淺析視頻監(jiān)控系統(tǒng)的雷電防護(hù)

聶新宇++唐嶸++唐瑤

摘要：視頻監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的途徑是有很多。該文主要對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以及雷電可能侵入的途徑進(jìn)行了初步探究分析，在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際案例對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)如何進(jìn)行雷電防護(hù)進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控系統(tǒng) 組成 雷擊損害 防雷措施

中圖分類號(hào)：TM86文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于能實(shí)時(shí)反映某一特定區(qū)域所發(fā)生的事情，有效提高安全性，在銀行、監(jiān)獄、軍工單位、交通、住宅、庫(kù)房管理、公共場(chǎng)所等各行各業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在普及的同時(shí)，由于其所處環(huán)境的特殊性，其自身的防雷安全也成為一個(gè)越來(lái)越受人關(guān)注、重視的問(wèn)題。

現(xiàn)代的視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)備是敏感的電子設(shè)備，具有高速度、高密度、低功耗和低電壓的特點(diǎn)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)抗浪涌能力、抗干擾的能力較差，特別是在雷雨季節(jié)。這就使得監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備特別容易被雷擊過(guò)電壓損壞，以至于整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，由此帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失和安全風(fēng)險(xiǎn)。為了使視頻監(jiān)控系統(tǒng)的抗雷擊過(guò)電壓干擾能力和整體的防雷水平得到有效提高，本文從能夠有效、準(zhǔn)確地提供視頻監(jiān)控系統(tǒng)的防雷解決方案的角度，先了解監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成，然后準(zhǔn)確分析監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以及可能的雷擊過(guò)電壓的入侵途徑，并在此基礎(chǔ)上提出采取合適的防雷保護(hù)措施，加以防范。

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)和其遭受雷擊損害的原因

1.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有三部分組成，主要包括攝像機(jī)、鏡頭、支架、解碼器云臺(tái)、防護(hù)罩等。

傳輸部分采用雙絞線、光纖、同軸電纜通過(guò)架空、埋地或沿墻敷設(shè)等方式傳輸圖像信號(hào)。終端部分可以分為控制部分和顯示部分，主要由畫(huà)面分割器、監(jiān)視器、控制設(shè)備和視頻儲(chǔ)存設(shè)備等組成。

1.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因

1.2.1直擊雷

當(dāng)雷電直接擊中露天的攝像機(jī)或架空線纜，電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力就同時(shí)產(chǎn)生，結(jié)果直接損毀設(shè)備和線路。

1.2.2雷電侵入波

由于雷擊在監(jiān)控系統(tǒng)的電源線、信號(hào)傳輸線或引入監(jiān)控中心的金屬管道上產(chǎn)生的沖擊電壓，雷電波可能沿這些線路或管道侵入設(shè)備，從而導(dǎo)致高電位差的產(chǎn)生，使設(shè)備損壞或線路。

1.2.3雷電感應(yīng)

電磁感應(yīng)：當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)所在的附近區(qū)域有閃電時(shí)，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場(chǎng)，監(jiān)控設(shè)備和傳輸線路上會(huì)感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢(shì)，從而造成損壞、損毀設(shè)備。

靜電感應(yīng)：帶電的積云接近地面時(shí)， 在附近的金屬導(dǎo)體和傳輸線路上會(huì)感應(yīng)出大量的電荷。雷云主放電后，云與大地間的電場(chǎng)雖消失，但建筑物和傳輸線路上感應(yīng)集聚的電如果不就近泄散入地就會(huì)產(chǎn)生很高的靜電感應(yīng)電壓，從而損壞損毀設(shè)備。

1.2.4地電位反擊

接閃器、引下線、接地體在遭受強(qiáng)大的直擊雷時(shí)，在接閃瞬間與它們相連接的金屬導(dǎo)體上會(huì)產(chǎn)生很高的瞬時(shí)電壓，這時(shí)周圍金屬物體、設(shè)備、線路體之間與瞬時(shí)電壓會(huì)形成巨大的電位差，這個(gè)電位差引起的電擊就是足以損壞電器和設(shè)備的地電位反擊。

2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)綜合防雷措施

2.1 前端設(shè)備的防雷

在室內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備或其他防雷系統(tǒng)的保護(hù)范圍之內(nèi)，一般沒(méi)有直擊雷擊。需加裝直擊雷防護(hù)措施的是沒(méi)有處于直擊雷保護(hù)范圍之內(nèi)的前端設(shè)備。一般都采用將接閃器架設(shè)在前端設(shè)備的金屬支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身，但沿桿引上的電源線和信號(hào)線應(yīng)穿金屬管敷設(shè)，金屬管應(yīng)可靠接地，以防止電磁感應(yīng)。

室外的前端設(shè)備應(yīng)有良好的防直擊雷接地，同時(shí)為了防止雷電波入侵前端設(shè)備，每天線路進(jìn)入前端設(shè)備前要加裝合適的SPD，SPD接地與直擊雷接地應(yīng)采用共用接地，接地電阻值要求<4Ω。

2.2 傳輸線路的防雷

傳輸線路最安全的布線方式應(yīng)是采用屏蔽層的電纜或全過(guò)程穿金屬管埋地敷設(shè)，金屬管兩端做有效接地。在實(shí)際工程中不允許的情況下，可以全程穿金屬管架空走線，這樣為避免首尾端設(shè)備損壞，架空線傳輸時(shí)應(yīng)在每一電桿上作接地處理。

2.3 終端設(shè)備的防雷

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，做好監(jiān)控室的直擊雷防護(hù)、雷電波侵入、屏蔽和等電位連接、電涌保護(hù)等至關(guān)重要。監(jiān)控室的直擊雷保護(hù)措施，應(yīng)滿足GB50057-2010中的有關(guān)直擊雷保護(hù)的規(guī)定。同時(shí)，良好的接地是防雷中至關(guān)重要的一環(huán)。接地電阻越小過(guò)電壓值越低。監(jiān)控中心采用專用接地裝置時(shí)，其接地電阻不得>4Ω。采用聯(lián)合地網(wǎng)時(shí)，其接地電阻不得>1Ω。接地線材應(yīng)盡量選用線徑粗的銅材，泄流快，并能減低地電位反擊電壓。

監(jiān)控室內(nèi)的各種浪涌保護(hù)器接地、電源PE線、防靜電接地等應(yīng)均連接到設(shè)置的等電位連接母排，等電位連接排與直擊雷保護(hù)應(yīng)共用一套接地網(wǎng)。金屬穿線管在進(jìn)入機(jī)房前兩端應(yīng)與地網(wǎng)連接，如果采用架空線的方式引入監(jiān)控室內(nèi)，為避免首尾端設(shè)備遭受損壞，架空傳輸時(shí)應(yīng)在每一電桿上作接地處理，架空線的吊線和架空線纜線路中的金屬管道均應(yīng)接地。為防止監(jiān)控室內(nèi)出現(xiàn)地電位反擊，與等電位母排進(jìn)行連接的監(jiān)控室內(nèi)各種SPD的接地線應(yīng)是最直、最短的距離，且不應(yīng)>0.5m，當(dāng)>0.5m時(shí)應(yīng)適度加粗線徑。

進(jìn)入監(jiān)控室的各種金屬管線在入戶處應(yīng)加裝電涌保護(hù)器（光纜除外），同時(shí)應(yīng)接到防雷接地裝置上，并將線纜金屬保護(hù)層也接到接地裝置上。一般而言，攝像機(jī)和進(jìn)入視頻監(jiān)控室的的視頻線是相對(duì)應(yīng)的，同軸視頻信號(hào)避雷器應(yīng)在每條視頻傳輸線進(jìn)入硬盤(pán)錄像機(jī)或其他設(shè)備前加裝，每一路加裝一支。采用光纜傳輸視頻的監(jiān)控系統(tǒng)，不需要安裝視頻防雷器了。

接各種設(shè)備前，在云臺(tái)控制信號(hào)線、數(shù)據(jù)采集器通訊信號(hào)線或其他監(jiān)控信號(hào)線的接線端子前串裝入信號(hào)避雷器，能夠有效避免浪涌電壓對(duì)設(shè)備的損毀。每一路加裝1支。

3 簡(jiǎn)牘博物館視頻監(jiān)控系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)方案

簡(jiǎn)牘博物館的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要采用1個(gè)監(jiān)控中心連接6個(gè)弱電柜（光纜通訊），弱電柜再與幾個(gè)視頻監(jiān)控器、紅外對(duì)射和紅外探頭相連，對(duì)全博物館進(jìn)行視頻監(jiān)控保護(hù)。

3.1前端設(shè)備的防雷

對(duì)于沒(méi)有處于接閃器范圍內(nèi)的攝像機(jī)或紅外探測(cè)器，在金屬支撐桿上架設(shè)接閃器，并利用金屬桿本身作其引下線，就近接地。前端設(shè)備處安裝合適的SPD，為防止SPD接地與前端設(shè)備接地產(chǎn)生地電位反擊的可能，SPD接地與弱電柜地網(wǎng)共用接地。

3.2弱電柜的防雷

在弱電柜處建設(shè)一接地電阻小于4Ω的新建地網(wǎng)，同時(shí)弱電柜內(nèi)設(shè)置一等電位連接排，將各種浪涌保護(hù)器接地、電源PE線、設(shè)備保護(hù)接地等均連接到等電位連接排上，進(jìn)入弱電柜內(nèi)的電源、信號(hào)、視頻安裝合適的SPD，這些線纜的金屬外皮均連接到等電位連接排上。等電位連接新建地網(wǎng)。

3.3非光纜線路防雷

為消除感應(yīng)雷對(duì)非光纜線路的影響，電源、視頻、信號(hào)線路全程穿鋼管埋地深0.8米引入弱電柜，同時(shí)鋼管兩端分別與弱電柜地網(wǎng)和前端設(shè)備的直擊雷接地做等電位連接。

3.4視頻監(jiān)控中心機(jī)房防雷

接地網(wǎng)：視頻監(jiān)控中心機(jī)房建設(shè)接地電阻<1Ω的地網(wǎng)。

防雷電波侵入：視頻監(jiān)控中心機(jī)房電源在進(jìn)入視頻監(jiān)控中心設(shè)備前需做2級(jí)雷電防護(hù)。

防雷電感應(yīng)：由弱電柜進(jìn)入監(jiān)控中心機(jī)房的光纜金屬外皮就近連接到機(jī)房?jī)?nèi)的均壓環(huán)上。

視頻監(jiān)控中心機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置一均壓環(huán)，將各種浪涌保護(hù)器接地、電源PE線、設(shè)備保護(hù)接地、防靜電接地等就近連接到等電位連接排上，均壓環(huán)連接新建地網(wǎng)。

防地電位反擊：新建地網(wǎng)與建筑物防直擊雷接地網(wǎng)相連，均壓環(huán)引入地網(wǎng)點(diǎn)與引下線局里大于3m。

該文通過(guò)對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可能遭受雷擊損害的主要原因分析及其雷電防護(hù)解決措施，結(jié)合簡(jiǎn)牘博物館視頻監(jiān)控系統(tǒng)防雷實(shí)際施工中的一些問(wèn)題，有限地闡述了防雷技術(shù)在提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)安全性中的應(yīng)用。，

電柜

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