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高速公路防雷方案-高速機(jī)電系統(tǒng)防雷設(shè)計: 發(fā)布時間:2019-02-12 14:15 　瀏覽次數(shù)：

（一）、項目概況
本次收費站防雷更新改造涉及3條高速公路的13個收費站。
（二）、設(shè)計依據(jù)
1、《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010
2、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2004
3、《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50198-94
4、《雷電電磁脈沖的防護(hù)》IEC-61312
5、《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》GB/T50311-2000
6、《電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》GB50174-93
7、《建筑物防雷》IEC61024
8、《電信大樓內(nèi)的連接結(jié)構(gòu)和接地》ITU K27
9、《光纜的防雷》ITU K25
10、《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》YD5078-98
11、《氣象信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護(hù)規(guī)范》XQ3-2000

（三）、設(shè)計原則
1、認(rèn)真執(zhí)行國家政策,法令和有關(guān)規(guī)定,嚴(yán)格按照國家規(guī)范和地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計,并按照《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》的有關(guān)要求，積極采納國際標(biāo)準(zhǔn),提高設(shè)計技術(shù)要求。
2 、在進(jìn)行綜合防雷設(shè)計時，應(yīng)堅持全面規(guī)劃、綜合治理、優(yōu)化設(shè)計、多重保護(hù)、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、定期檢測、隨機(jī)維護(hù)的原則，進(jìn)行綜合設(shè)計及維護(hù)。
3、高速公路綜合防雷系統(tǒng)的防雷設(shè)計應(yīng)采用直擊雷防護(hù)、等電位連接、屏蔽、合理布線、其用接地系統(tǒng)和安裝電涌保護(hù)裝置等措
施進(jìn)行綜合防護(hù)。必須堅持預(yù)防為主、安全第一的指導(dǎo)方針。
4 、根據(jù)相應(yīng)的防雷規(guī)范要求、地方標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人員的介紹和現(xiàn)場實地勘察設(shè)計防雷方案。

(四）、設(shè)計范圍
1、本次設(shè)計將對各收費站的收費、監(jiān)控系統(tǒng)防雷、接地保護(hù)進(jìn)行完善。

(五)、現(xiàn)狀調(diào)查及設(shè)計方案
根據(jù)對各收費站防雷設(shè)施現(xiàn)狀的實地調(diào)查，安迅防雷發(fā)現(xiàn)有以下幾點問題：
1、由于高速各收費站已經(jīng)建成運營5年多，大部分防雷設(shè)施損壞、老化、缺失；
2、收費廣場四周接地扁鋼裸露在外，存在安全隱患；
3、由于防雷設(shè)計規(guī)范的更新修訂，現(xiàn)有的部分防雷設(shè)施設(shè)計不滿足規(guī)范要求。

收費站防雷系統(tǒng)的設(shè)計方案堅持全面規(guī)劃、多重保護(hù)、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則，進(jìn)行綜合設(shè)計。將采用等電位連接、屏蔽、合理布線、共用接地系統(tǒng)和安裝(更換)電涌保護(hù)裝置等措施進(jìn)行綜合防護(hù)。
1、電源系統(tǒng)的防護(hù)方案
在UPS電源前安裝一套單相電源防雷器，作為三級保護(hù)。SPD連接導(dǎo)線應(yīng)短而直，SPD連接導(dǎo)線不宜大于0.5m，當(dāng)長度大于0.5m 時應(yīng)適當(dāng)加粗線徑。當(dāng)兩SPD間的線距大于5米時，應(yīng)在兩SPD間加裝退耦裝置。為防止SPD老化造成短路，要求SPD安裝線路上應(yīng)有過流保護(hù)裝置。
在收費亭內(nèi)的供電線路上各安裝一套單相電涌保護(hù)器，保護(hù)各亭收費計算機(jī)、票據(jù)打印機(jī)、收費指示板、指示燈、自動攔桿、車道控制器、語音提示系統(tǒng)、對講機(jī)等電源線路安全。
攝像頭頭部低壓直流供電線路兩端各安裝一只低壓電涌保護(hù)器，以保護(hù)低壓直流供電線路安全。在攝像頭供電線路上安裝一只低壓電涌保護(hù)器以保護(hù)攝像頭供電線路安全。
2、信號傳輸線路的防護(hù)方案
所有監(jiān)控攝像頭到控制中心的視頻傳輸電纜兩端應(yīng)安裝視頻、信號各一個，以保護(hù)攝像頭。在收費電腦視頻卡視頻輸入、輸出BNC端口安裝視頻信號防雷器各1個，保護(hù)收費電腦。在監(jiān)控中心機(jī)房計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器至網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)（HUB）間安裝一只安迅計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號防雷器以保護(hù)服務(wù)器。
3、屏蔽措施、等電位連接與共用接地系統(tǒng)的防護(hù)方案
屏蔽措施、等電位連接是現(xiàn)代防雷技術(shù)重要的防護(hù)措施之一。為減少電磁干擾，所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬部件都應(yīng)等電位連接在一起，并與接地裝置相連。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的金屬外殼，應(yīng)用最短的導(dǎo)線將其與等電位連接帶連接。計算機(jī)、通信、監(jiān)控機(jī)房的設(shè)備應(yīng)與建筑物外墻保護(hù)1m左右距離。以防止大樓遭到直擊雷時沿外墻泄流入地的引下線周圍產(chǎn)生較強的電磁場而損壞微電子設(shè)備。將進(jìn)入監(jiān)控中心大樓的各類電纜的金屬外皮和各類金屬管道在進(jìn)入大樓前與接地裝置相連接。將攝像頭輸出的同軸電纜的金屬外層在進(jìn)入大樓前與接地裝置相連接。利用建筑物的基礎(chǔ)鋼筋地網(wǎng)作為共用接地系統(tǒng)，在監(jiān)控中心大樓四周埋設(shè)人工接地體。接地體的接地電阻不宜大于4Ù。人工水平接地體宜采用40×4mm 鍍鋅扁鋼。人工垂直接地體間的距離宜為2m，當(dāng)受條件限制時可適當(dāng)減小。人工接地體在土壤中的埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.5m。接地電阻值<4 歐。此地網(wǎng)作為監(jiān)控中心大樓和收費亭所有防雷裝置的共用接地系統(tǒng)。

(六）、收費、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)施防雷與接地技術(shù)要求
防雷系統(tǒng)是個系統(tǒng)性工程，應(yīng)根據(jù)最新防雷規(guī)范要求，對線路上各級防雷進(jìn)行檢測，對于不滿足規(guī)范要求或使用年限超過5年的原有防雷組件予以更換。
按《低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器第一部分：性能要求和試驗方法》GB18802.1-2011之規(guī)定進(jìn)行定性試驗。

（1）防雷器類型定義
① SPD1：三相開關(guān)型（10/350us）和限壓型（8/20us）防雷器件組；
② SPD2：單相開關(guān)型（10/350us）和限壓型（8/20us）防雷器件組；
③ SPD3：三相限壓型（8/20us）防雷器件組；
④ SPD4：單相限壓型（8/20us）防雷器件組；
⑤ SPD5：視頻信號防雷器；
⑥ SPD6：數(shù)據(jù)信號防雷器；
⑦ SPD7：網(wǎng)絡(luò)信號防雷器；
⑧ SPD8：音頻信號防雷器。

（2）防雷器配置要求
本系統(tǒng)應(yīng)采用國際知名品牌防雷器件，由電源防雷器、數(shù)據(jù)信號防雷器、視頻信號防雷器等所組成。本工程中收費系統(tǒng)的供配電系統(tǒng)、車道收費設(shè)備及計重設(shè)備的供電均由收費站內(nèi)UPS供電，計重設(shè)備的計重設(shè)備控制器、車牌自動識別處理單元、計重設(shè)備的紅外線車輛分離器和雨棚攝像機(jī)的供電由車道控制機(jī)引出。
① 電源室
在收費站交流配電柜中，即電源機(jī)房的總輸入端供電回路安裝防雷器件組SPD1。
在收費站配電柜至收費廣場配電柜電源輸出回路安裝防雷器件組SPD2。
② 收費監(jiān)控機(jī)房
在收費站機(jī)房UPS配電箱電源輸出回路安裝防雷器件組SPD2。
在分中心監(jiān)控UPS電源輸出回路安裝SPD4（或SPD3，視回路相數(shù)確定）。
③ 車道設(shè)備
在收費亭配電箱的電源進(jìn)線端安裝防雷器SPD4。
在車道控制機(jī)和計重控制箱的電源輸入端安裝防雷器件組SPD2。
在車道攝像機(jī)的視頻信號輸入端安裝視頻信號防雷器SPD5。
在計重設(shè)備的兩端的數(shù)據(jù)信號輸入端安裝數(shù)據(jù)信號防雷器SPD6。
在車道控制機(jī)與廣場以太網(wǎng)交換機(jī)、車牌識別攝像機(jī)與車道控制機(jī)之間網(wǎng)線的數(shù)據(jù)信號輸入端安裝網(wǎng)絡(luò)信號防雷器SPD7。
在拾音器與音視頻編碼器之間的音頻電纜兩端的數(shù)據(jù)信號輸入端安裝音頻信號防雷器SPD8。
在ETC車道天線及ETC信息顯示屏設(shè)備的數(shù)據(jù)線纜兩端安裝數(shù)據(jù)信號防雷器SPD6。
在車道可變信息屏電源輸入端安裝防雷器SPD2，與車道控制機(jī)之間網(wǎng)線的數(shù)據(jù)信號輸入端安裝網(wǎng)絡(luò)信號防雷器SPD7。
④ 收費廣場攝像機(jī)
在廣場攝像機(jī)的交流電源輸入端安裝防雷器件組SPD2。
在廣場攝像機(jī)的視頻信號輸入端安裝視頻信號防雷器SPD5。
在廣場攝像機(jī)的控制信號輸入端安裝數(shù)據(jù)信號防雷器SPD6。

（3）防雷器組件技術(shù)要求
SPD1防雷器組件
① 安裝4只開關(guān)型和3只限壓型防雷器；
② 每一只開關(guān)型防雷器可以抵御和吸收10/350微秒的直擊雷電流50千安培；
③ 每一只限壓型防雷器可以抵御和吸收8/20微秒的最大放電電流40千安培；
4 具有能量配合型的防雷器件組，保護(hù)電平小于等于1.5Kv；
5 在輸入端地線上安裝雷電峰值電流傳感器（具備計數(shù)功能）；
6 具備故障指示功能。
SPD2防雷器組件
① 安裝2只開關(guān)型與1只限壓型防雷器；
② 每一只開關(guān)型防雷器可以抵御和吸收10/350微秒的直擊雷電流50千安培；
③ 每一只限壓型防雷器可以抵御和吸收8/20微秒的最大放電電流40千安培；
4 具有能量配合型的防雷器件組，保護(hù)電平小于等于1.5kV；
5 在輸入端地線上安裝雷電峰值電流傳感器（具備計數(shù)功能）；
6 具備故障指示功能。
SPD3 電源防雷器組件
① 安裝4只限壓型防雷器。
② 每一只限壓型防雷器可以抵御和吸收8/20微秒的最大放電電流40千安培。
③ 具備故障指示功能
SPD4 電源防雷器組件
① 安裝2只限壓型防雷器。
② 每一只限壓型防雷器可以抵御和吸收8/20微秒的最大放電電流40千安培。
③ 具備故障指示功能
SPD5：視頻防雷器
1防雷器設(shè)定電壓Uc：（DC/AC）≤6.0V
2插入損耗（10MHz）：≤0.5 dB
③額定放電電流In（8/20）us： 5KA；
④最大放電電流Imax（8/20）us（8/20）us： 10KA；
5響應(yīng)時間ta：芯-屏蔽線/芯-地 ≤1 ns /≤100 ns
6溫度范圍：-40℃至+80℃
7保護(hù)等級：IP20
SPD6：數(shù)據(jù)信號防雷器
①最大持續(xù)運行電壓Uc：24V；
②最大負(fù)載電流IN：500mA；
③額定放電電流In（8/20）us： 5KA；
④最大放電電流Imax（8/20）us（8/20）us： 10KA；
5響應(yīng)時間ta：芯-芯/芯-地 ≤500 ns /≤500 ns；
6溫度范圍在-40℃至+85℃；
7保護(hù)等級為IP20。
SPD7: 網(wǎng)絡(luò)信號防雷器
1In時的保護(hù)電壓Up：500V；；
2最大持續(xù)耐壓Uc：單模塊75V；
③額定放電電流In（8/20）us： 5KA；
④最大放電電流Imax（8/20）us（8/20）us： 10KA；
5溫度范圍在-40℃至+85℃；
6保護(hù)等級為IP20。
SPD8：音頻電源防雷器
1防雷器設(shè)定電壓Uc：（DC/AC）≤6.0V/4.2V
2插入損耗（10MHz）：≤0.5 dB
③額定放電電流In（8/20）us：芯-屏蔽線/芯-地5KA；
④最大放電電流Imax（8/20）us（8/20）us：芯-地10KA；
5溫度范圍：-40℃至+85℃
6保護(hù)等級：IP20

（4）接地要求
在收費站系統(tǒng)中，主要有以下幾個建筑物：配電房、綜合樓、收費車道，接地系統(tǒng)的采用如下措施：
1供電電纜應(yīng)做屏蔽接地、防雷接地，可在外場設(shè)備處將鎧裝層接地。
2進(jìn)入電氣設(shè)備的電力電纜及通信電纜在設(shè)備處應(yīng)采取防雷電、過電壓的措施，其避雷裝置、過電壓吸收裝置等都應(yīng)可靠接地。
3廣場攝像機(jī)防雷接地要求：當(dāng)攝像機(jī)保護(hù)接地與避雷針接地系統(tǒng)單獨接地時，其接地電阻分別不大于4歐姆和10歐姆；當(dāng)共用接地體時，其接地電阻不大于1歐姆。接地極以L50×50×5長2.5m鍍鋅角鋼（端頭為尖端）打入土層，接地極頂端埋深應(yīng)大于0.7m。各樁相距＞5m。角鋼之間及角鋼與基礎(chǔ)地腳螺栓之間用4×40的鍍鋅扁鋼以焊接方式連接。
5收費車道的基礎(chǔ)鋼筋應(yīng)與公路路面的鋼筋網(wǎng)相連接。
6收費車道的所有金屬件均應(yīng)接地?？衫玫鼗匿摻罹W(wǎng)，收費亭、自動欄桿、紅綠燈等等均在安裝時與鋼筋網(wǎng)相連，形成等電位狀態(tài)。
7所有暴露于室外的供電電纜、信號電纜均應(yīng)采取屏蔽措施，如采用屏蔽電纜、穿金屬管屏蔽等，并采用埋地走線的形式。屏蔽層兩端就近接地。

(七）、防雷施工注意事項
防雷施工設(shè)備大多都是電氣設(shè)備，各種防護(hù)對象都與電有著密切關(guān)系，操作不當(dāng)不僅會造成電擊人身傷亡、被防護(hù)設(shè)備和系統(tǒng)的損壞或癱瘓等事故，也會造成一些次生災(zāi)害。如在易燃易爆場所電火花造成的火災(zāi)爆炸等災(zāi)害。安迅防雷www.ansunspd.com

防雷施工現(xiàn)場用電安全注意事項和防護(hù)措施： 1、安裝、巡檢、維修或拆除臨時用電設(shè)施和線路須由專業(yè)電工操作完成。2、臨時用電引自正常用電配電箱內(nèi)時，應(yīng)懸掛“禁止合閘”或“禁止斷電”等斷警示牌，必要時有專人守護(hù)。 3、臨時用電采用三相五線制系統(tǒng)，用電設(shè)備較多、功率大、時間長的場所應(yīng)采用三級配電、兩級漏電保護(hù)防護(hù)措施，每臺電氣設(shè)備須實行“一機(jī)、一閘、一漏、一箱”制，開關(guān)箱與其控制的用電設(shè)備間的距離不宜超過3 m，與二級配電柜的距離不宜超過30m，漏電保護(hù)器應(yīng)與所控制的設(shè)備容量匹配。4、安裝電源系統(tǒng)浪涌保護(hù)器時應(yīng)理清線路走向，許多配電箱線路經(jīng)多次改動或增減，線路復(fù)雜，布線紊亂、有些線路較隱藏，可能存在線路倒置、分閘不歸總閘管等不規(guī)范、不合理的情況，因此在未弄清線路的走向前絕不施工。即便是斷電情況下也必須使用電筆逐個測試，確認(rèn)需要安裝的線路及手能觸及的地方斷電后，方可施工。

防雷施工現(xiàn)場的高處作業(yè)安全防護(hù)措施：高處作業(yè)是指在墜落高度基準(zhǔn)面2m以上（含2m，有可能墜落的高處進(jìn)行的作業(yè)。防雷施工很多都屬高處作業(yè)，樓頂屋面上安裝避雷針、布設(shè)避雷帶、改造工程的引下線布設(shè)及監(jiān)控系統(tǒng)攝像頭端監(jiān)控欄桿上安裝信號避雷器等均屬高處作業(yè)。高處作業(yè)直接關(guān)系施工人員的人身安全，掌握高處作業(yè)安全操作規(guī)程已經(jīng)成為防雷工程安全施工的重中之重。

保護(hù)施工現(xiàn)場環(huán)境和設(shè)施：防雷工程是在已有的建筑物、系統(tǒng)或設(shè)備上加裝防雷設(shè)備、采取防雷措施，免不了影響甚至破壞防雷對象，因此防雷工程施工中既要做好防雷措施，又要不對防護(hù)對象造成過多過重的影響和破壞，且完工后恢復(fù)其原有狀態(tài)。1、改造工程中安裝明敷引下線時，應(yīng)避開人行通道，保持3～5m的安全防護(hù)距離。固定引下線不得破壞承重柱，并做好絕緣、防機(jī)械損壞、防腐、防水、美觀協(xié)調(diào)等處理。2、接地體施工過程中注意保護(hù)埋地的高、低壓電纜、通信光纖等線纜，完工后修復(fù)破壞的路面、綠化帶、草坪等。3、安裝信息系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等的浪涌保護(hù)器時注意保護(hù)被防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)備安全和系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，安裝前全面了解被保護(hù)系統(tǒng)或設(shè)備，最好甲方的技術(shù)人員能在一旁協(xié)助配合，系統(tǒng)停電或斷開線路時必須征得甲方同意，重要的信息、數(shù)據(jù)備份后方可進(jìn)行，以免造成不必要的損失；信號線及其接口較脆弱，弱電系統(tǒng)的抗干擾能力差等，因此對信息系統(tǒng)的施工更應(yīng)小心移動設(shè)備、插拔接口應(yīng)輕拿輕放，接線確保正確規(guī)范，防止斷路、短路、錯接、反置等造成的無法啟動、無信號、系統(tǒng)癱瘓等事故。施工安裝造成的信號干擾、系統(tǒng)不穩(wěn)定、無信號等情況應(yīng)在甲方技術(shù)人員的配合下及時排查原因，盡快恢復(fù)正常。

防雷施工涉及電工、焊工、高處作業(yè)等多個工種，建筑物、配電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等不同對象，是一項系統(tǒng)而復(fù)雜的工作，必須做到細(xì)致、穩(wěn)妥、謹(jǐn)慎、全面，才能使防雷工程成為真正的安全工程。

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