一、工程概述

1、实地勘察记录

1.1、XXXX的监控、消防控制机房（以下简称机房）位于主办公楼一层，办公楼为钢筋混凝土结构且已有可靠的直击雷防护。机房面积为48平方米，且地下有活动地板，机房内控制台、机架尚未采取任何等电位接地措施。进出入机房的所有线缆通过机房墙壁的走线槽由活动地板下进入各设备端，走线槽尚未跨接。

1.2、通过勘察人员的勘察，机房尚未采取任何等电位措施，靠墙的视频矩阵机柜有一处接地，但通过接地电阻测试仪测试，其接地电阻为9Ω，没有达到有关规范规定小于4Ω的规定。

1.3、机房的所有设备用电从一楼电气竖井的配电箱中两路引入。在一楼的电气竖井和进入机房中时尚未采取任何防雷电感应和雷电波侵入的措施。

1.4、室外有摄像头4个（带云台），室内有摄像头25个，共29个，且都没有采取任何防雷电感应和雷电波侵入的措施。室外摄像头没有直击雷防护措施，其中北门的摄像头周围较为开阔，易遭受直击雷。

所有进出入机房的视频线、控制线和信号线在进出入机房和设备处没有采取防雷电感应和雷电波侵入的措施。

2、雷击入侵途径分析

2.1、直击雷：闪电直接击在建筑物、其他物体、大地或者防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。办公楼已有比较完善的直击雷防护，且机房处于大楼一层，所以直击雷对机房的影响较小。

2.2、雷电感应：闪电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。电磁脉冲可能会发生在线路、地、机壳、设备、接口等之间，相互之间会有高电位差，轻则造成设备损坏，数据丢失，传导误动作，停机，设备寿命减低，重则会击坏设备接口，电路板，导致设备永久性损坏，甚至导致系统瘫痪。

2.3、线路传导：当线路感应到雷电流时，强大的雷电流会顺着线路向线路的两端传导，使线路本身以及线路输入端设备遭到侵害。杜绝线路传导雷电流需要将线路两端的屏蔽层接地，以及在线路上加装SPD来泄放雷电流。而实际现场基本没有安装SPD，一旦线路感应雷电流，势必会导致雷电流导入设备，造成设备损坏。

现场勘察情况如：机房内的电源系统，信号系统均没有做任何防雷电感应和雷电波侵入的措施。

2.4、雷电反击：雷电流流过正常情况下处于低电位的导体，造成导体电位升高，引起该导体向正常情况下处于高电位或地电位的导体放电的现象，称为雷电反击，又称为高电位反击或地电位反击。在机房内可采用等电位来减小这中反击对设备的危害，而在地下可采用共用接地体的措施来防止不同系统接地体之间的反击。

现场情况：机房尚未采取等电位措施，设备几乎没有接地，视频矩阵机架有一处接地，但接地电阻未能达到要求。

3、设计思路

针对可能的雷电波入侵途径，我们在接闪、分流、接地、屏蔽、合理布线、等电位连接等六个方面做完整的、多层次的防护。

系统防雷包括外部防雷和内部防雷两个方面：

外部防雷以避雷针（带、网）、引下线、接地装置为主，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针（带、网）、引下线等泄放入地。

内部防雷系统是为保护建筑物内部的人员和设备的安全而设置的。通过加装SPD（电源SPD、信号SPD）等方法，使建筑物、设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体，将内部设施因雷击所感应到的雷电流泄放入地，确保人员和设备的安全。

接闪：一般有三种形式：避雷针、避雷带、避雷网，它位于建筑物的顶部，其作用是引雷或叫截获闪电，防止建筑物本体、建筑物屋面上的设备、人员被雷电直接击中。

分流：指引下线对分流效果的影响，引下线的粗细和数量直接影响分流效果。引下线数量多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。另外，加装电涌保护器也是分流的一种重要方法。在一切外来的导线（如电力电源线、电话线或信号线、天线的馈线等）与接地装置或接地线之间并联（串联）电涌保护器。当雷击或其他原因导致线路上产生的瞬态过电压沿着各种导线进入室内或设备时，电涌保护器将瞬间对地导通，雷将电流分流入地，从而减小设备受损的几率。

接地：良好的接地是防雷成功的重要保证之一。接地就是让雷电流顺利地流入大地，而不让雷电流集中在防雷系统的某处，从而对被保护物体产生破坏作用。良好的接地才能有效地泄放雷电能量。标准要求“每幢建筑物本身应采用共用接地系统，当互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时，宜将其接地装置互相连接。

屏蔽：屏蔽的重要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。建筑物内的这些设施，不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰，而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低，附近发生雷击或建筑物的接闪时，都会受到电磁辐射和电磁波的影响。

为减少电磁干扰的感应效应，宜采取以下的基本屏蔽措施：建筑物和房间的外部设屏蔽措施，以合适的路径敷设线路，线路屏蔽。这些措施宜联合使用。所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属部件都应等电位连接在一起，并与防雷装置相连，如屋顶金属表面、立面金属表面、混凝土内钢筋和金属门窗框架。

如果屏蔽措施得当，可以通过屏蔽预先泄放掉雷电流的70%，剩余30%则需要通过选用适当的电涌保护器向大地泄放。

合理布线：综合布线电缆与附近可能产生高电平电磁干扰的电动机、电力变压器等电气设备之间应保持必要的距离。采用屏蔽布线系统时，所有屏蔽层应保持连续性。在需要保护的空间内，当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端并宜在防雷交界处做等电位连接，当系统要求只在一端做等电位连接时，应采用两层屏蔽，外层屏蔽按前述要求处理。

主干线路穿于金属管内，以实现可靠的屏蔽；应该将这些线路设置在中心部位，避免靠近用作引下线的柱筋，尽量缩小被感应的范围。管线较长或桥架设施较长时线路上须两点以上接地。

等电位连接：将分开的装置，如导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来，以减少雷电流在它们之间产生的电位差。穿过防雷区界面的所有导电物（电力线、通信线）和各类管线均应在界面处做等电位连接。信息系统的所有外露导电物应建立一等电位连接网络。

二、设计依据

1、依据标准

1.1《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）

1.2《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）

2、保护对象

主办公楼内监控、消防系统的设备，室外摄像头。

三、设计方案

1、摄像头直击雷防护：

1.1、北门：由于北门的摄像头周围较为空旷，易遭受直击雷，所以本方案设计将在距摄像头杆5m处加装一支6m的独立避雷针对摄像头进行保护，在摄像头处加装1只三合一电涌保护器，同时云台、金属支撑杆、摄像头的金属外壳应和电涌保护器的接地线连接在一起接地。

1.2、在另外的3个摄像头的支撑杆的顶端分别加装一支1m 的避雷小针，在靠近摄像头处的线路上各加装1只三合一的电涌保护器，同时云台、金属支撑杆、摄像头的金属外壳应和电涌保护器的接地线连接在一起接地。经勘察人员测试，上述三只摄像头的金属支撑杆的接地电阻未能达到要求，所以本方案中将在其附近的草地上设置独立的接地体。

2、机房等电位措施：

2.1、机房长7m，宽6m，为活动地板机房。由于机房内没有采取任何等电位防护措施，所以本方案设计在机房内楼地面以上200mm处，沿墙角四周敷设一圈40mm×4mm的扁铜，作为机房的局部等电位连接带；并纵向每隔2.3m，横向每隔2m直接在活动地板下面的地面上敷设一条40mm×4mm的扁铜，横向和纵向敷设的条形扁铜应和机房的局部等电位连接采用螺栓连接的方式连接在一起，并保证其有良好的电气通路。使整个机房组成2.3m×2m的M型等电位连接网格，其连接方式可采用焊接、压接或熔接，具体可根据施工进行选择。

2.2、在机房的两个对角柱处设置两个截面积为50 mm²的铜排，作为等电位接地端子板，并凿开两柱内的主钢筋，用直径为12mm的圆钢一端与柱内的主钢筋焊接，一端与等电位接地端子板熔接，圆钢的焊接长度应大于其宽度的6倍。焊接和熔接处应涂漆作防腐处理。等电位接地端子板与等电位连接带之间采用直径为35mm²的黄绿相间的双色铜绞线连接。连接方式采用螺栓连接，连接处应进行热搪锡处理。

2.3、机房内的机柜、机架等较大的金属物体应采用截面积为16 mm²的黄绿相间的双色铜绞线就近与等电位连接带或活动地板下的扁铜做可靠的电气连接。各个设备的金属外壳、活动地板的金属龙骨和金属门窗，以及空调的金属支架等均应采用截面积为6 mm²的黄绿相间的双色铜绞线和等电位连接网络做可靠的电气连接。

机房内靠墙的走线槽应采用截面积为16 mm²的黄绿相间的双色铜绞线在线槽的连接处跨接。

3、防雷电波侵入措施：

3.1、监控系统：从室外摄像头进入机房以及室内摄像头引入机房的视频信号线和控制线在进入机房时都应做防雷电波侵入的措施。本方案设计将在进出入监控系统机房的视频信号线处加装1组信号电涌保护器；在控制线进入485/232码转换器处装设组DB25的信号电涌保护器。

3.2、消防系统：在进入机房消防系统设备的各线缆处加装1组SR信号电涌保护器。

3.3、电源系统：由于机房的所有设备用电均从一楼电气竖井的配电箱中两路引入，但对电源系统没有采取任何防雷电波侵入的措施。由于雷电防护是分级防护，逐级泄流。所以本方案设计将在一楼的电气竖井中装设两组二级电源电涌保护器，同时在机房的配电盘内装设两组电源电涌保护器。