工程與檢測

一、概述

      隨著人類的發展與進步，人們已步入數字化、網絡化和互聯互通信息化時代。

      智能樓宇，是信息時代和計算機應用科學的必然產物，是現代高科技與建筑完美的結合。在講求建筑物的實用性、藝術性之外，人們也更看重生活和工作空間的功能性與服務性，智能建筑以其高效、安全、舒適和便利等優點，勢不可擋地進入現代高層建筑，如電子商務大廈、信息網絡通信樓宇、自動化辦公寫字樓和小區高層建筑等等，大量高新技術競相在此應用，可視電視、多媒體技術、智能保安與環境控制、信息高速公路、無線網絡傳輸等最現代的高科技也在智能建筑中發揮其巨大的優勢，它是多科學、高新技術的有機集成。

      智能樓宇建筑內多設有大量微電子設備，這些微電子設備組成的網絡通信、監控等電子系統通常屬于高精度、高靈敏度、高頻率和高可靠性設備，防干擾性能要求高，但是設備的耐電壓等級卻很低，最易受到雷擊。近幾年來，高層建筑內的微電子設備遭雷擊引發設備故障的情況時有發生，往往造成重大的經濟損失，智能建筑雷電防護與優化已迫在眉睫。目前,智能樓宇或小區已在各個城市日益普及,其智能功能涉及建筑電氣各個子系統。此類高層智能樓宇或小區智能系統的正常運行與否,是保證該轄區人身安全、生活質量的關鍵。而智能系統的供電系統雷電防護又是重中之重。

二、雷電入侵智能樓宇的幾種方式
      雷電波入侵智能建筑的形式有兩種，一種是直擊雷，另一種是感應雷。一般來說，直擊雷擊中智能建筑內的電子系統的可能性很小。對智能建筑電子系統造成威脅的主要是感應雷(即由雷閃電流產生的強大電磁場變化和導體感應出的過電壓、過電流形成的雷擊電磁脈沖)。

 感應雷入侵微電子設備及網絡通信系統主要有以下幾條途徑：
1、雷擊電磁脈沖 (干擾源) 入侵；
2、通過交流電源供電線路入侵；
3、通過網絡通信線路入侵；
4、地電位反擊電壓通過接地體入侵。
不管是通過哪種形式，哪種途徑入侵，都會使電子系統受到不同程度的損壞或嚴重干擾。

三、智能樓宇建筑的雷電等級劃分
智能樓宇應根據其重要性、使用性質、智能化子系統的集成情況、發生雷擊的可能性及后果，按雷電防護要求將其雷電防護等級分為三級。

遇下列情況之一時，智能建筑物雷電防護等級應劃為Ⅰ級:
1、配置智能化系統標準高而齊全的甲級智能建筑；
2、所處地區年平均落雷密度大于4.92的乙級智能建筑；
3、建筑內集成了計算機網絡系統、辦公自動化系統、程控交換機系統，保安監控系統、火災消防報警系統、衛星電視系統等甲級智能化系統，承載著不可終止的公眾服務系統的大型公共性智能建筑物，因雷擊損害會造成巨大破壞和社會影響，如大型車站、機場、碼頭、醫院、國家級金融中心、大型通信樞紐、云計算中心、電力調度中心等；
4、對周圍事物或環境構成危險的工業建筑(生產過程中使用或產品為易燃易爆材料、有毒物質等)，因雷擊會造成爆炸、著火、人員傷亡和環境污染；
5、保存有不可復原的文化遺產的博物館、大型展覽館等，因雷擊會造成火災，人員傷亡和難以估量的損失；
6、往來人員較多的大型商場、購物中心、影劇院、體育館等智能建筑，因雷擊會造成巨大破壞和人身傷亡；
7、三星級智能化住宅小區。

遇下列情況之一時，智能建筑物雷電防護等級應劃為Ⅱ級：
1、配置基本智能化系統而綜合型較強的乙級智能建筑；
2、所處地區年平均落雷密度大于4.92的丙級智能建筑；
3、集成了不能終止的公眾服務系統的中型公共性建筑物，建筑內智能化系統的集成水平，功能較Ⅰ級公共性智能建筑有一定差距，但具有可擴充性和可維護性，因雷擊造成的破壞和影響也不及Ⅰ級嚴重；
4、對周圍事物或環境有一定危險的工業建筑等，因雷擊不易造成爆炸、著火、人員傷亡和環境污染；
5、中型商場、中小型影劇院等智能建筑，因雷擊不易造成巨大破壞和人身傷亡者；
6、二星級智能化住宅小區。

遇下列情況之一時，智能建筑物雷電防護等級應劃為Ⅲ級：
1、配置部分主要智能化系統，并有發展和擴充需要的丙級智能建筑；
2、集成了部分主要智能化系統，并有發展和擴充需要的小型建筑，因雷擊會造成一定破壞和影響的；
 3、除上述建筑以外的存在一定的智能化系統的其他一般建筑；
4、一星級及其他小型智能化住宅小區。
 
四、智能樓宇建筑的防雷總體設計
      針對智能建筑內的電子系統的防雷設計，現代新的防雷理念，就是綜合治理、整體防御、多重保護、層層設防”。

4.1 優化避雷針
      隨著現代微電子技術設備的發展和廣泛應用，優化避雷針是不可缺少的，但不是唯一、萬能的。要做到徹底防雷必須有新的思維。

      這就是在分析了傳統避雷針某些局限性之后，采取一些改進措施，即氣隙放電、阻抗限流等，也就是展寬雷電波形、降低波頭幅度，把大部分雷電能量消耗在優化避雷針體上。有效地抑制和削弱了地電位和二次雷擊效應，克服了傳統避雷針的弊病。

4.2 設備屏蔽避免電位差
    （1）設備與設備之間做好屏蔽。建筑物的金屬結構物遍及各處，不用很多鋼材就可很容易連接起來形成法拉第籠，即立體籠式綜合接地系統，從而使建筑物內的電子系統得到很好的屏蔽。

      屏蔽做得好，不僅能防御空間電磁波的輻射，而且還可使建筑物內部的分流和均壓達到最佳效果。這里要說明，屏蔽的做法應根據建筑物內微電子設備的要求決定。由于設備的性質不同，因此，有的要求僅對設備本身做屏蔽，有的要求在設備與設備之間做屏蔽，還有的要求在機房做屏蔽。

    （2）樓頂設計接閃裝置。接閃器(接閃裝置)有三種形式：避雷針、避雷帶和避雷網，其作用是引雷或叫截獲閃電，即把雷電流引下，其制作是利用鋼柱或立柱內鋼筋作為防雷引下線，下接接地裝置。引下線，上與接閃器連接，下與接地裝置連接，它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置。下線的粗細和數量直接影響雷擊過電流的分流效果，引下線多，每根引下線通過的雷電流就小，其感應范圍就小。

    （3）避免接地線之間存在電位差。引下線相互之間的距離不應小于規范中的規定。當建筑物很高，引下線很長時，應在建筑物的中間部位增加均壓環，以減小引下線的電感電壓降。這不僅可以分流，而且還可以降低反擊電壓。接地裝置位于地下一定深度，它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。建筑內的豎向金屬管道應每三層與圈梁的均壓環相連，均壓環應與防雷裝置專設的引下線相連。

      當建筑物超過30m高時，應將30m處墻上的欄桿、金屬門窗等較大金屬物直接或通過金屬門窗埋鐵與防雷裝置連接。智能大廈內各種交流、直流設備眾多，線路縱橫交錯，應將建筑物內的交流工作地、安全保護地、直流工作地、防雷接地與建筑物“法拉第籠”良好連接，形成一個等電位體，避免接地線之間存在電位差，以消除感應過電壓產生的因素。

4.3 接地系統的要求與優化
      智能大廈一般均為一類建筑，應建立綜合接地系統，接地電阻不大于1 Ω。針對智能建筑較為適用的綜合接地系統應采用“法拉第籠”方式，實踐證明接地效果極佳，但在接地體材質選擇上，要根椐地質條件靈活掌握。

    （1）接地體的傳統材料。通常傳統接地體(系統)使用的是金屬導體，最常見的有角鋼、圓鋼、鋼管、銅棒、銅網等。其特點是用料多、耗資大、壽命短、穩定性差，不宜在高土壤電阻率地區使用。如在砂石和巖石地層使用很難達到防雷接地電阻值不大于4Ω的要求。

    （2）接地模塊。低電阻接地模塊(簡稱接地模塊)是一種以非金屬材料為主體的接地體，它是由導電性、穩定性較好的非金屬礦物質和電解質組成。它的誕生開創了接地材料和接地技術的新時代。

使用接地模塊做接地系統，用料少、耗資少、壽命長、穩定性好。特別適合在高土壤電阻率地區使用。在砂石、巖石地層用它構成特殊的“人工地網”，解決接地工作一些疑難問題，很容易達到國標要求的防雷接地系統沖擊阻抗值。

      接地模塊阻抗低的主要原因是成倍增大接地體與土壤層之間的接觸面積；增大接地體本身的散流面積；降低接地體與土壤之間的接觸電阻；具有很強的吸濕性和保濕性；充分發揮接地體中電解物質的導電作用。因此，防雷接地電阻值，一般很容易達標（≤4Ω）

4. 4 電涌保護器的設置和選用
      根據有關統計，在雷擊損壞設備的事故中，約70％以上是從供電線路侵入的感應雷。因而對供電線路實施多級防雷是電子設備及整個系統防雷的重要環節。

4.4.1 電源電涌保護器
    （1）為了避免感應雷電流由交流供電電源線路入侵，可在智能建筑變電間的高壓柜內安裝電涌保護器作為一級保護，在低壓柜內安裝電涌保護器作為二級保護，以防止雷電侵入智能建筑的配電系統。為謹慎起見，可在智能建筑各層的供電配電箱中安裝電源電涌保護器作為三級保護，并將配電箱的金屬外殼與智能建筑的接地系統可靠連接。建筑物的電源、通信、廣播等線路最好采用埋地電纜引入，所用電纜應為鎧裝電纜或同軸電纜且外皮兩端均要接地。智能建筑內電子設備的電涌保護器，采用TPS系列電涌保護器，具有免停電更換、失效后自動脫離、劣化指示等功能。

    （2）TPS系列電源電涌保護器其設計是選用性能良好、質量可靠的防雷元器件，當供電線路正常運行時SPD處于高阻狀態，不影響供電線路正常工作。當線路中由于雷擊或操作過電壓時引起最大峰值電流或高能量脈沖時，SPD以納秒(ns)級的響應速度呈現低阻狀態，迅速將過電壓限制在很低水平。當高能量脈沖過后，系統的續流值為零。

4.4.2 信號電涌保護器
    （1）計算機信號電涌保護器。隨著信息產業技術的發展，計算機數據通信已廣泛地應用于軍政、醫療、高校、郵政、電信、金融、公安、交通、商貿及辦公自動化等系統中，由于數據通信設備和終端設備的巨增，必須做好數據通信設備的防雷擊保護。

      信號電涌保護器一般采用TTS系列信號電涌保護器。TTS系列信號電涌保護器主要用于保護計算機、網絡交換機、數據通信網絡和監控系統等設備，免遭感應雷的危害和靜電干擾、電磁輻射干擾等引起瞬時過電壓及沖擊電壓的損壞。從而保護微電子設備、計算機網絡通信和監控系統的正常工作。

      TTS系列信號電涌保護器，采用通流容量大的粗保護和具有快速響應的細保護相結合多級保護電路，將來自信號線路的感應雷電流通過雷電支路泄放到大地，并將瞬時過電壓限制在安全值以內。

    （2）網絡交換機信號電涌保護器。網絡交換機等現代通信網絡正朝著高頻率、高速度、網絡化、數字化和智能化方向發展。原先使用的氣體放電管保護方式在響應速度等指標上都已經不能適應要求，不能有效地保護程控交換機等通信設備。為了防止從信號傳輸線入侵的雷電感應沖擊波，程控電話信號電涌保護器系列產品，采用波道分流、多級泄能的線對線、線對地的并聯或串聯式的過流過壓保護方式，抑制從信號傳輸線上感應的雷電沖擊波，從而保護了通信設備免遭雷擊。

    這個系列電涌保護器，廣泛應用在程控交換機配線架上的保護單元，各種配線裝置、傳真機和電腦、電話、視頻設備等各種通信系統中，提供線對線保護，線對地保護。

   （3）TCS天饋線系列電涌保護器。通信、雷達、導航、衛星地球站、廣播電視等，凡具有天饋系統的電子設備，其天饋系統大多數安裝在高樓頂部或高架鐵塔上。因此，微電子設備遭雷擊的機率很大。采用本系列天饋電涌保護器，可以防止以上各系統的收信機、發射機等設備遭雷擊造成的損壞。

雷電沖擊波的主要能量分布在幾十千赫以下頻域，而有用信號能量分布在幾百千赫以上頻域。因此，可用集中或分布參數元件組成高低通濾波器組合網絡，將雷電沖擊波和有用信號截然分開，雷電沖擊波泄人大地不進入電子設備，從而克服了傳統氧化鋅電涌保護器，在雷電通流、承受功率和工作頻率三者間不可調和的矛盾，以及傳統放電管電涌保護器響應時間長等弊病,實現了更有效地保護功能。

4.5 綜合布線系統的防雷保護

      智能大廈的通信線路多由綜合布線系統擔當。

      綜合布線系統由六個子系統組成：

      (1)建筑群子系統

      (2)設備間子系統

      (3)管理子系統

      (4)垂直干線子系統

      (5)水平干線子系統

      (6)工作區子系統

綜合布線系統的防雷保護如下：
      1. 建筑群子系統
      建筑群子系統，由連接兩個及以上建筑物之間的纜線和基本設備組成。防御因雷電流泄放而形成的感應雷，對室內布線的要求非常嚴格。由于用作引下線的鋼筋和整個建筑物的屏蔽網都在外墻處，雷電流需經此處的鋼筋分流到接地裝置上，所以外墻處的電流密度大，電磁場強。

      因此，若采用光纜作為建筑物間網絡連接介質，則不需要安裝電涌保護器，甚至可以架空鋪設。若采用雙絞線，則必須穿管地埋敷設。進入建筑后，采用雙絞線敷設時，導線必須敷設在弱電金屬橋架或金屬管道內。金屬橋架和金屬管道與綜合接地系統良好連接，充當導線的屏蔽層，不能與強電導線共用強電金屬橋架或強電金屬管道。

      2. 設備間子系統
      設備間子系統，由進線設備、網絡交換機、計算機等各種主機設備及其配線設備組成。它是布線系統中最主要的管理區域，通常分為語音管理和數字管理兩部分。子系統連接大樓外的各種線路，經與垂直干線子系統跳接后，連通各語音管理子系統。建筑物中的電源和通信等線路的主干線不應靠近外墻，最好設置在建筑物的中心部位，如電梯井在中心部位，可設置在電梯井的近旁。

    （1）建筑內各部位形成等電位。建筑物內的各種電氣饋線都要穿金屬管保護或采用雙層屏蔽電纜(或同軸電纜)。在一些有特殊要求的線路電源側，還應加裝電源保護器、隔離變壓器、穩頻、穩壓以及濾波等裝置。使建筑物內的各個部位都形成一個相等的電位，即等電位。若建筑物內的結構鋼筋與各種金屬設置及金屬管線都能連接成統一的導電體，建筑物內當然就不會產生不同的電位，這樣就可保證建筑物內不會產生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對防止感應雷電磁脈沖干擾微電子設備也有很大的好處。

    （2）光纜作為計算機網絡主干線。為防進出大樓的人受到感應雷襲擊，降低建筑物內的雷電流和其產生的電磁效應，以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害，還應安裝防雷柜作為通信線路的第一級防雷措施，連接進出大樓的大對數對地敷設電纜。數據設備管理子系統是計算機網絡核心設備，是采用大對數雙絞電纜作為傳輸主干纜，需要在機柜中安裝計算機網絡防雷器，作為計算機網絡的第一級防雷措施。若采用光纜作為計算機網絡主干線。則絕對避免了雷電影響，是最好的防雷措施。

      3. 管理子系統
      管理子系統：設置在各層配線間。
    （1）計算機網絡設第二級防雷。由配線設備、輸入／輸出設備等組成。管理子系統也分為數據和語音兩部分。語音部分采用安裝架固定在墻面上。由接線板、繞線環等組成，需要安裝信號電涌保護器作為通信線路的第二級防雷措施。數據部分的垂直主干線如果采用雙絞電纜，也需要在機柜中安裝信號電涌保護器作為計算機網絡的第二級防雷措施，防護由于引下線泄放雷電流而形成電磁場突變所產生的感應雷。

    （2）加裝SPD。為避免各層配線間出現的雜散電流，單點接地系統必須采用絕緣線，其主接地排必須置于建筑物的最底層且直接與基礎或室外接地裝置連接。各層單點接地系統的區域接地排或終端接地排如需要與綜合共用接地系統的裝置接地排連接，應在它們之間加裝不大于直流300V的放電管或壓敏電阻。

    （3）接地電阻按設備要求取最低值。綜合共用接地的電阻一般應在1Ω以下，對于特殊的電子設備，可在0．5Ω以下。良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。確定接地電阻時，應考慮各種設備對接地電阻值的要求，在所要求的各種阻值下，應取最低值。

        4. 垂直干線子系統
       垂直干線子系統，由設備間的配線設備和跳線設備以及設備間至各樓層配線間的連接電纜組成：分為語音主干線和數據主干線兩部分。語音主干線按照程控交換機和電信系統的標準和做法，采用屏蔽大對數雙絞電纜，因為管理區子系統安裝了信號電涌保護器，所以這部分一般不需要再裝防雷設備。

       數據主干線如采用大對數雙絞電纜作為數據傳輸主干線，因為已在管理區子系統安裝了信號電涌保護器，所以一般也不需要在這部分再安裝防雷設備。如采用光纜作為計算機網絡主干線，則絕對避免了由于引下線泄放雷電流而形成的電磁場突變產生的感應雷，是最好的防雷措施。

       5. 水平干線子系統
       水平干線子系統，由連接管理子系統至工作區子系統的水平布線及信息插座組成。數據點和語音點均采用雙絞線敷設在金屬橋架和金屬管道內。由于金屬橋架和金屬管道與綜合接地系統相連，形成了信號線路的屏蔽層。并且在管理子系統中，已設有防雷保護裝置，所以在水平干線子系統中不必再加裝防雷裝置。

       但在防雷設計中，我們必須考慮防雷裝置與水平布線系統的關系。為了保證在防雷裝置接閃時這些管線不受影響，首先，應該將這些纜線穿于金屬管內，以實現可靠的屏蔽；其次，應該把這些線路的主干線的垂直部分設置在高層建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下線的柱筋，以盡量縮小被感應的范圍。在管線較長或橋架等設施較長的路線上，還需要兩端接地；第三，應該注意電源線、天線等線路的引入做法，防止雷電波侵入。因此，設計室內各種管線時，必須與防雷系統統一考慮。

       6. 工作區子系統
     （1）語音線路與外線連接要安裝電涌保護器。工作區子系統，由連接在信息插座上的各種設備組成。連接計算機網絡的數據點由于在管理子系統中已采取了防雷措施，所以在工作區子系統一般不需要再加裝防雷設施，若需要利用調制解調器通過語音點連接計算機，由于語音線路與外線連接，則有必要安裝信號電涌保護器，及采取相應的屏蔽措施。屏蔽的主要目的是使建筑物內的通信設備、電子計算機、精密儀器以及自動控制系統免遭雷電電磁脈沖的危害。

     （2） 建筑物內構成六面體的網籠。建筑物內的這些設備，不僅在防雷裝置接閃時會受到電磁干擾，而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低，有時附近打雷或接閃時，也會受到雷電波電磁輻射的影響，甚至在其他建筑物接閃時，還會受到從該處傳來的電磁波的影響。因此，我們應盡量利用鋼筋混凝土結構內的鋼筋，即建筑物內地板、頂板、墻面、梁柱內的鋼筋，使其構成一個六面體的網籠，即籠式避雷網，從而實現屏蔽。

     （3）按各種設備的不同需要增加網格密度。由于結構構造的不同，墻內和樓板內的鋼筋有疏有密，鋼筋密度不夠時，應按各種設備的不同需要增加網格的密度。良好的屏蔽不僅對防御雷電電磁脈沖是最有效的措施，而且對建筑物整體還能起到保護作用，對防止球雷、側擊和繞擊雷的襲擊都有很明顯的效果。
總之，優秀的建筑需要的是“智能”和“安全”的完美結合。一座好的建筑要想成為真正堅不可摧的壁壘，一套可靠的防雷設施不可缺少。隨著智能化技術的日趨完善以及智能建筑的不斷普及，智能建筑的防雷保護技術也將不斷得到發展，以確保智能建筑及其中的微電子設備的安全。
 
五、智能樓宇系統設計舉例：
      1. 智能樓宇環境控制管理系統防雷設計
      主要包括：暖通空調（HVAC）系統控制，如對各種冷熱源機組，空調機組、新風機組控制給排水系統控制，如各種水泵、水箱水位控制報警。運輸系統控制，如各個電梯、自動扶梯的控制。電氣系統控制，如對變配電設備、自備發電機、直流電源、照明、動力設備控制等。

      設計依據
      根據GB 50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》第五章：防雷設計；GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》第六章：防雷擊電磁脈沖；第四節，第6.4.1至6.4.8條LPZ1區對電涌保護器（SPD）的要求及YD/T 5098-2001《通信局（站）雷電過電壓保護工程設計規范》第五部分：SPD 的選擇；第5.3條：信號線用SPD；第5.5條：計算機、控制終端、監控系統的網絡數據線用SPD的要求，參照IEC 61643-3 《低壓系統的電涌保排器》 第3部分《在電信系統中SPD的應用》和IEC 61644-1 1997《通信系統用SPD》標準要求，對于通信線路的防護，需對設備進線纜線使用8/20μs波形、通流容量3KA的信號電涌保護器將數千伏的線路感應雷擊過電壓限制到設備允許值。

      按照GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》標準第4.3.7條的要求，應該將建筑物內的設備、管道、構架等主要金屬物就近接至防直擊雷接地裝置或電氣設備的保護接地裝置上，不用另設接地裝置。對于控制系統用的12V的RS232和6V的RS485、RS422數據控制線，由于通常此類控制線的線路較長，布線比較復雜，容易感應到雷電和工頻過電壓，而數據線連接的控制主機耐壓又比較低，所以需要在主機的各數據線輸入端安裝相應的數據信號浪涌保護器。比如：RS232數據控制線可使用TTS-VF-12/4S的數據信號浪涌保護器，RS485、RS422數據控制線可使用TTS-VF-06/4S的數據信號浪涌保護器。此系列一般用于控制回路額定的負載電流小于500mA的功率比較小的控制系統。如果控制回路的功率比較大，比如長距離的RS232數據控制線或者24V、48V雙絞線，則可以選用TTS-VF-24/4S、TTS-VF-48/4S的數據信號浪涌保護器。

      實施方法
      在電梯、自動扶梯、變配電設備、自備發電機、動力設備控制線路安裝一套TTS-VF-12/4S直流通信信號電涌保護器，作為電梯、自動扶梯、變配電設備、自備發電機、動力設備控制線路的保護。

      在暖通空調系統冷熱源機組、空調機組、新風機組控制線路，給排水系統水泵、水箱水位控制線路，直流電源、照明控制線路等安裝一套TTS-VF-12/4S直流通信信號電涌保護器，作為暖通空調系統冷熱源機組、空調機組、新風機組控制線路，給排水系統水泵、水箱水位控制線路，直流電源、照明控制線路等的保護。
 
      2. 火災報警及廣播系統防雷設計
      主要有火災報警及消防聯動控制系統（FAS）。在建筑物內部裝置感煙探測器、感溫探測器及模擬顯示盤。當發生火災時，它能自動噴灑水或其他滅火液體氣體。防排煙系統排除火災時產生的煙霧并防止其漫延。火災報警及消防聯動控制系統一般使用RS232數據控制線，從安全性和成本考慮，通常只需要在主機的數據采集端安裝數據信號浪涌保護器，而無須在感煙探測器、感溫探測器探頭處安裝數據信號浪涌保護器。

      設計依據
      根據GB 50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》第五章：防雷設計；GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》第六章：防雷擊電磁脈沖；第四節，第6.4.1至6.4.8條LPZ1區對電涌保護器（SPD）的要求及YD/T 5098-2001《通信局（站）雷電過電壓保護工程設計規范》第五部分：SPD 的選擇；第5.3條：信號線用SPD；第5.5條：計算機、控制終端、監控系統的網絡數據線用SPD的要求，參照IEC 61643-3 《低壓系統的電涌保排器》 第3部分《在電信系統中SPD的應用》和IEC 61644-1 1997《通信系統用SPD》標準要求，對于通信線路的防護，需對設備進線纜線使用8/20μs波形、通流容量3KA的信號電涌保護器將數千伏的線路感應雷擊過電壓限制到設備允許值。
 
      實施方法
      在消防廣播功放盤、背景音樂功放盤主機所有進出信號線路，每條線路安裝一套TTS-VF-170/4S直流通信信號電涌保護器，作為消防廣播功放盤、背景音樂功放盤信號線路的保護。
 
      在火災報警控制器、多線手動控制盤主機所有進出信號線路，每條線路安裝一套TTS-VF-24/4S直流通信信號電涌保護器，作為火災報警控制器、多線手動控制盤信號線路的保護。
 
      在消防電話盤主機所有進線信號線路安裝一套TPS-D10-48DC直流電源電涌保護器，作為消防電話盤信號線路的保護。
 
      在直流消防電源進線信號線路安裝一套TTS-RJ45-TELE/4S通信信號電涌保護器，作為消防電話盤信號線路的保護。
 
      3. 電視監控系統防雷設計
      電子監控系統一般由以下三部分組成：

      1、前端部分。主要由黑白（彩色）攝像機、鏡頭、云臺、防護罩、支架等組成。

      2、傳輸部分。使用同軸電纜、電線、多芯線采取架空、地埋或沿墻敷設等方式傳輸視頻、音頻或控制信號等。

      3、終端部分。主要由畫面分割器、監視器、控制設備等組成。

前端設備的防雷

      前端設備有室外和室內安裝兩種情況，安裝在室內的設備一般不會遭受直擊雷擊，但需考慮防止雷電過電壓對設備的侵害，比如安裝在地下停車場等的攝象機等。而室外的設備則同時需考慮防止直擊雷和感應雷。前端設備如攝像頭應置于接閃器（避雷針或其它接閃導體）有效保護范圍之內。為了施工方便避雷針一般架設在攝像機的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身或選用Φ 8的鍍鋅圓鋼或35mm2銅導線，此時應注意依據GB50198-94《民用閉路監視電視系統工程技術規范》第2章、第2.5節、供電、接地與安全防護、第2.5.4條的要求，系統采用專用接地裝置時，其接地電阻不得大于4Ω。為防止電磁感應，沿桿引上攝像機的電源線和信號線應穿金屬管屏蔽。為防止雷電波沿線路侵入前端設備，應在設備前的每條線路上加裝合適的避雷器，如電源線（220V或DC24V）、視頻線、信號線和云臺控制線。這樣做比較麻煩，問題比較多，且要受安裝空間的限制，因此可以選擇“三合一”或者“二合一”的監控攝象機多功能電涌保護器。

  · 傳輸線路的防雷：

      CCTV系統主要是傳輸信號線和電源線。室外攝像機的電源可從終端設備處引入，也可從監視點附近的電源引入。控制信號傳輸線和報警信號傳輸線一般選用芯屏蔽軟線，架設（或敷設）在前端與終端之間。GB50198-94《民用閉路監視電視系統工程技術規范》的規定，傳輸部分的線路在城市郊區、鄉村敷設時，可采用直埋敷設方式，當條件不充許時，可采用通信管道或架空方式。采用通信管道或架空方式時，應注意傳輸線纜與其它線路其它線路共溝的最小間距和與其它線路共桿架設的最小垂直間距。比如與220V交流配電線的最小間距為0.5米，與通訊電纜的最小間距為0.1米，與1～10KV電力線的最小垂直間距為2.5米，與1KV以下電力線的最小垂直間距為1.5米，與廣播線的最小垂直間距為1.0米，與通信線的最小垂直間距為0.6米等等。

      直埋敷設方式防雷效果較好，而架空線比較容易感應雷擊。為避免首尾端設備損壞，在使用架空線傳輸時，應在每一支撐桿上做接地處理，架空線纜的吊線和架空線纜線路中的金屬管道均應接地。中間放大器輸入端的信號源和電源均應分別接入合適的避雷器。傳輸線埋地敷設也并不能完全阻止雷擊設備的發生，統計數據顯示雷擊造成埋地線纜故障大約占總故障的30％左右，即使雷擊比較遠的地方，也仍然會有部分雷電流流入電纜。所以采用帶屏蔽層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設，保持鋼管的電氣連通。對防護電磁干擾和電磁感應非常有效，這主要是由于金屬管的屏蔽作用和雷電流的集膚效應。如電纜全程穿金屬管有困難時，可在電纜進入終端和前端設備前穿金屬管埋地引入，但埋地長度不得小于15米，在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。

  · 終端設備的防雷

      與硬盤錄像機等連接且布線經過室外的信號線路主要為視頻信號傳輸線及云臺控制線，因此對于硬盤攝象機的信號保護，需要在由外面進入中心監控機房的線路接入設備之前，安裝對應的浪涌保護器，按照YD/T 5098-2001《通信局（站）雷電過電壓保護工程設計規范》第五部分：SPD 的選擇；第5.3條：信號線用SPD；第5.5條：計算機、控制終端、監控系統的網絡數據線用SPD的要求規范的要求，通流容量應大于3KA。
 
      設計依據
      根據GB 50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》第五章：防雷設計；GB 50057-2010 《建筑物防雷設計規范》第六章：防雷擊電磁脈沖；第四節，第6.4.1至6.4.8條LPZ1區對電涌保護器（SPD）的要求及YD/T 5098-2001《通信局（站）雷電過電壓保護工程設計規范》第五部分：SPD 的選擇；第5.3條：信號線用SPD；第5.5條：計算機、控制終端、監控系統的網絡數據線用SPD的要求，參照IEC 61643-3 《低壓系統的電涌保排器》 第3部分《在電信系統中SPD的應用》和IEC 61644-1 1997《通信系統用SPD》標準要求，對于通信線路的防護，需對設備進線纜線使用8/20μs波形、通流容量3KA的信號電涌保護器將數千伏的線路感應雷擊過電壓限制到設備允許值。
 
      實施方法
      在區域門禁每臺槍式攝象機信號線路安裝一套TTS-CCTV系列二合一直流/交流供電監控攝像機電涌保護器，作為槍式攝象機線路的保護。
 
      在區域門禁每臺快速球型攝象機信號線路安裝一套TTS-CCTV系列三合一直流/交流供電監控攝像機電涌保護器，作為快速球型攝象機線路的保護。
 
      在區域門禁紅外對射報警信號線路，每條線路安裝一套TTS-VF-24/4S直流通信信號電涌保護器，作為紅外對射報警信號線路的保護。
 
     在安防控制中心控制信號線路進線處，每條線路安裝一套TTS-VF-24/4S直流通信信號電涌保護器，作為紅外對射報警信號線路的保護。
 
     在安防控制中心同軸信號線路進線處，安裝一套TTS-CoaxB-TV/16S同軸通訊信號電涌保護器，作為同軸通訊信號線路的保護。
 
      4、計算機機房網絡通信系統防雷設計
      計算機機房網絡通信系統雷電防護包括廣域網雷電防護、局域網雷電防護、無線通信系統雷電防護、光纜通信雷電防護和機房內部設備之間的串口雷電防護等。

      廣域網遠距離傳輸數據通信，在進入機房設備（調制解調器或其它設備）前端應安裝具備二級保護的防雷保護器，第一級一般為惰性氣體火花間隙放電器，通過RLC解偶后，進入第二級半導體過電壓保護器。需要防護線與線之間、線與大地之間的雷電入侵，保護器的損耗指標應該適應計算機設備的IEEE標準通信的有關要求。

      局域網雷電防護的重點是做好局域網網線的屏蔽，同時加強終端設備局域網端口的雷電防護。局域網絡通常以雙絞線傳輸數據，無屏蔽保護，布線也往往不盡規范，除了有可能遭受感應雷擊的襲擊外，交流線路的干擾也會對網絡系統造成影響。在局域網絡的兩端安裝避雷器，可有效地防止各種過電壓對設備造成的破壞。局域網的網口應該采取雷電防護措施，服務器、網絡交換機、集線器等端口應加設專用電涌保護器。出戶的局域網線及BNC遠程局域網也須安裝電涌保護器。485數據線接口、422數據線并口、RS232數據串口、TTY傳感器數據接口等，均應安裝匹配的電涌保護器，匹配原則應參照防雷標準和計算機通信協議。

 

      設計依據

      實施方法

      在區域門禁主出口一卡通安全門禁系統、電子巡更系統控制線路安裝一套TTS-VF-12/4S直流通信信號電涌保護器，作為一卡通安全門禁系統、電子巡更系統控制線路的保護。

      依據GB50174-93《電子計算機機房設計規范》第六章 電氣技術：第四節接地要求：第6.4.2條、第6.4.2條要求，采用共用接地時，電阻按各種接地方式的最小值要求。