一、概述

雷电是自然界一种常见的放电现象。自然界每年都有几百万次闪电，每年雷击造成的人员伤亡和财产损失，仅次于水灾而大于其它任何灾害。

雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。尤以大规模集成电路为核心组件的测量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用的电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压很可能造成电子设备产生误操作，从而造成更大的经济损失和社会影响。

雷电过电压的入侵途径分为：

1)直击雷

雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏。

2)雷电波侵入

CCTV的电源线、信号传输或进入监控室的金属管线遭到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线侵入设备，造成电位差使设备损坏。

3)感应雷

当雷击避雷针时，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场。处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电动势。这现象叫电磁感应。当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可40－60kv。这种现象叫静电感应。电磁感应和静电感应称为感应雷，又叫二次雷。它对设备的损害没有直击雷来的猛然，但它要比直击雷发生的机率大得多。

4)开关操作过电压

大型电感性和电容负载的开关，甚至供电网中接地故障或短路均可产生高压峰值，它在传播中还会通过电容、电磁耦合侵入信号线路上，使设备受损。

所以防雷是一个很复杂的问题，不可能依靠一、二种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消除雷击过电压和感应过电压的影响，必须针对雷害入侵途径，对各类可能产生雷击的因素进行排除，采用综合防治——均压、屏蔽、分流、接地、保护（包括安装先进的防雷产品、过电压保护器、浪涌保护器），才能将雷害减少到较低限度。

二、防雷设计方案

（1）、设计依据

GB50057-94/2000《建筑物防雷设计规范》

GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

（2）、直击雷防护设计

根据GB50057-94/2000《建筑物防雷设计规范》规定，当建筑物地处湖边及空旷之地时，必须进行直击雷防护，防护措施可采取安装避雷针或避雷带，将雷电安全（特别是大电流的雷电）泄放到大地，避免雷电伤害建筑物或设备。

根据实际情况，大楼已经安装了避雷带作为直击雷防护措施，因此本方案不考虑直击雷防护。

（3）、中心机房电源部分防雷设计

根据GB50057-94/2000《建筑物防雷设计规范》和GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》要求，建筑物室内机房电源防雷分为四级，防雷方式见下：

3.1　办公大楼总配电电源防雷(I级防雷)

在办公大楼总低压配电柜的各电源回路处并联安装一套上海雷迅ASafe-25/3+NPE三相五线电压开关型电源防雷器，电压开关型电源防雷器在整个防雷系统中所起的根本作用是，当发生强度很大的雷击时，使产生于供电线路上的感应雷电流，在进入总配电柜之前就迅速地泄放入地，因此开关型电源防雷器是高可靠性、大通流量和长寿命，可承受雷雨季节多次高强度、高能量浪涌过电压的冲击，而稳定可靠的发挥迅速大通流量泄流的作用。

3.2　机房配电电源防雷(II级防雷)

在机房配电电源进线端并联安装一套上海雷迅AM1-80/3+NPE三相五线限压型电源防雷器，由于电压开关型电源防雷器在泄放供电线路上高能量的雷电流时，在防雷器两端所呈现的残压仍然很高，仍可能大大超过被保护设备所能承受的较高耐压值，因此限压型电源防雷器通过再次泄流而降低线路上的残压，进一步降低真正到达设备供电端口的浪涌电压值，使之小于设备耐压值，从而在发生雷击时，使设备遭受损坏的可能性大大减小。

3.3 UPS电源防雷(III级防雷)

UPS电源会为机房内的一些重要设备进行供电保障，所以也需对UPS电源进行感应雷防护，在UPS电源进线处加装一套上海雷迅AM2-40/1+NPE单相限压型电源防雷器，进一步降低真正到达设备供电端口的浪涌电压值，使之小于设备耐压值，从而在发生雷击时，使设备遭受损坏的可能性大大减小。

3.4　重要电子设备电源防雷(IV级防雷)

对于一些特别重要或特别敏感的电子设备，具备第四级的保护是必要的，可在用电设备电源进线端使用一个电源防浪涌保护器，以达到完全消除微小瞬态的瞬态过电压的目的。

（4）、中心机房信号部分防雷设计

4. 1  光纤光缆防雷

因光频率与雷电频率相距较大，所以光纤一般无需专门防雷，但为了防止光纤金属层引雷到机房而使设备损坏，必须将光纤金属层的两端做接地处理，且接地电阻必须小于4欧姆以下。

4. 2  网络数据线防雷

为了避免雷电经网络数据线缆进入机房，损坏服务器设备，对服务器端口两端进行防护，安装上海雷迅RJ45-E100/4S以太网防雷器，将感应电压减小到交换机可以承受的范围，起到保护服务器端口的作用，保证网络的正常运行。

（5）、监控系统防雷设计

5.1  监控器电源防雷

为了避免雷电流侵入监控器的电源线缆，而导致解码器损坏，在各监控器的220V电源进线端各串联安装一套上海雷迅AM3-05D-220模块化交流控制电源防雷器，可以将雷电流限制在摄像头解码器可以承受的水平，达到有效的防护效果。

5.2 网络摄像机电源、网络二合一防雷

为了避免雷电流侵入摄像机的电源和网络线路，而导致摄像头和摄像机电源的损坏，在各摄像机前端各串联安装一套上海雷迅SV-2/220 EP电源、网络二合一防雷器，可以将雷电流限制在摄像头可以承受的水平，达到有效的防护效果。

（6）、等电位连接

所谓等电位连接，就是使用连接导线或过电压保护器将防雷装置和建筑物的金属装置、外来导线、电气装置等连接起来，以实现均压等电位，消除感应过电压的产生。

机房内部应做成等电位网格，有条件的网格越密效果越好。一般使用规格为3*30的铜带，沿机房做成等电位网格。机房内的电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管(槽)、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地和安全保护接地及浪涌保护器接地端均应以较短的距离与防雷接地引下线相连做成良好的等电位连接。

（7）、接地系统

根据GB50057-94/2000《建筑物防雷设计规范》要求及为了达到实际防雷的效果，机房设备的防雷接地电阻必须小于4欧姆以下，重要场所防雷接地电阻应小于1欧姆，当设备有更高要求时，或临近有强电磁场干扰。

地网设计方案如下：

1、接地网的安装位置选择在地壤电阻率很小，适合地网的安装的地方，容易达到接地电阻值不大于4欧姆。

2、我公司选用热镀锌角钢的接地方式，垂直接地体采用50×50×5 mm的镀锌角钢，水平接地体采用40X4的镀锌扁钢。

3、地网开挖深度约0.7－1.2米，垂直接地体的间距为3-5米，垂直接地桩与水平接地极的连接处均四面焊接，所有的焊点均用沥青做防腐处理。

4、由地网引出一根BVR50mm2多股铜芯电缆至室内等电位排，作为机房的防雷接地引下线，方便防雷器和各设备就近的接地。