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梅山化工弱电系统的防雷措施-石献权


随着电子技术的飞速发展,计算机系统的网络化程度越来越高,计算机内部大量的互补型金属氧化物(CMOS)半导体集成模块的抗过压和抗过流能力相对脆弱。这样,雷电波可以通过金属线传输,进而侵入到计算机或其他电子设备内部,造成电子设备的毁坏。

2006年8月,宝钢股份梅山化工质检楼的弱电系统遭到雷击,共造成两块计算机主板和三块网卡损坏。虽然本次雷击损失不大,但必须引起足够重视。技术人员随即对梅山化工弱电系统的防雷措施进行完善,取得了一定的效果。

1.网络供电电源防雷

梅山化工共有1座6kV高压配电站、10座6.3kV/0.38kV变电所、20余座工段低压配电室,分布于厂区的不同位置。雷击发生前,避雷装置仅仅安装在高压配电站高压母线上,而高压站各个出线回路及各变电所和低压配电室主母排上都没有采取防雷措施。

网络供电电源的防雷设置为三级防护。根据网络不问断电源(UPS)的电源来源,将相应变电所作为第一级防护。在第一级防护的变电所配电柜内安装泄放流量较大且响应时间快的防雷击保护器,将其并联安装在总汇流排上;在配电室内安装防雷击保护器作为电源系统的第二级防护;在UPS进1:3处安装防雷击保护器作为电源系统的第三级防护。在梅山化工,共为网络系统配置了20多套UPS,分布在每个工段及不同的办公区域。因此,为确保网络系统的安全,每套UPS系统中均按如上要求配置三级防护,如图1所示。

图1供电电源的三级防护接线图

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在进行供电电源防雷设计时,建议选用带有故障遥信报警装置的防雷产品。带有遥信报警装置的防雷产品内配置一监控模块,可持续不断地监测所有被连接的防雷模块的工作状况。如果某个防雷模块出现故障,将向监控模块内的微型开关发送指令,然后通过触点位置的变化将故障信息发送到视频或音频设备,进而发出图像或声音报警。梅山化工选用YHC系列CE380AC-80型防雷产品作为一级防护,选用OBO系列防雷产品作为第二和第三级防护。三级防护配置完成后,将从室外电源线路侵入的浪涌电压钳制在2kV以内,效果明显。

2网络信号系统防雷

梅山化工生产管理网络系统总机为各工段20余套UPS、10余套二级交换机、12套三级交换机、18套光纤交换机以及若干四级交换机和外网交换机服务,设置于厂办大楼五楼。网络系统总机通过AMPST-SC型多模光纤与各工段的二级交换机相连接,二级交换机再通过同型号多模光纤与下级设备相连,形成网络。

由于光纤材质的特殊性,不需要在光纤上安装防雷产品,但需要把光纤的金属加强筋与接地系统可靠连接,以免加强筋感应雷电流后终端放电损坏设备。为保护网络终端设备(如工控机和个人电脑等),在终端设备端口、设备与交换机连接的端口处和终端分别装配网络信号避雷器,如图2所示。

图2网络终端设备防雷措施接线图

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由于雷电冲击的电磁耦合来自空间中的多个方位,所以网络信号系统的防雷产品也需要从多方位考虑选用,同时具备共模(对地)保护和差模(线间)保护功能。梅山化工选择YHC系列RJ45型网络接口防雷产品,对网络终端设备起到了较好的防雷效果

3监控系统防雷

梅山化工共有13台监控摄像机,其中4台采用的是无控制云台视频线传输,其余9台采用的是有控制云台光纤传输。监控中心位

于厂办大楼二楼,内有光端机、视频分配器、硬盘刻录器、监控矩阵和监视屏幕等设备。用光纤传输的摄像机与光端机相连接后通过同轴电缆连至视频分配器;用视频线传输的摄像机直接与视频分配器相连接;视频分配器分别连接至硬盘刻录机和监控矩阵,再由监控矩阵输出至监控屏幕由监控中心的电脑进行控制。用于传输视频信号的同轴电缆和用于传输控制信号的双绞线在高频磁场的影响下很容易产生很高的浪涌电压,对线路两端的监控设备和摄像机造成损伤。

梅山化工监控系统具体防雷措施如图3所示。光纤连接的数据传输不作防雷考虑,但光纤加强筋必须接地;摄像机解码箱内电源的输入端和视频柜设备的电源输入端装设第三级防护;用视频线传输的摄像头解码器视频输出端和与视频分配器连接的视频信号输入端分别装设视频信号避雷器,确保发生感应雷击的时候,在短时间内泄放浪涌电流。

4等电位连接

接地对于防直击雷和防内部雷同等重要,接地系统是否完整、可靠和合理,是否有畅通快捷的雷电流泄放通道,对于综合防雷系统设计而言是一大关键。

梅山化工对计算机机房的等电位连接排以及终端计算机的接地排单独设计,同时要求所有防雷产品的接地线、各类金属管、桥架和导静电地板等与接地排可靠连接,保证浪涌电流快速泄放。

图3监控系统防雷措施接线图

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