监控系统防雷方案(雷科星).doc

监控系统防雷方案长沙市雷立行电子科技有限公司一．前言雷电灾害给人类带来过许多惨痛的教训，直到今天还在继续。现代科学技术的突飞猛进，自动化办公水平日益提高，给人们的工作、生活带来了全新感受。雷电这个早已被我们所“克服”的困难，却像突然被注入了新的活力般，给人类带来的灾害却是有过之而无不及，让我们在感受科技的同时也品尝了许多突然而至的无奈和烦恼。因雷电尤其是感应雷导致的系统瘫痪以及设备损坏比比皆是，造成不计其数的人力和物力损失，其间接损失及政治影响更是无法估量，雷电灾害已成为社会各界关注的焦点。由此可见，避雷针对这些电子设备的保护已显得力不从心，这是由于通信及电子机房的精密设备内部结构的高度集成化，从而造成设备耐过电压、耐过电流的水平下降，对雷电（包括感应雷及操作过电压）浪涌的承受能力下降。每年各种通信系统或网络因浪涌电压而受破坏的事例已屡见不鲜，轻者使终端计算机和通信接口设备损坏、通信中断、各种信息无法传递；重者使网络瘫痪，工作无法进行。二．现代防雷理论与技术只有掌握了解了雷电的危害方式，才能更好的对雷击危害进行防护。如下图所示：雷电的危害途径包括直击、感应(LEMP雷电磁脉冲辐射)、传导（雷电波的侵入和反击）几个方式。我们分别介绍如下：直击雷：雷电直接击中建筑物，雷电的不到50%的能量将会从引下线等外部避雷设施泄放到大地，其中接近40%的能量将通过建筑物的供电系统分流，其中5%左右的能量通过建筑物的通信网络线缆分流，其余的雷击能量通建筑物的其他金属管道、缆线分流。这里的能量分配比例会随着建筑物内的布线状况和管线结构而变化。对直击雷进行防护的防雷器，按国际相关防雷标准，一级电源防护产品在波形为10/350us测试标准下，最大通流量应达到12KA/线。传导雷（雷电波侵入）：在更大的范围内（几公里甚至几十公里），雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。其中地电位反击也是传导雷中的一种：雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面，导致地电压升高，并在周围形成巨大的跨步电压。雷电可能通过接地系统或建筑物间的线路，入侵雷电延建筑物内部设备形成地电位反击。感应雷（雷电波感应）：在周围1000公尺左右范围内（有资料为500公尺或1500公尺，距离应随着雷击大小和屏蔽措施而变化）。发生雷击时，LEMP在上述有效范围内，在所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。因此分布于建筑物内外的各种电力、信息线路将会感应雷电而对设备造成危害。现代防雷技术强调全面保护、综合治理、层层设防的原则，把防雷当作一个系统工程来实施。这是由于雷电的侵入是多方面的，在整个空间范围内，通过电磁场的感应和耦合，形成过电压，侵袭微电子设备。国内外防雷科技工作者经过多年实践和理论研究，认为雷电（包括感应雷及操作过电压）侵入机房及计算机及通信网络系统的途径主要有三个方面：电源线引入、信号传输通道引入、地电位反击等。因此，为了确保机房设备及网络系统稳定可靠地运行，以及机房工作人员有安全的工作环境，在机房防雷系统工程中，除了需有良好的避雷针、避雷带等外部防雷设施外，还必须在电源系统、信号系统进行可靠、有效的防护工作,即内部防雷保护,并具备可靠的接地装置，方能确保设备及人员安全。外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的破坏，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。为减小抑制传导来的线路过电压和过电流，应使用电子浪涌保护器进行分级保护，在正常工作状态下，保护器不会影响线路的传输特性，当有雷电电磁脉冲进入线路时，浪涌保护器将以毫微秒的响应速度对地暂态短路，短路时间取决于浪涌电压持续时间，将雷电能量对大地泄放，从而将雷电过电压降低到设备能承受的水平，采用一级防护很难满足要求，必须用多级保护的概念，级间相互配合，充分发挥各级保护器的特点，实现整体性能，从而使最后一级浪涌保护器的电压保护水平达到需要保护的设备的耐压水平。针对监控系统需保护设备，从可能引雷的两个方面：外部防雷、内部防雷，根据每一类设备的特性、需要防护的等级，选用性价比高的防雷产品，对直击雷和感应雷以及线路操作过电压进行全面防护，是本设计方案的根本目的。根据《电力设备过电压保护设计技术规程》中的规定，将年平均雷暴日超过40天的地区称为多雷区，而超过90天作为强雷区，多、强雷区的企事业单位应予以重点的防护。由于监控系统的电源线路、信号传输线路较长，并且都在室外、沿途空旷，地形复杂，因此也是最容易遭受直击雷和感应雷的系统，所以该系统的雷电防护非常重要，必须进行雷电灾害的综合治理