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银行系统综合防雷解决方案

发布时间:2014年4月2日 11:03    来源:原创    作者:佚名    关注:1591
  一、前言

  当今人类科学技术的发展已进入了高信息化的发展阶段。基于近些年来电子技术的飞速发展,各种先进的测量、保护监控、电信和计算机等电子

产品正日益广泛的应用于各行各业中。


贵州快3开奖直播   随着金融电子化建设的步伐不断加快,电子设备被广泛应用于金融网络的运行系统中。这些高精密的电子计算设备富含大量的CMOS半导体集成模

块,普遍存在着绝缘强度低,过电压耐受能力差等致命弱点,一旦遭受雷击过压的冲击,轻则造成这些电子系统的运行中断,设备永久性损坏;重要的

贵州快3开奖直播 是这些系统所承负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。为此,我们认为对雷电的防护,不

但是必要的,而且是必须实施的。


  电涌保护器(防雷器,简称SPD)在保障电子设备的运行安全性方面起到的作用和地位,是随着电子设备的广泛应用,雷击设备事故概率的增加及

人们防雷意识的增强,日趋显示了防雷器的重要性。


  昆明市年平均雷暴日66.3天,属于高雷区,防雷接地系统的设计就显得必不可少。

  二、雷击对银行系统的危害

  (一)雷电对银行安防监控系统的危害

  1.安防监控系统的基本构成

  安防监控系统一般由前端设备、传输设备、终端设备(包括控制设备、显示记录设备以及电源控制台等设备)三个主要部分组成。前端部分包括摄像机

以及镜头、云台、防护罩等;传输部分包括电缆或光缆,以及可能的有线/无线信号调制解调设备等;终端部分控制设备主要包括视频切换器、镜头控制器、

各类控制通信接口、电源控制台、监视器柜等;终端部分显示记录设备主要包括监视器、多画面分割器等。


  2.安防监控系统雷击成因

  直击雷:雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏;雷电直接击在架空线缆(电源线和信号传输线)上造成线缆熔断。

  雷电波侵入:是指安防监控系统的电源线、信号传输线或进入监控室的金属管线遭到雷击或被雷电感应时,雷电波沿这些线路和金属管线等侵入设备,

造成电位差而使设备损坏。


  雷电电磁脉冲:(1)雷电感应:是指当雷击避雷针(避雷带)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。(2)静电感应: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,信号线路上可达40~60kV,这种现象叫静电感应。电磁感应和静电感应统称为雷电感应。雷电感应对设备的危害

虽然没有直击雷严重,但是它要比直击雷发生的概率更大,造成的损失范围更广。


  地电位反击:直击雷防护装置(如避雷针)在引导强大的雷电流流入大地时,在它的引下线、接地体以及与它们相连接的金属导体上产生非常高的瞬时

电压,会对附近(一般指20m以内)没有进行等电位连接的金属物体、设备、线路、人体之间产生巨大的电位差,这个电位差引起的电击就是地电位反击。

这种反击不仅足以损坏用电器和设备,也可能造成人身伤害或火灾爆炸事故。


  目前,银行网点安防监控系统防雷装置主要存在以下几个方面的问题:

  (1)雷电波侵入防护措施未设置或者只简单安装一级SPD进行防护;

  (2)雷电电磁脉冲防护措施不到位,机房位置以及机房电磁屏蔽措施不符合相关规范要求:

  (3)对于地电位反击、一是布线时各线路与防雷接地引下线之间的安全距离不够;二是靠近防雷装置的金属管线未与防雷装置就近做等电位连接并两

端接地。


  由于以上问题,使得银行网点监控设备常常遭受雷击而损坏,大大降低了安全防范系统的应用效能。

  (二)雷电对银行电子系统(除安防监控系统)的危害

  银行作为一个国家金融系统的重要组成单位在国民经济生活中有着非常重要的地位。但是随着金融电子化建设的步伐不断加快,电子设备被广泛应用于

贵州快3开奖直播 金融网络的运行系统中。这些高精密的电子计算设备富含大量的CMOS半导体集成模块,耐过电压电流能力极低,无法保证在特定的空间里遭受雷击时仍能

安全运行。


  目前银行虽然都是网络化运行,但由于各个地区的银行系统建设的时间不一样,而且伴随着银行新业务的增加,如网络银行、手机银行、自助银行等业

务的迅速开展,以及ATM、POS、网上银行、无纸办公(电子邮件)等内容。银行系统建设的任务开始繁忙起来。因而,网络不间断成为银行服务的一项重

要的业务。所以这些网络节点、独立工作站、服务器、数据中心以及其他一些重要的设备,能够安全、平稳的运行,不受电源及雷电干扰成为银行建设的一

项重要工作。


  1、雷电入侵银行计算机信息系统的各种途径

  1)雷电远点袭击电力线:

  2)雷电近点电力线的侵入

  2、雷电入侵银行计算机信息系统的危害

  1)雷电作用下,建筑物内感应雷害

  雷电击在建筑物避雷针上,由避雷针通过引下线,将雷电流泄放大地,引下线自上而下产生一个变化旋转快速运动磁场,建筑物内的电源线、网络线等

相对切割磁力线,产生感应高压并沿线路传输击毁设备。


  由于雷电产生的感应电压无孔不入,它可以危及机房内所有的用电器,2000年在上海一家银行一次雷击,4台服务器遭受雷击,80多条广域网络线端口

及4台网络交换机的RJ45端口全部损坏,直接经济损失十余万元,网络瘫痪近48小时,间接经济损失无法估计。广东省1999年至2000年金融计算机系统遭受

雷击损失近亿元人民币。感应雷的能量虽小,但电压较高。所以,对感应雷害的防护,应该是全面的防护,但防护的级别可以低一些。


  2、雷电作用下的网络雷害

  1)广域网络

  一般讲,银行系统广域网络通常不遭受直击雷的破坏,1mm2的铜线遭受10KA的雷电袭击,它自身就断了。所以,广域网的雷害主要是感应雷害,击

贵州快3开奖直播 穿方式为线对线和线对机壳(地)。


  2)局域网

  在银行系统局域网的传输电缆中,常常采用UTP电缆,UTP电缆的4对线中两对线(1-2,3-6线对)一对线接收一线发送,采用RJ45接口方式。既然局

域网电缆采用RJ45型是一收一发,那么,就应按两对线进行雷电保护。在机房的综合布线中,施工人员为了布线工程的美观漂亮,把很多网线放在墙壁内,

没有考虑对UTP电缆的屏蔽处理,一旦大楼某些钢筋泄放雷击电流都将引起感应高压,从而击毁设备。另外,对于网络系统,由于雷电引起的电磁脉冲,在

贵州快3开奖直播 机房内产生3Gs的变化电磁场,必然引起网卡端口芯片的烧毁。 因此雷电对银行系统局域网的危害是巨大的。


  3)雷电作用下的二次效应,雷电高压反击雷

  雷电袭击建筑物避雷针,由引下线将雷电流引入大地,由于大地电阻的存在,雷电电荷不能快速全部的与大地负电荷中和,必然引起局部地电位升高,

交流配电地和直流逻辑地将这种高电位引入机房,UPS输出、输入端被击穿,小型机及其他网络设备连接断口被击穿。这种反击电压少则数千伏,多则数万

伏,直接烧坏用电器的绝缘部分。这种现象在银行系统时有发生。


  4)由雷击引起的人身安全问题

  雷电泄放大地,由于地电阻较大,不能马上泄放,从而引起地电位升高,由于机房直流逻辑地线和交流配电保护地线不在一点入地,将两个电位值引入

机房,这时,一个操作人员的一只手摸在UPS输出负载外壳上(如小型机),而另一只手(或身体)摸在交流配电地线上(如空调),两个电位值将通过操

作人员的身体短路,造成操作人员伤亡。美国1996年为此而死亡198人,广东省1997年在报导雷击死亡的170人中,有相当一部分是为此而伤亡的。所以防

雷保护设备的确很重要,但是保护人身安全更重要。


  三、参照依据

  1.GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》

  2.GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

  3.GB7450-87《电子设备雷击保护导则》

  4.GB12158-90《防止静电事故通用导则》

  5.IEC60364-5-534《建筑物的电气设施—过电压保护器件》

  6.IEC61024-1-1《建筑物防雷—防雷装置保护、级别的选择》

  7.IEC6063《SPD电源浪涌保护器》

  8.GB50054-95《低压配电设计规范》

  四、系统解决方案

  (一)方案所要达到的目的

  为了保障银行内设备的安全正常运行、人员安全和数据不被丢失,减少或降低雷击造成的损害。

  (二)方案主要内容

  1、银行安防监控系统防雷解决方案:

  目前,银行网点所在建筑物的直击雷防护装置和电气系统PE保护接地已取得当地气象主管部门的验收合格证。安防监控系统作为建筑物内的嵌入系统,

其防雷保护主要从防雷电电磁脉冲和防雷电被侵入方面进行考虑,而对于安装在室外的摄像机等前端设备,同时还应采取直击雷防护措施。


  1)前端设备的防雷措施

  前端设备有室外和室内安装两种惰况:室内的设备一般不会遭受直接雷击,但需考虑防止雷电波侵入对设备的损害;室外的设备当其不在直击雷防护装

置安全保护范围之内时必须采取直击雷防护措施。为防止雷电波沿线路侵入前端设备,应在设备前的每条线路上加装运配的启涌保护器,信号浪涌保护器必

须能快速响应,传输速率等参数要匹配。室外的设备应有良好的接地,接她母线应采用截面积不小于25mm2铜质线,并应有接地标记,其接地电阻当共用接

地时接接入设备中的最小值确定,单独接地时不得大于4Ω。


  2.传输设备的防雷措施

  传输设备主要是传输信号线和电源线。为避免首尾端设备损坏,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。中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入适配的浪涌保护器。传输线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且钢

管两端均必须接地。如果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,埋地长度不得小于15米,在入户端将电缆金属外皮

、钢管就近与防雷接地装置做等电位连接。


  3.终端设备的防雷措施

  终端设备都是安放在监控室内,监控室的防雷应从直击雷防护、雷电电磁脉冲防护、建筑物或监控室屏蔽、等电位连接和浪涌防护等多个方面进行。监控室

所在建筑物直击雷防护措施应符合GB50057中的规定,监控室位置应选在建筑物底层中心部位的LPZ1区一LPZ2区,且远离外墙防雷引下线,机房内要采取屏蔽措

施。进入监控室的各种金属管线应接到防雷接地装置上,架空电缆线直接引入时,在入户处应加装适配的浪涌保护器,并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地

装置上。监控室内应设置一等电位连接母线与建筑物防雷接地、PE线保护接地、设备保护接地、防静电接地等共用接地,以防地电位反击损坏设备。安装的各种

浪涌保护器,其接地线应以最直和最短的路径与等电位连接母线作等电位连接,其浪涌保护器连接导线材型规格应符合表1,连接线长度不宜大于0.5m。


  2、银行电子系统(除安防监控系统)防雷解决方案

  1)银行电子系统的瞬态过电压保护设计

  (1)银行电子系统过电压保护必须运用电磁兼容原理将银行系统局部的防护归结到银行系统的整体的雷电过电压保护。

  (2)银行电子设备所处的建筑物作为一个欲保护的空间区域,从电磁兼容的角度出发,可由外到内分为几个雷电保护区,以规定各部分空间不同的雷电磁脉

冲(LEMP)的严重程度。


  (3)根据雷电保护区的划分要求,银行建筑物外部是直接雷的区域,在这个区域内的设备最容易遭受损害,危险性最高,是暴露区,为0区;建筑物内部及计

算机房所处的位置为非暴露区,可将其分为1区、2区,越往内部,危险程度越低,雷电过电压对内部电子设备的损害主要是沿线路引入。保护区的界面通过外部的

防雷系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成的屏蔽层而形成。电气通道以及金属管则通过这些界面,穿过各级雷电保护区的金属构件必须在每一穿过点做

等电位连接。


  (4)进入银行大楼的电源线和通讯线应在LPZ0与LPZ1、LPZ1与LPZ2区交界处,以及终端设备的前端根据IEC1312——雷电电磁脉冲防护标准,安装上不同

类别的电源类SPD,以及通讯网络类SPD。(SPD瞬态过电压保护器)


  (5)SPD是用以防护电子设备遭受雷电闪击及其它干扰造成的传导电涌过电压的有效手段。

  (6)选用和使用SPD注意事项简介:

  A.应在不同使用范围内选用不同性能的SPD。在选用电源SPD时要考虑供电系统的形式、额定电压等因素。LPZ0与LPZ1区交界处的SPD必须是经过10/350us

波形冲击试验达标的产品。对于信号SPD在选型时应考虑SPD与电子设备的相容性。


  B.SPD保护必须是多级的,例如对银行电子设备电源部分雷电保护而言,至少应采取泄流型SPD与限压型SPD前后两级进行保护。

  C.为各级SPD之间做到有效配合,当两级SPD之间电源线或通讯线距离未达规定要求时,应在两级SPD之间采用适当退耦措施。

  D.建在城市、郊区、山区不同环境下银行营业网点,设计选用过压型SPD时,必须考虑网点供电电源不稳定因素,选用合适工作电压的SPD。

  C.对于无人值守场合,可选用带有遥信触点的电源SPD;对于有人值守场合,可选用带有声光报警之电源SPD,所有的电源防雷器都需具有老化显示。

  E.信号SPD应满足信号传输带率、工作电平、网络类型的需要,同时接口应与被保护设备兼容。

  F.信号SPD由于串接在线路中,在选用时应选用插入损耗较小的SPD。

  H.正确的安装才能达到预期的效果。SPD的安装应严格依据厂方提供的安装要求进行安装。

  2)等电位连接

  (1)实行等电位连接的主体应为:设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道;供电线路含外露可导电部分;防雷装置;由电子设备构成的

信息系统。


  (2)实行等电位连接的连接体为金属连接导体,如图3。和无法直接连接时而做瞬态等电位连接的电涌保护器(SPD)。

  (3)银行大楼的计算机房六面应敷设金属蔽网,屏蔽网应与机房内环形接地母线均匀多点相连。

  (4)通过星型(S型结构或网形M型)结构把设备直流地以最短的距离连到邻近的等电位连接带上。小型机房选S型,在大型机房选M型结构。

  (5)机房内的电力电缆(线)、通信电缆(线)宜尽量采用屏蔽电缆。

贵州快3开奖直播   (6)架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆,进入大楼前应水平直埋50m以上,埋地深度应大于0.6m,屏蔽层两端接地,非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并

贵州快3开奖直播 水平直埋50m以上,铁管两端接地。


  3)接地

  (1)根据GB50174-93标准要求,电子计算机机房接地装置应满足下列接地要求:

  交流工作接地,接地电阻不大于4欧姆;

  安全保护接地,接地电阻不大于4欧姆;

  直流工作接地,接地电阻应按计算机系统具体要求确定;

  防雷接地,接地应接现行国标50057<<建筑物防雷设计规范>>执行。

  (2)交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地共用一组接地装置时,其接地电阻按其中最小值确定;若防雷接地单独设置接地装

置时,其余三种接地共用一组接地装置,其接地电阻不大于其中最小值,并应采用防地电位反击的等电位连接保护器。


  4)机房内通信电缆以及地线的布放和连接

  (1)影响情况试验,对计算机通信网络系统在建筑物楼内的布线和接地方式有如下下结论:

  通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。

  通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁并沿建筑物立柱或横梁布线较长的距离,通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于

距离建筑物立柱或横梁较远的位置。


  (2)卫星接收机高频电缆在进入机房前其金属屏蔽外皮,至少有二处与避雷设备引下线连接。

  五、结束语

  银行是国家金融系统的重要系统,关系到一个国家的国计民生,其正常稳定的运行,显得十分重要。当今社会的极端天气越来越多,雷暴强度越来越强。且银

行内电子设备越来越先进,抗干扰强度越来越弱。完善、系统的防雷措施,是银行系统的安全保障。


  完善、系统的防雷措施,不单单只包括硬件措施,对人员的防雷培训、防雷意识的加强、防雷设施的管理,都缺一不可,只有这样才能更好的发挥防雷措施

的效果。



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