煤矿工业视频监视系统线路存在的防雷隐患分析

煤矿工业视频监视系统线路存在的防雷隐患分析 煤矿工业视频监视系统线路存在的防雷隐患分析 摘要：济宁市煤矿众多，通过实地调查发现，好多煤矿存在着防雷平安隐患。这些隐患主要表现在监控线路缺少屏蔽、缺少电源和信号避雷器、线路杂乱等。随着气象防雷工作的深入，各煤矿也在逐步完善各自的监控系统。本文根据现场勘查及实际工作经验，从四个方面阐述了济宁市煤矿企业中大量的工业视频监视系统在防雷上所存在的问题，同时提出了解决的方案。煤矿系统做好平安生产重要的一环是，应充分考虑到工业视频监视系统的采集、传输、显示及附属设备的雷电防护，同时在设计和施工时还应主意到工业视频监视系统和调度、平安保卫等系统的联系，以免破坏其它系统。 关键词：监控 防雷隐患 引言 山东省济宁市是一个能源城市，市内共有大中型煤矿50多个，煤矿及其相关行业是济宁市的支柱产业，在整个国民经济中担负着至关重要的角色。但是，近年来通过防雷年检发现，企业内部普遍存在着平安隐患，特别是监控系统，已经严重影响着煤矿行业的平安生产。下面就对这些平安隐患进行说明，同时提出解决方案。 1. 煤矿现状 济宁的大多数煤矿都坐落在偏僻地区，这些地区本身就比拟空旷，落雷几率比其它地域要高。而通过这些年来防雷工作的不断深入，企业对于直击雷的防护都做了比拟完善的防护，但是对于设备的电源、信号等设施的防雷没有引起足够的重视，尤其是监控系统比拟容易遭受雷击。 2. 煤矿监控系统的组成 监控系统是由四个局部组成的：摄像局部、传输局部、控制局部、显示局部。 2.1 摄像局部 摄像局部是监控系统的前沿局部，是整个系统的“眼睛。它布置在被监视场所的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位，它把监视的内容变为图像信号，传送给控制中心的监视器上。由于摄像局部是系统的最前端，并且被监视场所的情况是由它变成图像信号传送到控制中心的监视器上，所以从整个系统来讲，摄像局部是系统的原始信号源。 2.2 传输局部 传输局部通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和。 在传输方式上，目前电视监控系统多半采用视频基带传输方式。但是煤矿总部和各个下属煤矿之间采用了光纤传输方式。对以上这些不同的传输方式，所使用的传输部件及传输线路都有较大的不同。同时对传输局部的防雷重点也就相应不同。 2.3 控制局部 控制局部是整个系统的“心脏和“大脑，是实现整个系统功能的指挥中心。控制局部主要由总控制台组成。总控制台中主要的功能有：视频信号放大与分配、图像信号的较正与补偿、图像信号的切换、图像信号的记录、摄像机及其辅助部件的控制等等。 2.4 显示局部 显示局部一般由几台或多台监视器组成。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。象煤矿这种由多台摄像机组成的电视监控系统中，监控系统一般都不是一台监视器对应一台摄像机进行显示，而是几台摄像机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。 3. 煤矿监控系统存在的问题及容易遭受雷击的原因 3.1 外界环境的影响 济宁市的所有煤矿都处在郊外空旷地带，同时有些煤矿地处微山湖区，更增加了矿区的落雷概率；煤矿厂区内存放着大量的金属物质，改变了下垫面的性质，是雷击概率增加的一个重要因素；矿区内的井架、烟囱等高大突兀建筑物是增大雷击概率的又一因素；煤矿自备电厂排放的烟尘及煤炭储存、运输环节产生的粉尘，增加了大气中微颗粒的浓度，使空气容易被击穿。 3.2 人为因素的影响 从另一个方面来说，平安保护监控摄像头一般安装在户外，由于需要捕捉更清晰视角更广的图象，摄像头大多数情况下安装在建筑物突出部位或独立铁杆上。在济宁市大多数煤矿，平安保护监控和设备监控通往机房的控制线路和视频线路没有屏蔽和接地措施，同时线路习惯沿墙壁或屋檐甚至是避雷带进入机房。对于济宁市所有煤矿来说，监控系统的室内设备都设置在两个机房内，分别为保卫科机房，和调度室机房。保卫科机房主要设置地面监控系统的室内设备，而调度室机房时设置地面监控、井下监控、井上和井下设备监控。通过济宁市近年来防雷检测发现，所有煤矿的保卫科机房都没有设置等电位连接带，仅仅是通过铜线对设备进行了简单接地，接地方式和机房建筑物没有采用共用接地，有些煤矿的保卫科机房供电方式为TN-C方式，在防雷上远远达不到要求。 3.3 客观存在的问题 通过近年来的防雷检测发现，煤矿系统中存在的平安隐患问题，无外乎以下几个方面。如：室外摄像机没有直击雷保护；没有安装各级浪涌保护器，尤其是信号系统浪涌保护器；监控线路进入室内没有外加屏蔽层；有些机房没有使用共用接地系统。 4. 煤矿监控系统防雷保护方案 针对着煤矿平安系统中存在的问题，特提出以下解决方案。 4.1 直击雷 按照第三类防雷建筑物对摄像机进行直击雷保护。在室外摄像机前方安装避雷针，根据现场情况按照滚球法确定避雷针的高度；避雷针、引下线应与摄像机本身和它的电源线、视频线和控制线保持一定的平安距离；设置接地装置，接地电阻应小于30，根据济宁市防雷中心多年测试，济宁市土壤电阻率一般在600.M以下，所以很容易做到10以下。 4.2 屏蔽和室内等电位 4.2.1 为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。电源线、视频线、信号线和云台控制线，直埋敷设方式防雷效果最正确，架空线最容易遭受雷击，并且破坏性大，涉及范围广，为防止首尾端设备损坏，架空线传输时应在每一电杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。传输线埋地敷设并不能阻止雷击设备的发生，大量的事实显示，雷击造成埋地线缆故障，所以在现场条件允许的情况下，采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管的电气连通，这样对防护电磁干扰和电磁感应非常有效。如电缆全程穿金属管有困难时，可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入，但埋地长度不得小于15米，在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。严禁监控线路沿避雷带或避雷带支撑卡进入室内。 4.2.2监控室内应设置一等电位连接母线，该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起形成共用接地。各种电涌保护器的接地线和各种设备的外壳应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。 4.3 安装各种浪涌保护器 4.3.1监控室内避雷器安装 根据GB50343-2004第4.2条的相关规定，确定监控系统的防护等级，从而确定电源防雷器的参数和应安装级别。目前济宁市一般对煤矿监控系统采用三级防护。第一级安装在监控室所在建筑物的总配电箱处，使用冲击放电电流15KA(10/350s)的SPD，或者使用标称放电电流60KA(8/20s)的SPD；第二级安装在监控室电源进线配电箱处，使用标称放电电流40KA(8/20s)的SPD；第三级安装在贵重电子设备前端，一般采用电源防雷插座。对于室内信号系统的防护主要是考虑视在频信号线入户处或者进入室内设备前安装信号系统防雷器。可安装单路视频防雷器，也可以安装8路、16路等集成19寸标准机架式视频防雷器。 4.3.2室外摄像机的避雷器安装 在对摄像机安装避雷器前应了解摄像机的工作电压和是否有云台控制设备，一般安装电源、信号、控制三合一或者是电源、信号二合一防雷器。防雷器尽量靠近摄像机，且应当配备防水设施，同时应当在直击雷防护范围内。 4.3.3.监控系统避雷器安装示意图 5. 总结 煤矿监控系统是煤炭生产企业的重要组成局部，监控防雷是平安生产的重要环节。在对煤矿监控系统做防雷保护时应充分考虑到监控系统的采集、传输、显示及附属设备的雷电防护，同时在设计和施工时还应主意到监控系统和调度、平安保卫等系统的联系，以免破坏其它系统。 济宁市是雷电早发、多发城市，只有做到全面防雷，才能更有利于减少雷电事故给煤碳事业造成的重大伤亡和损失。 参考文献： 【1】 ?建筑物防雷设计标准?.GB50057-94(2000年版). 【2】?建筑物电子信息系统防雷设计标准?.GB50343-2004.