【正文】 法再使用。部分視頻避雷器上有擊穿痕跡。 從現(xiàn)場環(huán)境、避雷器的痕跡以及控制線的損壞情況看，這次雷害電流強度很 第 5 頁 大，應該是一次直擊雷的破壞事故。 雷害成因分析： 事故發(fā)生后某地請我公司為其原有系統(tǒng)進行了雷擊分析并為其提出整改意見。導致多臺球機被雷擊損壞的根本原因是不同的信號端之間的不共地，導致雷直擊時在兩端產(chǎn)生不等的地電位而引起設備和線路的損壞。另外，原設計施工方案也有以下的一些缺陷： ? 避雷器與室外球機之間的距離過長導致防雷保護效果不佳； ?關鍵的控制信號線上沒有設置避雷器，導致連串的設備損壞； ? 引入中控室設備處信號線沒有設置避雷器，也會導 致中控設備被入侵浪涌損壞。 ? 預埋管采用非金屬 PVC 管，導致雷擊時埋地信號線路屏蔽層與外地產(chǎn)生形成大電位差，造成線路損壞。 對雷害的整改措施： 由上可見，若采取的防雷措施不合理或考慮不嚴密，防雷就不能起到效果。為了完善該系統(tǒng)的防雷性能，應按以下措施對原防雷系統(tǒng)進行改進： ① 室外球機處的改進措施 室外球機應分別裝設單相電源防雷器、視頻防雷器，控制線防雷器。建議采用專為攝像機保護設計的專用的一體化避雷器。 ? 室外球機端的避雷器應盡量靠近球機安裝，從防雷器到球機的線路長度（包括接地線）越短越好。 ? 球機的 金屬外罩、信號線屏蔽層、金屬蛇管、電源變壓器金屬外皮等應與燈柱金屬外殼或者燈柱的接地線形成可靠電氣通路，保證接地良好。 ② 機房處的改進措施 從外引入的視頻線及控制線，在接入設備前必須安裝相應的信號防雷器，防雷器的接地引線應盡量短。 ? 埋地進入機房的信號金屬導線，金屬管與帶屏蔽導線的金屬屏蔽層，應在引入室內(nèi)處進行就地接地，與大樓的統(tǒng)一接地網(wǎng)形成良好電氣通路（接地電阻必須小于 1 歐）。 ③ 其他接地措施 條件允許時，室外通訊線路應考慮穿金屬管埋地敷設，金屬管兩端應接地，全長應保持電氣連接。 ? 當室外攝像機采用 就地接地時，接地電阻值越小越好，應盡量把接地電阻降到 1歐姆以下。 ? 條件允許時，應采用埋設截面足夠大的扁鐵或鋼筋，將室外攝像機接地與中控室接地網(wǎng)連通，以實現(xiàn)共地。 ? 當室外攝像機接地條件不能滿足要求時，應采用光纖通訊，以避免因金屬導線跨越兩個地網(wǎng)而引起的過電壓。 防雷設備從類型上看大體可以分為： 電源防雷器、電源保護插座、天饋線保護器、信號防雷器、防雷測試工具、測量和控制系統(tǒng)防雷器、地極保護器。 電源防雷器分為 B、 C、 D三級。依據(jù) IEC（國際電工委員會）標準的分區(qū)防雷、多級保護的理論， B級防雷屬于第一 級防雷器，可應用于建筑物內(nèi)的主配電柜上； C 級屬第二級防雷器，應用于建筑物的分路配電柜中； D 級屬第三級防雷器，應用于重要設備的前端，對設備進行精細保護。 通信線信號防雷器在產(chǎn)品的設計上，依據(jù) IEC 61644 的要求，分為 B、 C、 F 第 6 頁 三級。 B 級（ Base protection）基本保護級（粗保護級）， C 級（ Combination protection）綜合保護級， F級（ Mediumamp。fine protection）中等 /精細保護級。 優(yōu)點： 種類型號多，防護齊全。 缺點： 產(chǎn)品價格相對較高。 在安防行業(yè)除了要選用合格 的防雷產(chǎn)品外，系統(tǒng)地良好接地，和施工的合理規(guī)范也是做好防雷的必要條件。 所有防雷保護系統(tǒng)均應有可靠、有效的接地。接地系統(tǒng)亦是防雷保護的必要組成部分之一。 安防監(jiān)控系統(tǒng)前端、終端設備均應有良好的防雷接地，相應接地系統(tǒng)應符合規(guī)范要求。一般獨立于監(jiān)控機房所在建筑物的前端設備均須設有獨立接地。但在此需要特別指出的是：無論前端還是終端設備的接地系統(tǒng)，如果距離小于 20 米的情況，兩個接地系統(tǒng)之間應做等電位連接。 施工時沿墻敷設應注意的問題： 許多布線人員，因?qū)Ψ览字R了解有限，或者圖簡單方便，習慣于將戶外走線線路與建筑物 避雷帶、引下線相互捆綁。方便了工程施工與美觀的同時，也帶來了較大的防雷安全隱患。這一點是值得重視和注意的。為減小雷害風險，任何導線 /金屬線路均應盡可能避免與直擊雷防護系統(tǒng)平行捆扎，而應依有關規(guī)范要求合理布線。 目前安防工程防雷系統(tǒng)設計原則一般依據(jù)如下： 雷擊破壞途徑： CCTV 電視監(jiān)控系統(tǒng)如果遭受雷擊，將可能由以下幾種途徑對系統(tǒng)產(chǎn)生破壞。 ? 直擊雷：雷電直接擊在露天的攝像機上造成設備損壞；雷電直接擊在架空線纜上造成線纜熔斷。 ? 雷電波侵入： CCTV 的電源線、信號傳輸或進入監(jiān)控室的金屬管線遭到雷擊或 被雷電感應時，雷電波沿這些金屬導線侵入設備，造成電位差使設備損壞。 雷電感應：當雷擊中避雷針時，在引下線周圍會產(chǎn)生很強的瞬變電磁場。處在電磁場中的監(jiān)控設備和傳輸線路會感應出較大的電動勢。這種現(xiàn)象叫電磁感應。 ? 當有帶電的雷云出現(xiàn)時，在雷云下面的建筑物和傳輸線路上都會感應出與雷云相反的電荷。這種感應電荷在低壓架空線路。 第 7 頁 第二章 防雷與接地裝置 鐵路信號設備易遭雷電襲擊，造成設備的損壞或誤動，影響鐵路運輸生產(chǎn)。因此，信號設備必須對雷電予以防護。為保證安全，信號設備應設安全地線，防雷裝置應設防類地線。 信號設備往往是與電線路或鋼軌連接在一起，雷電通過電線路、鋼軌襲擊信號設備，因此必須對雷電進行防護，防止和減少雷害，進一步提高設備的可靠性，目前信號設備越來越普遍地采用電子器件，它們承受雷害的能力更小，必須有完善的防雷措施。 第一節(jié) 雷害及防雷 1. 雷害 雷電是一種自然現(xiàn)象，由于它的能量極大，極易對設備和人體造成嚴重損傷。 雷電有直接雷和感應雷兩種。直接雷是直接侵入設備或與設備相關聯(lián)的傳輸線上的雷電，其雷電壓可高達幾十萬伏，但襲擊信號設備的概率很小。 感應雷是由于電磁感應作用，在電氣設 備上感應出的雷電壓，在設備中流過感應電流。 + + + + － － － － + + + + + + + + + + + + + — + （ a）縱向感應電壓 （ b）橫向感應電壓 感應雷又分為縱向感應雷和橫向感應雷?？v向感應雷是感應到設備兩側(cè)（如鋼軌）上的極性相同，大小相等的感應電壓。橫向感應雷是感應到信號設備 兩側(cè)的極性不同的感應電壓。（如圖所示） 感應雷的發(fā)生機率高，襲擊信號的次數(shù)相當頻繁。因為信號設備電多面廣，設備本身屬于低壓電氣設備或電子設備，絕緣耐壓程度較低，易受雷害破壞。從技術經(jīng)濟角度出發(fā)，信號設備主要是對感應雷進行防護。 2. 雷電侵入信號設備的主要途徑 雷電侵入信號設備的主要途徑是交流電源線、軌道電路、電纜等。 （ 1）由交流電源侵入 雷電沖擊波侵入高壓電線路傳至高壓變壓器，若該變壓器未裝避雷器或避雷器失效， 雷電波幅值又較大，就會擊穿變壓器初、次級繞組間絕緣。這樣，數(shù)百千伏的雷電壓就會直接侵入交流低壓電源 ，嚴重破壞低壓側(cè)的信號設備。 第 8 頁 若雷電沖擊波電壓幅度不高，不足以動作高壓避雷器，或不足以擊穿變壓器絕緣侵入電壓回路時，雷電沖擊波還會通過繞組間分布電容耦合的方式，侵入信號低壓回路。 低壓電源線和信號設備相連接，對雷電壓來說，可認為他們的電位為零。因此，電容的耦合作用可用如圖（ a）所示的回路表示，其等效電路如圖（ b）所示。其中 C0 為高壓導線和繞組對大地的電容， C1 為高壓繞組對鐵心和外殼的電容， C2為低壓繞組對鐵心和外殼的電容。 C1 C2 U1 高壓 C0 C2 低壓 U2 C0 U1 U2 C1 （ a） （ b） 電容的耦合作用 當高壓側(cè)出現(xiàn)高壓 U1時，低壓側(cè)將出現(xiàn)相應的電壓 U2， U2=[C1/（ C1+C2） ]U1。假設 U1=35kV,C2/C1=20,則 U2=。如此高的電壓，對低壓回 路中的信號設備是危險的。當 C2的比值較小或 U1較大時，對信號設備的危險更大。 如果高電壓線路的雷擊沖擊波電壓不對稱，或者兩條線路上避雷器的放電電壓或殘壓值不一致。變壓器高壓繞組兩端就可能出現(xiàn)電壓Δ U1，在低壓繞組中將感應出電壓Δ U2。假設 U1=35kV，初、次級變壓比為 50，則Δ U2為 。這么高的電壓，加到信號設備上也有一定的危險性。 （ 2）由軌道電路侵入 軌道才、電路用鋼軌作為傳輸線，他一般高出地面，有的鐵路旁有高山、樹林、有的是大橋，也容易遭雷擊。 軌道電路雖然安裝在軌枕上，但由于軌道電路較長 ，又有泄漏和電容，且均勻分布，鋼軌本身又有一定的電阻，當雷電襲擊時不能立即泄放掉，雷電波將傳送一段距離。雷擊侵入軌道后，對軌道電路器材來說，易造成損壞。 （ 3）由電纜侵入 鐵路信號的室內(nèi)、外設備通過電纜連接起來。雷電從電纜侵入，并傳輸至室內(nèi)設備。電纜附近的大地遭受雷擊時，電纜護套可能被擊穿，雷電流直接侵入芯線或雷電流沿電纜鎧裝流動，對芯線產(chǎn)生較高的感應過電壓。同時，當一根電纜的一根芯線有過電壓侵入時，其他芯線也將產(chǎn)生感應電壓。 此外，雷電擊點距信號設備較近時，由于雷擊電流造成雷擊點大地電位上升波及到信號設備 ，使之產(chǎn)生閃絡（沿固體表面發(fā)生的破壞性放電，通常只引起絕緣介質(zhì)強度的暫時喪失）或擊穿（貫穿固體發(fā)生的破壞性放電，導致絕緣介質(zhì)強度的永久性破壞） 3. 縱向電壓和橫向電壓 電線路一旦遭受雷電過電壓的侵襲，則該電壓波由侵襲地點沿線路向兩端傳播，形成縱向電壓和橫向電壓。 縱向電壓指導線或設備對地電壓，每條導線上的折射電壓或反射電壓均為縱向電壓。 橫向電壓指兩導線間的電位差。由于每條導線感應過電壓的不平衡、線路阻抗的不一致、防雷元件沖擊點火電壓的離散性、被保護設備阻抗及接地電阻的影 第 9 頁 響都造成橫向電壓。 縱向過電壓及橫向過電 壓，對人身安全和信號設備的正常運行都會帶來極大的危害。縱向過電壓將使設備的絕緣閃絡、擊穿，甚至起火。橫向過電壓會擊穿、燒毀信號設備尤其是電子元件。 4. 信號設備的防雷 （ 1）信號設備的防雷要求 ① 在有雷電活動的地區(qū)，交流電源的外線、電子設備、軌道檢查裝置、謠信遙控設備等與外線連接的信號設備均必須設防雷裝置。 ② 不同雷電活動的地區(qū)，應采用相應的防雷措施。 不同雷電活動是指有雷暴的時間多少。按年均雨暴日（ N）的多少，雷電活動地區(qū)可分為少雷區(qū)（ N≤ 15）、中雷區(qū)（ 15N≤ 40）、多雷區(qū)（ 40N≤ 90）、強雷區(qū)（ N90）。 （ 2）信號設備雷電防護的原則 ①防雷裝置和被防護設備的絕緣應匹配，將雷電感應過電壓限制到被保護設備的沖擊耐壓水平以下。 絕緣匹配是指在沖擊電壓作用下，防雷設備的放電 特性和被保護設備耐壓水平之間的匹配，要求防雷設備 伏、秒 特性曲線始終在被保護設備的伏、秒 特性曲線之下，并留有一定裕度，如圖所示。這樣，可以使設備得到可靠的防雷保護。 被保護設備為電氣設備時，保護設備的保護電壓應低于被保護設備的絕緣耐壓；如果被保護設備為電子設備時，防護設備的保護電壓應低于電子設備的工作電壓和擊穿電壓。 伏、秒 特性曲線 ②正常情況下，防雷裝置不應影響被防護設備的工作，受雷電干擾時，應保證信號設備不得錯誤動作。 信號設備的防雷不同于其他設備的防雷，不僅要考慮不致因雷擊而損壞設備或使設備錯誤動作，而且要盡量做到設備不間斷使用，以確保正常行車。因此，在選用防雷元件時，要特別注意不用易造成短路的防雷元件。當被保護設備接入防雷設備后，對被保護設備的輸出功率、接受靈敏度或頻率特性不應產(chǎn)生不良的影響。 ③采用多級防護時，各級防護元件應配 置合理。 要保證各級防雷設備順序工作，以有效抑制雷電壓。一般情況下，各級防雷元件不宜直接并聯(lián)，避免動作電壓低、時間快的防雷元件先動作，使其他元件不起作用。所以各級間應有延遲措施，使防雷元件逐級啟動。通常前級或前幾級防雷元件采用通流容量大、啟動快的元件，使大部分雷電能由防雷元件泄入大地。 （ 3）信號設備防雷元件的安裝和設備要求 ①部防護用防雷元件宜安裝在線路終端。防雷元件與被防護設備之間的連接線應短，防雷電路的配線與其他配線應分開走線，不允許其他設備借用防雷設備的端子。 防雷裝置如距被防護設備過遠，由于在連 接線上產(chǎn)生震蕩波，導致被防護設備兩端的電壓比防雷裝置兩端的電壓更高，這種現(xiàn)象稱為間距效應。入侵的雷電在電纜兩端產(chǎn)生反射使之積累，當電纜較短時，有可能在電纜上產(chǎn)生極高的過電 第 10 頁 壓。所以從減小間距效應和抑制電纜內(nèi)過電壓來看，外部防雷用的元件宜安裝在線路終端。 為了減小連接線的電感，取得更好的防雷效果，防雷裝置與被保護設備間連