蘇 新 張翼翔
(鄭州佛光發(fā)電設(shè)備有限公司,河南 鄭州 450000)
雷電的侵襲有多種途徑,一般分為直擊雷(雷電直接擊中物體)、傳導(dǎo)雷(通過架空線路等載體將遠(yuǎn)處的雷電波引入)、雷電電磁感應(yīng)(閃電放電時(shí),瞬間變化的電磁場使得附近的導(dǎo)體上產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓)、以及由雷電而引起的地電壓反擊,實(shí)踐證明,傳導(dǎo)雷和感應(yīng)雷的侵入途徑廣泛,引發(fā)的破壞最為頻繁,在雷災(zāi)的統(tǒng)計(jì)中占80%左右。傳導(dǎo)雷、雷電電磁感應(yīng)和地電壓反擊主要通過供電線路和信號線路形式損壞設(shè)備。
1)供電線路。從供電部門送出的電源線大都是架空的,架空線路很容易感應(yīng)到雷電,而供電線路是一個(gè)互通的配電網(wǎng),一旦電源線的某處感應(yīng)到了雷電,則雷電會(huì)沿供電線傳到很遠(yuǎn)的用電設(shè)備,并將設(shè)備損壞。信號線路:現(xiàn)在已是網(wǎng)絡(luò)社會(huì),人們可足不出戶而辦天下大事。設(shè)備之間的信息交流就是通過各種信號線路來傳遞數(shù)據(jù)的。這些信號線在室外有些架空、有些走電纜溝,哪種情況都會(huì)感應(yīng)到雷電,并通過信號線傳到遠(yuǎn)處的設(shè)備并將設(shè)備損壞。
2)電磁感應(yīng)。大多數(shù)機(jī)房或設(shè)備所在的場所都沒有完善的電磁屏蔽措施,一但附近發(fā)生較強(qiáng)雷電時(shí),由閃電引發(fā)的交變電磁場將分布在很廣的空間,使得處于其中的金屬物體(包括電源線、信號線、設(shè)備本身等)產(chǎn)生感應(yīng)電壓,當(dāng)這個(gè)感應(yīng)電壓達(dá)到一定值時(shí),就有可能引發(fā)放電現(xiàn)象,從而造成設(shè)備損壞。
3)地反擊。1臺設(shè)備(或1個(gè)小的局域網(wǎng))同時(shí)接到2個(gè)以上彼此沒有直接電氣連接的接地體,當(dāng)這些地網(wǎng)因雷擊而存在較高電位差時(shí)。此電位差會(huì)沿接地線而直接加在同一設(shè)備上,這樣設(shè)備內(nèi)就存在電位差,如果此電位差超出設(shè)備的耐壓值時(shí),設(shè)備就會(huì)被損壞。如現(xiàn)在不少地方的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有防雷地和直流地兩組沒有直接連接的地,如雷擊時(shí)防雷地為高電位,而直流地可能為低電位,這樣計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)就存在電位差,此電位差則可能將設(shè)備損壞。
1)通信線路防護(hù)。實(shí)際操作中,防雷方案應(yīng)有著多層化,根據(jù)真實(shí)需求進(jìn)行從外及內(nèi)多重保護(hù)(通常最外層為0級),使雷擊后電壓下降至安全監(jiān)控系統(tǒng)所能承受的范圍之內(nèi),繼而做到極大程度保護(hù)。若是針對微電子設(shè)備,那么需要對防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,也對防雷方案有著更高要求,需由一級防護(hù)增至三級,必須涵蓋防地電位反擊、防直擊雷和瞬間過電壓等多方防護(hù)。與此同時(shí),工作人員還應(yīng)遵循保護(hù)原則,在進(jìn)行多級分類時(shí),結(jié)合微電子設(shè)備等的實(shí)際運(yùn)行及功能來進(jìn)行分類保護(hù),特別是從電源線到數(shù)據(jù)通信這部分要做好多級層防護(hù)。視頻信號、直流電源防護(hù)等在雷擊情況下所遇問題不同,應(yīng)對措施也有著差異性,在對直流電源進(jìn)行保護(hù)時(shí),連接方式應(yīng)是壓接式,即無陰陽頭之分,故連接防雷器時(shí),注意常用標(biāo)識,如遠(yuǎn)端、近端等。輸入(N)即為遠(yuǎn)端,需要與遠(yuǎn)程線路進(jìn)行連接,同時(shí)也接入易導(dǎo)入雷電過電壓的端口。輸出(OUT)則為近端,也是保護(hù)端,故需要與被保護(hù)的設(shè)備做到緊密連接。正常防雷措施中所使用的數(shù)據(jù)通信線需有雙芯屏蔽絞線,繼而將前端與終端連接,特別要注意埋地布設(shè)金屬管時(shí),要使其中電氣連通,金屬管在埋設(shè)時(shí)要接地,凸顯可靠性。若施工不允許,可采用架空走線手段,也可僅在電纜進(jìn)入前端設(shè)備或監(jiān)控房時(shí)選用金屬管并埋設(shè),需注意長度大于15米。對通信線路進(jìn)行防護(hù)時(shí),工作人員還應(yīng)在入戶端做到細(xì)致化操作,將電纜金屬外皮、防雷接地和金屬管等位置做好連接,避免雷擊帶來影響,而且在信號線路的兩端應(yīng)有意識地加設(shè)防雷器。雷電過電壓可從多個(gè)途徑侵入安全監(jiān)控系統(tǒng),例如,信號線路入侵、電源供電線路等,需做好全面防護(hù)。
2)電源部分保護(hù)。安全監(jiān)控系統(tǒng)所使用電源易受到雷擊威脅,經(jīng)由線路侵入而引起傷害。通常情況下,雷電經(jīng)過220伏的電源線時(shí)會(huì)產(chǎn)生高達(dá)1萬伏的電壓,同時(shí)避雷裝置會(huì)降低這部分電壓,傳輸線也可以將對地的電壓降至6千伏以下,因線與線之間并不能做到相互控制,則會(huì)給安全監(jiān)控設(shè)備帶來極為嚴(yán)重的打擊,真是可以達(dá)到毀滅性。雷害的形式不同,也受到眾多因素影響,具有可變性,電源干擾呈現(xiàn)出復(fù)雜性,一方面是在短暫周期下達(dá)到尖峰而全失電,另一方面能夠在“共?!狈绞较麓嬖诨蛘呤恰安钅!?。電源干擾可以直接進(jìn)入設(shè)備,也可從電磁電容耦合的途徑下進(jìn)入,面對這種情況,可以對電源部分做到極大程度保護(hù)。具體而言,首先在高壓變壓器后端設(shè)置保護(hù)器,延伸至二次低壓設(shè)備位置,使當(dāng)中總配電盤間的電纜線能夠處在避雷器防護(hù)范圍內(nèi),進(jìn)行一級保護(hù)。其次從二次低壓設(shè)備位置起增設(shè)避雷器,直至配電箱間的電纜,使其內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地得到保護(hù)而有效防雷,即為二級保護(hù)。最后,在UPS前端、精密設(shè)備等位置加設(shè)保護(hù)器,成為電源三級保護(hù),該方式可對380V低電壓進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)并與國家規(guī)范契合,是通過高吸收能量避雷器設(shè)備的分流能力,將雷擊所帶來的脈沖分流至地面,使監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備得到極大程度保護(hù)。實(shí)際安裝中,分流設(shè)備和限幅技術(shù)的選用特別關(guān)鍵,根據(jù)安裝單位防護(hù)器性能好壞進(jìn)行判定與篩選,還需注意考慮網(wǎng)絡(luò)保護(hù)。操作人員在對避雷器進(jìn)行相應(yīng)安裝時(shí),注意其與接地網(wǎng)間距離,應(yīng)做到極大程度縮短,若接地線長度較長,在雷擊時(shí),避雷器對電壓進(jìn)行限制時(shí),被保護(hù)的傳輸線路與分流地面間的壓力過高,繼而減弱避雷器的實(shí)際效用。為此,安裝時(shí)結(jié)合理論和以往經(jīng)驗(yàn)來對保護(hù)器進(jìn)行準(zhǔn)確選擇,使避雷器能夠有效降低雷擊電壓,同時(shí)做到細(xì)致安裝避免留下潛在隱患而凸顯防雷方案的長效性。
3)接地體防護(hù)。當(dāng)安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備受到雷擊時(shí),會(huì)有極為強(qiáng)大電流通過接地體泄入,那么在接地體附近會(huì)呈現(xiàn)出放射性的電位分布,形成一定范圍。與此同時(shí),周圍若有電子設(shè)備,那么極有可能產(chǎn)生高壓地?cái)?shù)萬伏的反擊,繼而造成設(shè)備損傷,威脅安全監(jiān)控系統(tǒng)。通常來講,建筑物在對直擊雷進(jìn)行處理時(shí),是通過避雷器與引下線將雷擊電流導(dǎo)入地面,使周圍空間所存在的電有磁場發(fā)生不同程度變化,那么相鄰的電源線等可測出雷電過電壓。在這種情況下,非但不會(huì)有效對雷擊進(jìn)行處理,使安全監(jiān)控系統(tǒng)受到威脅,也在一定程度上對雷電進(jìn)行引入。為了有效對該情況做到避免,需要設(shè)計(jì)綜合防雷方案,相關(guān)人員根據(jù)實(shí)際情況來建設(shè)多層防護(hù),做好接地防護(hù),使周圍設(shè)備免受影響,同時(shí)增強(qiáng)微電子設(shè)備中所包含的集成電路芯片耐壓能力,保護(hù)安全監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)際操作中,綜合防雷方案的設(shè)計(jì)秉承著“等電位”的實(shí)現(xiàn)思想,通過多方角度考慮,對周圍環(huán)境、建筑物和氣候等做到綜合性研究,繼而使實(shí)際操作中的真實(shí)情況與理想中“等電位”做到極大程度地接近,可以在進(jìn)行保護(hù)時(shí),選用接地、分流和屏蔽等手段來進(jìn)行切實(shí)有效的防護(hù)。相關(guān)人員會(huì)對監(jiān)控系統(tǒng)控制室內(nèi)接地網(wǎng)絡(luò)選擇共用方式來接地,對一等電位連接金屬板、防靜電地、金屬殼等位置選用電位連接,還需注意設(shè)計(jì)接地情況。避雷器周圍應(yīng)布設(shè)接地匯集線,滿足與避雷器進(jìn)行連接的線呈現(xiàn)出最短距離,使防雷效果得到極大程度提升。工作中應(yīng)注意將中央控制中的分匯集線與總線進(jìn)行相連,做到單點(diǎn)接地而使接地體部位得到防護(hù)。除此之外,安全監(jiān)控系統(tǒng)在選擇專用接地設(shè)備后,需要讓其電阻小于4歐姆,那么在進(jìn)行綜合接地網(wǎng)布設(shè)時(shí),必須保證其電阻小于1歐姆,使接地體得到極大程度保護(hù)。
綜上所述,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,安全監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路、金融系統(tǒng)、文博系統(tǒng)、住宅小區(qū)、智能交通、重點(diǎn)場所和重點(diǎn)保護(hù)單位等各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。如何做好監(jiān)控系統(tǒng)防雷工作至關(guān)重要。