你了解監(jiān)控杆防雷係(xì)統設(shè)計(jì)嗎？
目前安防行業流傳(chuán)最多的“專業防(fáng)雷廠家(jiā)”設計是這樣(yàng)描(miáo)述的(dí)：“前端設(shè)備，如(rú)攝(shè)像(xiàng)頭(tóu)應(yīng)置於(yú)接閃器（避雷(léi)針或(huò)其(qí)它接閃(shǎn)導體(tǐ)）有(yǒu)效(xiào)保(bǎo)護(hù)範(fàn)圍(wéi)之內。從防(fáng)直擊雷(léi)的立杆避(bì)雷針，到防感應雷的(dí)“接(jiē)地泄放雷(léi)電流(liú)”，但是(shì)這(zhè)樣的操作對安防工程的安全構成了重大威(wēi)脅(xié)，等於(yú)安(ān)裝(zhuāng)了“定時炸彈”。那(nà)麼(mó)我們(mén)該如(rú)何建(jiàn)立(lì)一(yī)套完(wán)善的(dí)監控(kòng)電綫杆(gān)防雷(léi)係統呢？
一，監控(kòng)杆(gān)防(fáng)雷係(xì)統
1.監控杆(gān)防雷係統(tǒng)
(1)前(qián)端(duān)部分:主要由(yóu)攝像頭，鏡頭(tóu)，雲台(tái)，防護(hù)罩，支(zhī)架，解碼(mǎ)器(qì)等(děng)組成(chéng)。
(2)傳輸(shū)部分:利用電(diàn)纜(lǎn)，電(diàn)綫通過架空(kōng)，地下(xià)或沿牆敷設的(dí)方式(shì)傳(chuán)輸(shū)視頻(pín)，音(yīn)頻或控(kòng)製信(xìn)號；
(3)終端(duān)部分(fēn):主要(yào)由畫(huà)麵分割器(qì)，監視器(qì)，控製(zhì)裝(zhuāng)置，視頻存(cún)儲(chǔ)裝置等組成。
2.視頻監(jiān)控(kòng)遭雷擊損(sǔn)壞的主(zhǔ)要原因(yīn)
(1)直(zhí)接(jiē)雷(léi)擊(jī):雷電直(zhí)接擊中(zhōng)室外攝像(xiàng)機(jī)，造(zào)成(chéng)設備損(sǔn)壞(huài)或雷(léi)電(diàn)直接(jiē)擊中架空(kōng)電纜(lǎn)，造成(chéng)電纜(lǎn)損壞。這(zhè)次雷擊造成的(dí)破壞(huài)最(zuì)為嚴重，但發生概率相對較(jiào)小。
(2)感應雷:又(yòu)稱二次閃(shǎn)電，它分為電磁感應和靜(jìng)電感(gǎn)應(yīng)。當附近(jìn)地(dì)區發(fā)生雷(léi)擊時，雷擊通道(dào)周(zhōu)圍會(huì)產(chǎn)生(shēng)強大的瞬(shùn)態電(diàn)磁場。電(diàn)磁(cí)場(cháng)中的監(jiān)測(cè)設備和輸電綫路會(huì)感應(yīng)出較(jiào)大的(dí)電動勢，稱(chēng)為(wéi)電磁感應。當帶(dài)電的雷(léi)雲出現時，雷雲(yún)下(xià)的建築物和(hé)輸電綫路(lù)會感應出(chū)與雷雲(yún)相反的電(diàn)荷(hé)。這種現象叫做靜(jìng)電感應。感(gǎn)應(yīng)雷造成的設備損(sǔn)壞(huài)沒有直擊雷大(dà)，但發(fā)生概率(shuài)相對較高，占現代雷(léi)電事故的80%以上。
(3)雷(léi)電波及(jí):當進入(rù)監控(kòng)係統(tǒng)監(jiān)控室(shì)的電源(yuán)綫，信號(hào)傳(chuán)輸(shū)綫或(huò)其(qí)他金(jīn)屬(shǔ)電纜(lǎn)被雷(léi)電(diàn)擊(jī)中(zhōng)或被雷(léi)電(diàn)感(gǎn)應時，雷(léi)電波沿著(zhuó)這(zhè)些金(jīn)屬導綫/導體侵入(rù)設(shè)備，造(zào)成高(gāo)電位差(chà)，設(shè)備(bèi)損壞(huài)。
二(èr)，監控立(lì)杆防(fáng)雷(léi)接地設計
1.眾所周(zhōu)知，閃(shǎn)電(diàn)的(dí)破(pò)壞力極強，其電壓(yā)高(gāo)達(dá)數(shù)百(bǎi)萬伏(fú)特，瞬(shùn)間電(diàn)流(liú)高達數(shù)十(shí)萬(wàn)安(ān)培。雷(léi)擊造(zào)成的(dí)破壞性(xìng)後果(guǒ)體現在以下三個層(céng)麵(miàn):
(1)設備損壞和人員傷亡；
(2)設(shè)備(bèi)或部件使(shǐ)用壽命(mìng)降低(dī)；
(3)傳(chuán)輸(shū)或存儲的信號(hào)和數據(模(mó)擬或數(shù)字)受到(dào)幹擾(rǎo)或(huò)丟(diū)失(shī)，導致電子設備(bèi)故(gù)障，使整個(gè)係(xì)統癱癱。
對於監測點來說，被(bèi)直擊雷(léi)破壞(huài)的(dí)可(kě)能性很小(xiǎo)。隨著現代電子技(jì)術(shù)的不(bù)斷發(fā)展(zhǎn)，大量精(jīng)密電子(zǐ)設備的使用(yòng)和(hé)聯(lián)網，破壞(huài)大量(liáng)電(diàn)子(zǐ)設備(bèi)的罪魁(kuí)禍首是感應雷擊(jī)，過電壓(yā)，操作過(guò)電(diàn)壓和雷電波侵(qīn)入過電壓。每年(nián)，各(gè)種(zhǒng)通(tōng)信(xìn)控製(zhì)係(xì)統或網絡因(yīn)雷(léi)擊(jī)受(shòu)損(sǔn)的情況並不(bù)少見(jiàn)，其(qí)中安全(quán)監(jiān)控係統因雷(léi)擊(jī)受損，自(zì)動監(jiān)控(kòng)失效的情(qíng)況時有(yǒu)發生。前端(duān)攝像(xiàng)頭(tóu)設(shè)計安(ān)裝在(zài)室(shì)外，雷電防護係統(tǒng)必須設(shè)計安裝(zhuāng)在雷雨多發區域(yù)。
2.大多(duō)數室(shì)外攝像機安(ān)裝有金(jīn)屬(shǔ)或(huò)水(shuǐ)泥杆。這(zhè)裏簡單(dān)介紹(shào)一下金(jīn)屬(shǔ)電杆(gān)的選擇要(yào)求(qiú):
(1)監(jiān)測(cè)杆(gān)為(wéi)錐形(xíng)鋼杆(gān)，其中雙(shuāng)臂監(jiān)測杆(gān)立杆高10m，臂長(cháng)1.5m，壁厚4mm；單臂(bì)高(gāo)12米，長1.5米，厚4毫(háo)米(mǐ)。監測杆上直徑80毫米，下(xià)直徑200毫(háo)米(mǐ)。監控螺柱的臂為(wéi)直徑(jìng)60毫(háo)米，壁(bì)厚(hòu)3毫米的碳鋼(gāng)管；
(2)熱鍍鋅(xīn)後(hòu)，用(yòng)專用(yòng)設備(bèi)對攝像頭螺柱(zhù)表(biǎo)麵(miàn)進行拋光(guāng)，表麵用活(huó)性碳(tàn)酸(suān)漆(qī)和靜電噴(pēn)塗處(chǔ)理。鍍鋅(xīn)層厚度≥85μm，塑料(liào)層厚度(dù)≥85μm，抗(kàng)風能(néng)力≥45m/s，麵(miàn)層(céng)質保(bǎo)5年，攝像頭(tóu)螺(luó)柱質(zhì)保(bǎo)20年(nián)，緊固(gù)件螺絲(sī)螺母(mǔ)采用(yòng)不鏽(xiù)鋼材質；
(3)室(shì)外機櫃(guì)結(jié)構(gòu)設(shè)計為室外(wài)防水(shuǐ)箱(xiāng)。機(jī)箱高300毫米，寬200毫米，厚(hòu)150毫(háo)米(mǐ)。箱體(tǐ)防(fáng)護等(děng)級(jí)達(dá)到IP54防(fáng)護等(děng)級。需要(yào)有底盤基(jī)礎，整(zhěng)體美(měi)觀，表(biǎo)麵(miàn)噴塗(tú)明(míng)顯的警示標(biāo)誌(zhì)，底盤(pán)離(lí)地(dì)高度(dù)不小於300mm。
3. 前端攝(shè)像機主(zhǔ)要(yào)分為(wéi)兩類：
（1）每個攝像機均安(ān)裝(zhuāng)在(zài)比較高的立(lì)杆之(zhī)上，所以設備(bèi)的(dí)直擊雷(léi)防護必(bì)不可少。
做法：在每個(gè)立(lì)杆頂端均加(jiā)裝(zhuāng)避雷針(zhēn)一(yī)根(gēn)，根(gēn)據滾球計算，避(bì)雷針的有(yǒu)效保護(hù)範(fàn)圍在三十度夾角範(fàn)圍(wéi)內，所以避雷針的(dí)高(gāo)度，必須按照設(shè)備(bèi)的(dí)安(ān)裝(zhuāng)位置計(jì)算。
（2）前(qián)端設備感應雷（包(bāo)括(kuò)過電(diàn)壓）的防護
為保(bǎo)證(zhèng)前(qián)端設(shè)備的長時間正(zhèng)常工作(zuò)，應為各種信號安(ān)裝(zhuāng)匹配的浪(làng)湧(yǒng)保(bǎo)護(hù)器，並做標(biāo)準的(dí)接地。
4. 前(qián)端(duān)設備(bèi)的接地
防(fáng)雷器的接地非常(cháng)重(zhòng)要(yào),如果接(jiē)地沒(méi)有做好(hǎo),防雷器起(qǐ)不了(liǎo)保(bǎo)護(hù)自(zì)己的作(zuò)用(yòng),所(suǒ)以(yǐ)一個良好(hǎo)的接地是(shì)相(xiāng)當重要(yào)的.要(yào)求(qiú)接地電阻(zǔ)應(yīng)做(zuò)到4歐姆以(yǐ)下(xià)。
前端(duān)設備接地(dì)的具(jù)體(tǐ)措施:
攝(shè)像機(jī)都安(ān)裝在垂直杆上。如果(guǒ)現(xiàn)場土(tǔ)壤(rǎng)條件較(jiào)好(hǎo)(石砂(shā)等不(bù)導電物質較少(shǎo))，可(kě)采用(yòng)立(lì)杆(gān)直接(jiē)接地(dì)。坑(kēng)大(dà)小(xiǎo)為(wéi)2000×1000×600mm，底(dǐ)部細(xì)土或濕(shī)土比(bǐ)例(lì)達到85%。用(yòng)細(xì)土填(tián)實，然(rán)後垂(chuí)直預(yù)埋(mái)1500mm×12mm的鋼筋(jīn)，澆築混凝土，達(dá)到(dào)表麵後預埋固定。混凝(níng)土(tǔ)完(wán)全(quán)穩定後，回(huí)填周(zhōu)圍細土，並保證一定(dìng)的濕(shī)度(dù)。最後(hòu)，攝像機(jī)和避(bì)雷器的(dí)接地綫(xiàn)可以直接(jiē)焊(hàn)接(jiē)在垂直杆的接地電(diàn)極(jí)上。做好防(fáng)鏽(xiù)處理，並做好銘牌(pái)標(biāo)記。
如果現場土壤條件(jiàn)不(bù)好(有(yǒu)很(hěn)多石(shí)砂等不導電(diàn)物(wù)質)，就要(yào)用增加接地體接(jiē)觸(chù)麵(miàn)積的材料(liào)。使(shǐ)用減阻劑，扁鋼(gāng)和(hé)角鋼(gāng)等。具體措施(shī):
前(qián)期在(zài)澆(jiāo)築混凝土基礎前(qián)，沿(yán)坑壁鋪設厚150mm的耐(nài)化學(xué)性還(huán)原(yuán)劑(jì)，其中預埋1500×40×40×3mm的角(jiǎo)鋼，用(yòng)40×3扁(biǎn)鋼沿(yán)立杆下(xià)拉(鐵)，避雷器(qì)和攝像機的地綫(xiàn)與扁(biǎn)鋼(gāng)適(shì)當(dāng)焊接，再將(jiāng)扁鋼與地下角鋼(鐵(tiě))焊接。根(gēn)據國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，接(jiē)地電阻測(cè)試小(xiǎo)於(yú)4歐(ōu)姆。
三，外部防(fáng)雷(léi)裝(zhuāng)置和(hé)內部(bù)防雷裝置(zhì)
內部放電(diàn)裝置(zhì)的作用(yòng)是降低建(jiàn)築(zhù)物內(nèi)的雷電流和(hé)電磁效應(yīng)，防止投射(shè)，接觸電壓，跨(kuà)步電壓等二次(cì)雷(léi)害。
防雷工(gōng)程(chéng)是(shì)一項(xiàng)係統工程(chéng)，建築防雷設計有六個重要(yào)因素。旨在(zài)提醒(xǐng)人們全麵(miàn)，綜合地考(kǎo)慮(lǜ)建築防雷設計:
1.閃(shǎn)存連接(jiē)功能(néng):
實(shí)現防(fáng)雷連接(jiē)功(gōng)能的(dí)必要條(tiáo)件，包(bāo)括接閃器(qì)(避(bì)雷針(zhēn)，避(bì)雷(léi)帶(dài)，防雷網)的形式，耐(nài)電流耐(nài)壓(yā)能(néng)力，持續防雷(léi)連接效果，成本(běn)和(hé)接閃器與建(jiàn)築(zhù)物(wù)的美觀統一性(xìng)等。
2，分流(liú)影(yǐng)響(xiǎng)：
引下(xià)綫對導流(liú)效果的影(yǐng)響。引下綫的厚(hòu)度(dù)和(hé)數(shù)量直(zhí)接影響(xiǎng)分(fēn)流效(xiào)果。如(rú)果引下綫越多(duō)，通過(guò)每根引(yǐn)下綫的(dí)雷電流(liú)就會越(yuè)小(xiǎo)，其(qí)感(gǎn)應範圍也會(huì)越小。引下(xià)綫之間(jiān)的距(jù)離不應(yīng)小(xiǎo)於規範中(zhōng)規(guī)定(dìng)的(dí)距(jù)離。當(dāng)建築(zhù)物很高(gāo)，引下(xià)綫很長時(shí)，應在建築(zhù)物中間增(zēng)加(jiā)均壓環，以降(jiàng)低引下(xià)綫的感應壓(yā)降(jiàng)。這樣既(jì)能分(fēn)流，又(yòu)能降低反(fǎn)擊(jī)電壓(yā)。
3，均(jūn)衡(héng)電(diàn)位：
它意味(wèi)著建築物的所有(yǒu)部分形(xíng)成一個相等的電勢，即等電(diàn)位(wèi)。如果能把(bǎ)建築(zhù)內的(dí)結構鋼(gāng)筋和(hé)各種金屬裝置(zhì)，金(jīn)屬管道連接成一(yī)個統(tǒng)一(yī)的(dí)導(dǎo)體(tǐ)，當(dāng)然建築內(nèi)就(jiù)不會(huì)有(yǒu)不(bù)同(tóng)的(dí)電(diàn)位(wèi)，這樣可以保證建築(zhù)內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)反(fǎn)擊(jī)和危及人身安(ān)全的接觸(chù)電壓或跨步電壓(yā)，對(duì)於防(fáng)止雷(léi)電(diàn)電磁脈衝幹(gān)擾微(wēi)電子(zǐ)設備(bèi)也(yě)大有裨益。鋼(gāng)筋(jīn)混凝土結構(gòu)的建築(zhù)，由於(yú)內部結構(gòu)鋼筋(jīn)大部分(fēn)是(shì)自然焊接或綁紮(zā)在一(yī)起的，所以實現等電位(wèi)的(dí)條件最好。為(wéi)了(liǎo)滿足防雷(léi)裝(zhuāng)置的(dí)要求，避(bì)雷(léi)器應(yīng)與(yǔ)梁(liáng)，板，柱(zhù)，基礎可靠(kào)焊接(jiē)，綁紮或搭(dā)接，同時各(gè)種(zhǒng)金屬設(shè)備(bèi)和(hé)金(jīn)屬管道(dào)應(yīng)與其焊接或夾緊(jǐn)，使(shǐ)整個建(jiàn)築(zhù)物成為良(liáng)好的(dí)等電位體。
4，屏蔽(bì)作用(yòng)：
屏(píng)蔽的主(zhǔ)要(yào)目的(dí)是(shì)保(bǎo)護建(jiàn)築物中的通信(xìn)設備(bèi)，電子(zǐ)計(jì)算機，精(jīng)密(mì)儀器和(hé)自動控(kòng)製係統(tǒng)免受(shòu)雷電電(diàn)磁脈衝的影(yǐng)響。建築(zhù)物(wù)中(zhōng)的(dí)這些設施不(bù)僅(jǐn)在(zài)防(fáng)雷裝(zhuāng)置(zhì)接(jiē)駁雷(léi)電(diàn)時會受(shòu)到電磁(cí)幹擾(rǎo)的影響(xiǎng)，在雷擊或(huò)附(fù)近(jìn)接(jiē)駁雷(léi)電時(shí)也會受到(dào)雷電波(bō)的(dí)電磁(cí)輻(fú)射的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)，即使其(qí)他建(jiàn)築物接(jiē)駁(bó)雷(léi)電(diàn)時，也(yě)會受到來(lái)自(zì)那裏(lǐ)的電磁波的影響。因(yīn)此，應盡(jìn)量利用(yòng)鋼(gāng)筋(jīn)混凝土結構(gòu)中的(dí)鋼筋，即(jí)建築物(wù)的樓板(bǎn)，天花(huā)板，牆壁(bì)，梁(liáng)柱中的鋼(gāng)筋，形成一個(gè)六麵體(tǐ)的(dí)網(wǎng)籠，即(jí)籠(lóng)型防(fáng)雷網，以(yǐ)實(shí)現屏(píng)蔽(bì)。由(yóu)於結(jié)構(gòu)不同，牆體(tǐ)和(hé)樓板中的(dí)鋼(gāng)筋(jīn)稀疏而密(mì)集。當(dāng)鋼(gāng)筋(jīn)密度不足時，設計人員應(yīng)根據各種(zhǒng)設備的不同(tóng)需求增加網(wǎng)格密度(dù)。良好(hǎo)的(dí)屏(píng)蔽不僅解決了(liǎo)等(děng)電位和(hé)分流兩(liǎng)個(gè)問題(tí)，也是(shì)防止雷電電(diàn)磁脈(mài)衝最(zuì)有效(xiào)的措施。此外(wài)，建(jiàn)築物(wù)的整體屏(píng)蔽還可(kě)以(yǐ)防(fáng)止(zhǐ)球(qiú)雷，側滑(huá)和繞過雷的(dí)攻擊(jī)。
5，接地(dì)效果：
指接(jiē)地(dì)效(xiào)果。良(liáng)好(hǎo)的(dí)接(jiē)地效果(guǒ)也是(shì)防(fáng)雷(léi)成功(gōng)的(dí)重要(yào)保(bǎo)證(zhèng)之一。每棟(dòng)樓都要考慮哪(nǎ)種接地方式(shì)最(zuì)好，最(zuì)經濟(jì)。筆者認(rèn)為(wéi)，當鋼筋混(hùn)凝土結構建築滿足標準(zhǔn)條(tiáo)件時(shí)，基礎中的(dí)鋼筋(jīn)應作(zuò)為接地(dì)裝(zhuāng)置(zhì)。當不滿(mǎn)足規範(fàn)規(guī)定(dìng)的條件(jiàn)或(huò)基(jī)礎(chǔ)包裹在防水卷材層(céng)內時，可(kě)采用環向(xiàng)接(jiē)地裝置(zhì)，但環向接地(dì)裝置應(yīng)提(tí)前預(yù)埋(mái)在基(jī)礎槽(cáo)的最外側(cè)部(bù)分(不(bù)離開(kāi)建(jiàn)築物3m)。接(jiē)地體靠近基(jī)礎中(zhōng)的鋼筋，有(yǒu)利於平衡(héng)電(diàn)位(wèi)，同(tóng)時可(kě)以節省(shěng)挖深溝(gōu)所耗費的(dí)人力物力。基(jī)礎完(wán)成後挖深(shēn)溝，容(róng)易影(yǐng)響(xiǎng)基(jī)礎的穩定性(xìng)。
對(duì)於(yú)木(mù)結構(gòu)，磚混(hùn)結(jié)構建築，必須做(zuò)獨(dú)立(lì)引(yǐn)下綫(xiàn)，采用(yòng)獨(dú)立(lì)接地方(fāng)式(shì)。當土(tǔ)壤電阻率較高，使(shǐ)用接地(dì)極(jí)較多時，也(yě)可作為(wéi)外(wài)圍接地(dì)裝(zhuāng)置(zhì)。由於軸向接地裝(zhuāng)置(zhì)的(dí)衝擊(jī)阻(zǔ)抗小於獨(dú)立(lì)接地(dì)裝(zhuāng)置的衝(chōng)擊阻抗(kàng)，有利於(yú)改善建(jiàn)築(zhù)物內的地(dì)電位分布，降低(dī)跨(kuà)步電(diàn)壓。采用獨立接地方(fāng)式時，鑽孔深接(jiē)地極(約4~12m)效(xiào)果(guǒ)最(zuì)好(hǎo)，深孔接(jiē)地極(jí)容易(yì)達到地(dì)下水位，可(kě)減少接地(dì)極用(yòng)鋼(gāng)量。
6，合(hé)理布綫：
指(zhǐ)布綫(xiàn)如何(hé)能(néng)達(dá)到最佳的綜(zōng)合效(xiào)果(guǒ)。現(xiàn)代(dài)建築(zhù)離不(bù)開(kāi)照(zhào)明，電力，電話，電(diàn)視(shì)，電腦等管綫。在(zài)防(fáng)雷設(shè)計中，必(bì)須(xū)考慮(lǜ)防雷(léi)係統與(yǔ)這(zhè)些管綫的關(guān)係(xì)。為保證防(fáng)雷(léi)裝(zhuāng)置(zhì)接雷電時(shí)這(zhè)些(xiē)管(guǎn)綫(xiàn)不(bù)受影響，
首先這(zhè)些(xiē)導綫要穿(chuān)入金屬管內，實(shí)現可(kě)靠(kào)屏蔽；
其(qí)次(cì)，這些綫路幹綫(xiàn)的垂直(zhí)部(bù)分應(yīng)設(shè)置(zhì)在高(gāo)層(céng)建(jiàn)築(zhù)的(dí)中心，避(bì)免靠(kào)近(jìn)用(yòng)作(zuò)引下(xià)綫的(dí)柱杆(gān)，以盡(jìn)量(liáng)減(jiǎn)小感(gǎn)應範(fàn)圍(wéi)。在(zài)有長管(guǎn)道(dào)或橋梁等(děng)設(shè)施的(dí)綫路(lù)上，兩端需(xū)接地；
第三(sān)，要注(zhù)意(yì)引入(rù)電源綫(xiàn)，天(tiān)綫，屋頂頂部(bù)的燈籠(lóng)和航(háng)空障(zhàng)礙(ài)燈，防(fáng)止雷(léi)電(diàn)波(bō)入侵。
