4.1、防雷对象
本次设计为信号系统雷电防护。
4.2、雷击环境
XX市地处江苏省中部、长江下游的北岸,位于北亚热带湿润季风气候区内,兼受西风带和副热带以及热带天气系统的影响,气候特点是:季风显著,四季分明,气候温和,雨量充沛,日照充足。年雷暴日为31天左右,属于雷电多发地带,为多雷区(依据GB50343-2004定义)。
X厂位于xx市郊区。该厂为纺织厂,X厂为人员密集场所。
4.3、现状及存在的问题
建房完成后,电源部分存在安全隐患的问题,导致防雷系统不完备。
信号系统中计算机系统、监控系统、程控电话系统、消防系统、广播系统无信号防雷器防护。信号系统是楼内人员生活的枢纽,一旦遭受雷击,沿信号线路侵入的雷电流将直接对供电系统及设备进行破坏,严重影响整个小区的正常运行。
基于上述情况考虑,对中X厂进行信号系统雷电防护,以确保建筑物内部设备及人员免受雷电和电磁脉冲的侵袭侵袭,将可能击中建筑物和进入线路的雷电通过浪涌保护器等泄放入大地。
按照《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)第二章建筑物的防雷分类中第3.0.3条规定,泰兴市中纺助剂厂建筑物可判断为二类防雷建筑物。
4.4、雷电防护设计思路
依据国家相关标准,在供配电系统中变压器室使用的电涌保护器,使其达到国家相关防护要求;在供电支路全部安装电涌保护器从现场看来是不是很现实,但我们可以把需要重点保护设备的供电传输支路使用电涌保护装置。根据实地勘察并经仪器测量,接地系统符合规范要求,因此将电涌保护器接地线就近连接。
4.5、具体设计方案
信号线路雷电保护
对各种雷击事例分析,从供电线路入侵的雷电过电压占雷击事故的大部分,可直接损害计算机、电子设备及火灾报警等控制系统,而变压器、UPS等设施是不能消除雷电过电压的,因此按国际电工委员会IEC61312的原则,信息系统(计算机,通信和各类电子控制系统)的供电线路上应设置多级防雷保护措施(一般为三级、贵重设备为四级配置),从而将过电压降到设备能承受的水平。
针对以上要求和规定,xxxx厂的信号系统雷电过电压防护设计方案如下:
网络系统防雷设计:
网络主要由宽带、路由器,防火墙,服务器,Switch,Hub,终端等构成(主要针对单位用户而言),在电源系统已经做好防雷的情况下,我们分析各个环节,找出最可能引发雷击危害的地方,对其进行防护。
首先,宽带是连接到电信部门的,即引线从室外进入,因此最容易成为雷电途径;其次,线路过长,或者两栋楼之间连线组成的系统,次线也是引雷的主要途径。还有其他与电源线路同线槽布线的线路等。
当布线极其复杂,无法取得原始布线及改造后的网络拓扑图的时候,我们建议是对其进行全面的保护,即对设备每个有连线的端口,均设备SPD进行保护,这是最方便的设计方案,也是成本的一种方式,如下图所示,就为此方式设计的配置图,根据实际需要,我们可以进行一定量得增减。
网络系统防雷配置图
网络系统防雷配置表:
|
序号
|
位置
|
选择型号
|
说明
|
|
1
|
电源系统
|
三级
|
选型参考电源系统防雷配置
|
|
2
|
Modem前端
|
YK-RJ45/E100
YK-RJ45/E1000
|
根据宽带的类型,分别选用ADSL,DDN,ISDN防雷器,10KA(8/20us),传输速率150Mbps
|
|
3
|
服务器网卡
|
YK-RJ11
|
单口网络防雷器,保护服务器端口,10KA(8/20us)
|
|
4
|
Switch前端
|
YK-RJ45/E100-8
YK-RJ45/E100-16
YK-RJ45/E100-24
|
根据Switch端口的数量,分别选用8、16、24口机架式网络防雷器,保护交换机的信息端口,10KA(8/20us)。
|
|
5
|
Hub前端
|
YK-RJ11
|
保护Hub,10KA(8/20us),传输速率150Mbps
|
|
6
|
终端前(PC)
|
YK-RJ11
|
保护终端信息端口,10KA(8/20us),传输速率150Mbps
|
程控电话系统防雷设计:
程控电话,也是由远端电信传输进入室内的,相对于其他系统而言,是最简单的一个系统。因为终端是廉价的电话机,不需要去考虑防护;我们只需要对程控交换机进行防护即可。我们只需要知道具体外线及内线的数量,配置相应的防雷器即可,如下图所示:
程控电话系统防雷配置图
由于各个电话系统的细微差异,以上仅供参考。部分交换机系统供电电压为24VDC的,因此我们在设计的时候,必须考虑到这个情况。
程控电话系统防雷配置表:
|
序号
|
位置
|
选择型号
|
说明
|
|
1
|
电源系统
|
三级
|
选型参考电源系统防雷配置
|
|
2
|
电源柜
|
YK3-D20
|
末级防护,10KA(8/20us),直流
|
|
3
|
电话外线前端
|
YK-RJ11-TELE/2S
YK-RJ11-TELE/4S
|
后面的数字,表示保护的芯数,根据实际需要选择不同的型号,其中浪涌为导轨式安装。10KA(8/20us)
|
|
4
|
电话内线前端
|
YK-RJ11-TELE/2S
YK-RJ11-TELE/4S
|
后面的数字,表示保护的芯数,根据实际需要选择不同的型号,其中浪涌为导轨式安装。10KA(8/20us)
|
说明,当内线全部在室内,并且线路不长的时候,可以不安装SPD。
监控系统防雷设计:
监控系统,主要由摄像机,视频分割器,硬盘刻录机,解码器,控制台等组成。只有摄像机(含解码器),是有可能在室外的部分,其它均安装在监控机房内。因此相对摄像机而言,监控机房设备遭遇雷击的风险更小;但因为在布线过程中,不合理的布线,以及传输线路过长,对感应雷的危害相对较大。而机房的设备相对又是核心设备,比较贵重,一旦机房设备损坏,整个监控系统都会崩溃,因此对于监控系统,我们首先要考虑保护的设备,是位于机房的设备,而前端的摄像机,根据实际需要进行防护,一般室外的,都建议保护,而室内的,则视具体情况而定,参考的配置图如下所示:
监控系统防雷配置表(一):
|
序号
|
位置
|
选择型号
|
说明
|
|
1
|
电源系统
|
三级
|
选型参考电源系统防雷配置
|
|
2
|
电源柜
|
YK3-D20
|
末级防护,10KA(8/20us),交换/直流
|
|
3
|
摄像机电源端
|
YK-BDC24
|
末级防护,10KA(8/20us)
|
|
4
|
摄像机视频端
|
YK-CCTV
|
单口视频信号防雷,10KA(8/20us)
|
|
5
|
摄像机控制线端
|
YK-SR-E24/2S
|
控制信号防雷,10KA(8/20us)
|
|
6
|
485总线端
|
YK-SR-E24/2S
|
控制信号防雷,10KA(8/20us)
|
|
7
|
视频分割器前端
|
YK-CCTV16
|
16路视频信号防雷器,10KA(8/20us)
|
监控系统防雷配置表(二)
|
序号
|
位置
|
选择型号
|
说明
|
|
1
|
电源系统
|
三级
|
选型参考电源系统防雷配置
|
|
2
|
电源柜
|
YK3-D20
|
末级防护,10KA(8/20us),交换/直流
|
|
3
|
摄像机前端
|
YK-CCTV-3/220
|
220V三合一(电源/视频/控制)防雷器
|
|
|
|
YK-CCTV-3/24
|
24V三合一(电源/视频/控制)防雷器
|
|
|
|
YK-CCTV-2/220
|
220V二合一(电源/视频)防雷器
|
|
|
|
YK-CCTV-2/24
|
24V二合一(电源/视频)防雷器
|
|
4
|
485总线端
|
YK-SR-E24/2S
|
控制信号防雷,10KA(8/20us)
|
|
5
|
视频分割器前端
|
YK-CCTV16
|
16路视频信号防雷器,10KA(8/20us)
|
说明:
配置一保护前端摄像机时采用电源/视频、控制线路分别保护的方式,配置二级保护摄像机的时候,采用了电源/视频/控制三合一、二合一防雷器。
消防系统防雷设计:
消防广播系统,作为目前最重要的系统之一,它的运行好坏,直接影响到人民生命财产安全,因此我们有义务加强其防雷设施的设计安装,以保证在雷雨季节的时候,使其能够安全,正常地运转。
消防广播系统的组成,主要包括了火灾报警、联动控制、火警电话、火警广播等几方面的内容。其是一个完整的系统,缺一就无法起到消防减灾的功能。正因为消防系统的重要性,因此我们采取了对其全面保护的设计方案,如下图所示:
消防系统配置表:
|
序号
|
位置
|
选择型号
|
说明
|
|
1
|
电源系统
|
三级
|
选型参考电源系统防雷配置
|
|
2
|
电源柜
|
YK-BDC24
|
末级防护,10KA(8/20us),直流
|
|
3
|
火灾报警信号线
|
YK-SR-E24/2S
|
信号防雷,10KA(8/20us)
|
|
4
|
联动控制线
|
YK-SR-E24/2S
|
信号防雷,10KA(8/20us)
|
|
5
|
485总线端
|
YK-SR-E24/2S
|
控制信号防雷,10KA(8/20us)
|
|
6
|
火警电话
|
YK-SR-E110/2S
|
单路电话信号防雷,10KA(8/20us)
|
|
7
|
广播信号线
|
YK-SR-E140/2S
|
单路广播线路防雷,10KA(8/20us)
|
广播系统防雷设计:
广播系统作为一个独立的系统,实际上与消防系统相差不大。其功能可以看作是消防里面广播系统的升级。我们特别要注意的一点是,其线路的工作电压,与其他系统有一定的区别。在老式的广播系统当中,基本上使用的是120V,或是200V工作电压传输信号。因此在选择SPD产品的时候,一定要注意两路的工作电压要匹配。
广播系统的主要组成,包括如下几部分:电源系统,主机,功放,前端喇叭,其拓扑结构图比较简单。防雷造型图如下所示:
广播系统防雷配置表:
|
序号
|
位置
|
选择型号
|
说明
|
|
1
|
电源系统
|
三级
|
选型参考电源系统防雷配置
|
|
2
|
电源柜
|
YK-BDC24
|
末级防护,10KA(8/20us),直流
|
|
3
|
火灾报警信号线
|
YK-SR-E140/2S
|
信号防雷,10KA(8/20us)
|
总之,本防雷设计方案,应本着“科学先进、安全至上、经济合理、信誉”的原则,根据经费投入情况,按系统和设备重要性、发生雷击风险的严重程度,综合考虑防雷设施实施的先后,避免或减轻雷击损失。