高清攝像機(jī)的防雷

文｜西安航嘉電子有限責(zé)任公司 李宗哲

目前，數(shù)字高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在視頻監(jiān)控上的應(yīng)用越來越成熟，越來越廣泛。由于高清百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)不但清晰度高而且操作簡便、易于安裝，可在很大程度上減少工程布線和施工成本，讓CCTV網(wǎng)絡(luò)無限延伸。

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的防雷與模擬攝像機(jī)防雷的不同之處在于感應(yīng)雷的防護(hù)。高清攝像機(jī)視頻信號和控制信號可以采用TCP/IP協(xié)議在網(wǎng)線上傳輸（攝像機(jī)上設(shè)置有RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，而高清攝像機(jī)的安裝，在布線時一般選用網(wǎng)線來傳輸視頻信號和控制信號）。高清攝像機(jī)的布線特點決定了高清攝像機(jī)感應(yīng)雷防護(hù)的重點是攝像機(jī)電源線路的防雷和RJ45網(wǎng)口的防雷保護(hù)。

下面具體地介紹室外高清攝像機(jī)的全方位防雷解決方案。

1 高清攝像機(jī)直擊雷的防護(hù)

室外高清攝像機(jī)的防雷需要考慮直擊雷防護(hù)和感應(yīng)雷防護(hù)。如果攝像機(jī)處于雷擊危險區(qū)域，容易遭受直接雷擊，就需要安裝直擊雷防護(hù)裝置，在攝像機(jī)位置處安裝接閃器引下線和接地裝置來組成直擊雷的防護(hù)系統(tǒng)。一般接閃器選用避雷針，引下線選用金屬立桿或鍍鋅扁鋼、鍍鋅圓鋼，接地裝置采用接地模塊或金屬接地極。

避雷針的安裝高度要根據(jù)滾球法來計算，滾球半徑一般取60m。在避雷針的針尖接閃60m半徑滾球的情況下，能使攝像機(jī)處于滾球半徑保護(hù)范圍之內(nèi)的避雷針的高度就是合適的，否則避雷針的安裝高度就需要增加。

引下線是把避雷針和接地裝置連接起來，提供一個雷擊接閃的泄放通路；接地裝置的作用是把雷擊能量盡可能快地，盡可能有效地泄放到大地，以避免直擊雷對攝像機(jī)及線路造成破壞。

根據(jù)相關(guān)國標(biāo)要求，監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機(jī)接地系統(tǒng)接地電阻不能大于10Ω，對于高土壤電阻率的山地，土壤電阻率大于2000Ω·m時，接地電阻不大于20Ω。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50348）3.9.3和《安全防范系統(tǒng)雷電浪涌防護(hù)技術(shù)要求》（GA/T 670-2006）4.11。

攝像機(jī)直擊雷防護(hù)避雷針安裝方式如圖1、圖2所示。

2 高清攝像機(jī)對感應(yīng)雷的防護(hù)

高清攝像機(jī)的感應(yīng)雷防護(hù)主要包括高清攝像機(jī)電源端口的防雷和網(wǎng)絡(luò)RJ45接口的防雷。

感應(yīng)雷的防護(hù)也就是電涌保護(hù)。電涌（surge）也稱瞬態(tài)過電壓或浪涌過電壓，是一種電路中出現(xiàn)的短暫電壓波動，產(chǎn)生的時間僅幾毫秒，但電壓可達(dá)幾十千伏。它們以感應(yīng)耦合方式，通過相連的電網(wǎng)饋電、檢測或者數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線進(jìn)入電子、電氣設(shè)備。目前，電涌是導(dǎo)致電子設(shè)備頻繁損壞的最大原因。

引起電涌過電壓的常見原因主要有：雷擊放電、操作過電壓、靜電放電（ESD）、核爆電磁脈沖等，其中雷擊放電是造成電涌過電壓的主要原因。

圖1 避雷針設(shè)置于攝像機(jī)立桿上的示意圖

圖2 避雷針獨立設(shè)置的示意圖

感應(yīng)雷防護(hù)的主要措施就是在高清攝像機(jī)的電源端口和網(wǎng)絡(luò)端口設(shè)置電涌保護(hù)器。電涌保護(hù)器曾有多個名稱，包括浪涌保護(hù)器、過電壓保護(hù)器、防雷器等，現(xiàn)在國內(nèi)統(tǒng)一的書面正式名稱為SPD，翻譯為電涌保護(hù)器。

2.1 高清攝像機(jī)電源部分防雷

高清攝像機(jī)電源部分防雷比較完善的方案是在高清攝像機(jī)電源部分設(shè)置兩級電源防雷，具體方案如下：

◆ 在220VAC電源進(jìn)線端設(shè)置C級電源電涌保護(hù)器，如HJSPD40/2-385，作為前端的第一級防雷；其標(biāo)稱放電電流（8/20）20kA， 最大放電電流40kA，泄放能量大，用于對前端攝像機(jī)及前端設(shè)備箱所有用電設(shè)備電源端的防雷保護(hù)；

◆ 前端設(shè)備的第二級電源防雷裝置是在攝像機(jī)電源適配器進(jìn)線端設(shè)置的D級電源電涌保護(hù)器，如HJSPD FLD230，其標(biāo)稱放電電流5kA，最大放電電流10kA。

方案配置如圖3所示。

如果選擇將電涌保護(hù)器安裝于攝像機(jī)的適配器出線端，則選用24V電源電涌保護(hù)器，如HJSPD FLD24，其標(biāo)稱放電電流5kA，最大放電電流10kA。

方案配置如圖4所示。

對于雷暴日比較多，雷擊比較頻繁，雷擊強(qiáng)度比較大，比較重要的場所，建議按以上配置來設(shè)置電涌保護(hù)器，以實現(xiàn)對前端攝像機(jī)的可靠保護(hù)。

所有設(shè)置的電涌保護(hù)器接地端要用不小于6mm2的銅質(zhì)導(dǎo)線穿金屬護(hù)管與攝像機(jī)的接地裝置連接。

對于不太重要，雷擊強(qiáng)度不大的一般場所的攝像機(jī)，可以只配置D級電源電涌保護(hù)器，如在攝像機(jī)適配器220V交流電源進(jìn)線端設(shè)置HJSPD FLD230，或者在適配器的出線端，24V或12V端，設(shè)置HJSPD FLD24。

配置方案如圖5、圖6所示。

圖3

2.2 高清攝像機(jī)信號部分防雷

高清攝像機(jī)一般選用RJ45網(wǎng)絡(luò)端口連接網(wǎng)線，用網(wǎng)線傳輸視頻信號和控制信號到視頻服務(wù)器或視頻光端機(jī)。

對于攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)端口的電涌保護(hù)，配置方案是在網(wǎng)絡(luò)端口設(shè)置網(wǎng)絡(luò)電涌保護(hù)器，如HJRJ45E100/4。

如果要保護(hù)視頻服務(wù)器或光端機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口，就需要在相應(yīng)位置也安裝網(wǎng)絡(luò)電涌保護(hù)器HJRJ45E100/4。

配置方案如圖7所示。

所有的信號電涌保護(hù)器都要做好接地，這樣才能使電涌保護(hù)器起到防雷保護(hù)的作用；否則沒有泄流通路，是無法起到保護(hù)作用的。

只有對高清攝像機(jī)進(jìn)行了直擊雷和感應(yīng)雷的系統(tǒng)防護(hù)設(shè)置，才能提高攝像機(jī)的防雷能力，保證室外攝像機(jī)的可靠安全運(yùn)行。

圖4

圖5

圖6

圖7