的多級防雷保護一般分四級防護：A區：直擊雷作用區，此處雷電磁場最強，破壞最大。B區：感應雷區，處于避雷系統保護內，但未經空間電磁屏蔽，處于此空間的可導電體均可感應較強雷電流。C區：建筑物屏蔽區：本區內物體不可能遭受直擊雷，流經各導體的雷電流也減少，但對敏感器件仍有破壞作用。D區：處于屏蔽機房內，本身采用屏蔽措施，安裝相應過電壓保護器，減少了空間電磁干擾。
3、鵬輝工業園防雷工程建設過程中存在的問題
通過對鵬輝工業園現狀的調查了解可以看出，它的防雷工程中還存在著以下一些問題：
3.1防雷接地系統尚未形成一個完整的等電位連接。
3.2道路監控攝像槍的防雷接地引至高桿燈防雷接地，外圍墻的防雷接地電阻經檢測，電阻無法達到4Ω以下電阻，防雷效果差。
3.3工業園建筑物外部防雷措施已相對完善，但圍墻上安裝的視頻監控設備及路燈未在保護范圍之內，大部分信號、電源布線不合理，沒有屏蔽接地措施。考勤系統沒有專門防雷措施。
4、鵬輝工業園監控系統應采取的防雷保護措施
詳細分析鵬輝工業園防雷現狀及事故現場，為防止雷擊造成監控設備損壞的事故再次發生，依據GB50057-2010及GB50343-2004等規范要求，可做出以下整改方案。
4.1直擊雷防護措施。在外場(道路、圍墻等)攝像槍附近安裝60cm的φ12mm鍍鋅圓鋼作為避雷短針，避雷針的引下線最好利用高的φ12mm鍍鋅圓鋼做為泄流線，也可以單獨用25mm2以上的銅絞線穿鍍鋅鋼管屏蔽，并做絕緣處理。同時，沿路邊和圍墻兩側增設人工閉合接地網，使接地電阻降低至10Ω以下。
4.2感應雷防護措施。電涌保護器應設置在任何兩個防雷區的交界處，特別是戶內與戶外的交界處。電涌保護器還應在不同位置采用不同保護等級的設備。為了提供最佳的選擇，實際選用電涌保護器時采用分級配置。第一級保護應能承受絕大部分雷電流，下一級配置泄放殘余雷電流，限制設備斷的殘電壓，同時與上一級保護配合使用。4.2.1電源系統的感應雷防護措施。為防止雷電流從通信線路侵入監控設備中，對監控設備端口及傳輸數據造成影響，需要在通信線路端口出線端加裝信號浪涌保護器。在監控機房的機柜設備電源線入線處，采用RJ45接口的視頻信號SPD;在攝像槍信號線加裝BNC接口的視頻信號SPD，各端口SPD嚴格要求良好接地，充分利用就近建筑物電氣設備接地或建筑物基礎鋼筋作為接地裝置，接地電阻必須達到4Ω以下。4.2.2架空線路的改造措施。架空線路的整改可采取以下措施：(1)所有的架空線纜均改成穿鋼管埋地敷設，金屬管道與綜合接地系統要有良好的連接。(2)強電導線和信號傳輸電纜不共用同一個金屬管道。(3)監控機房總接地線纜穿金屬管沿墻體敷設，并在地中與大樓綜合接地體良好連接。4.2.3視頻信號線路感應雷防護措施。對監控設備信號線路進行感應雷防護裝置的安裝時，應采取以下幾種具體的做法：(1)在每臺攝像機的監控主機外線入口處安裝兩個視頻避雷器，并用銅導線與防雷接地網相連接。(2)在每臺攝像機控制線處安裝SPD，SPD就近接機殼或接地。(3)視頻信號控制線進入監控機房后，在每個視頻、控制線輸入端口處，安裝相應型號的SPD，SPD就近接機殼或接地。(4)將信號線套入金屬線槽(管)，金屬線槽(管)兩端接地。
4.3鵬輝工業園監控設備的幾種常用防雷手段。機電設備通常采用的防雷手段，主要有分流、接地、屏蔽、等電位連接和過電壓保護等五種方法，下面簡要介紹這幾種防雷方法：(1)分流：利用避雷針、網、帶等將雷電流沿引下線接入大地。(2)屏蔽：通信電纜、電力電纜線等均采用屏蔽線或空金屬管屏蔽，機房中采用金屬材料進行屏蔽。(3)等電位連接：將監控機房中所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設備外殼進行電氣連接。(4)接地：接地根據其作用和要求，分為防雷接地(避雷針、避雷帶、避雷網的接地)、交流工作接地(電源零線)、安全保護接地(機殼接地、防靜電接地)、直流工作接地四大類。
4.4對鵬輝工業園防雷的幾點建議。在鵬輝工業園的建設過程中，建筑施工本身可能引起施工地點周圍的土壤電阻率升高，從而加大接地裝置的接地電阻，為了解決因土壤電阻率高而影響接地質量的問題，可以采取以下幾點措施：4.4.1盡可能降低接地電阻，或者加設人工地網。用多支線外引接地裝置，外引長度不應大于有效長度，有效長度應符合規范要求。4.4.2接地體埋于較深的低電阻率土壤中。4.4.3采用降阻劑或換土。4.4.4引入機房的電力線與視頻信號控制線應用屏蔽電纜或穿鐵管、金屬線槽等，敷設15米以上的線路必需埋深0.6米以上引入機房，屏蔽層或鐵管各段兩端應做良好接地。4.4.5低壓配電、直流系統的機柜應與相應的接地裝置做等電位連接。
5、結束語
監控系統等微電子設備的綜合防雷是一項非常復雜的工程，實際工程設計和施工過程中，在防雷結構方案的優化，技術參數的確定，防雷產品的選型，施工材料的選取，施工工藝考究，防雷器安裝技巧等方面都值得我們深入的研究和探討，同時還應當因地制宜，結合實際情況，細致周密的設計相應的防雷方案，力爭取得防雷工程投資少、防護全面、配置合理、性能優良、維護方便，使整個工業園各項系統運行穩定可靠。
參考文獻
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[5]《國際防雷技術標準規范匯編》(IEC62305)
[6] 施廣全。《信息系統的雷電防護》南京信息工程大學雷電防護教研室
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