平安東莞視頻監(jiān)控前端防雷接地技術(shù)

廖國華

【摘要】 平安東莞視頻監(jiān)控項(xiàng)目實(shí)施中前端防雷接地技術(shù)的應(yīng)用，介紹雷電對視頻監(jiān)控的危害，闡述在東莞視頻監(jiān)控前端防雷接地技術(shù)應(yīng)用和實(shí)際施工方式、設(shè)備選型、施工工藝。

【關(guān)鍵詞】 平安東莞 防雷接地 技術(shù)應(yīng)用 施工工藝

一、引言

“平安東莞”社會(huì)治安視頻監(jiān)控于2006年開始建設(shè)，對東莞市打擊各類犯罪，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定起到了關(guān)鍵作用。至2013年，6年的使用時(shí)間，系統(tǒng)老舊、圖像清晰度不高等問題也逐漸暴漏出來。另外，由于高清技術(shù)的快速發(fā)展，公安部門對于更高清晰度圖像的要求（圖像分辨率達(dá)到1080P）以及需要更強(qiáng)的信息檢索功能（車牌識別、人臉抓拍，后臺(tái)識別），促使東莞進(jìn)行“平安東莞”高清視頻監(jiān)控的改造和建設(shè)。

二、雷電對于視頻監(jiān)控前端的影響

雷電是夏季常見的自然現(xiàn)象，具有極大的破壞力，對生命、財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的危害。東莞市地處廣東沿海地區(qū)珠江三角洲，受海洋氣象影響屬亞熱帶季風(fēng)氣候，長夏無冬，季風(fēng)明顯，年平均有81天雷暴天氣，屬多雷地區(qū)。

雷電對電子設(shè)備的影響主要由三個(gè)方面造成：直擊雷、感應(yīng)雷和傳導(dǎo)雷。（1）直擊雷：帶電的云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象。直擊雷電壓高、瞬間電流大，同時(shí)雷電通道的溫度可高達(dá)6000～10000℃，對設(shè)備損壞嚴(yán)重。（2）感應(yīng)雷：又叫二次雷，由雷電引起的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)的統(tǒng)稱。發(fā)生雷擊時(shí)，一定距離內(nèi)的電力、電力和傳輸線路金屬導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)浪涌，對設(shè)備造成損壞。（3）傳導(dǎo)雷：雷電從遠(yuǎn)處擊中電力或通信線路，然后沿傳輸線路侵入設(shè)備，造成破壞。雷電反擊也屬于傳導(dǎo)雷，指接受直擊雷的金屬體（包括接閃器、接地線和接地體），導(dǎo)致接閃瞬間與大地存在高電壓，電壓通過接地系統(tǒng)入侵設(shè)備稱為反擊。

三、視頻監(jiān)控前端的防雷技術(shù)應(yīng)用

1、接地

前端所有電氣回路和設(shè)備與大地或與代替大地的導(dǎo)體之間的導(dǎo)電的連接。接地是防雷、避雷技術(shù)的最重要環(huán)節(jié)，不管是直擊雷、感應(yīng)雷，都將通過接地裝置倒入大地。良好的接地可以起到如下作用：（1）提供設(shè)備與近處金屬物體間的低阻抗連接，減少人身受電擊危險(xiǎn)；（2）給接地故障電流提供返回電源的低阻抗通路，使斷路器動(dòng)作；（3）給雷電感應(yīng)電流提供低阻抗的對地泄放通路；（4）給電磁感應(yīng)靜電電荷提供對地泄放通路。

在視頻監(jiān)控前端和市電引入接電處，都要求做到良好接地。要求接地電阻不大于4Ω，土壤電阻率大于2000Ω·m時(shí)，接地電阻不大于20Ω。

2、直擊雷的防護(hù)

（1）接閃器（即避雷針），在視頻監(jiān)控前端安裝中，監(jiān)控桿為L型八角或圓形金屬桿，高度6-10米，橫臂長2-6米（見圖1：監(jiān)控桿）。如安裝獨(dú)立的避雷針，根據(jù)滾球法計(jì)算避雷針長度大于桿體長，同時(shí)考慮監(jiān)控點(diǎn)附近的高大建筑、路燈桿等，以監(jiān)控桿為接閃器。（2）引下線，引下線是將接閃器接閃的雷電電流安全的倒入大地，視頻監(jiān)控前端利用金屬監(jiān)控桿和桿基礎(chǔ)鋼筋作為引下線（見圖1：監(jiān)控桿）。（3）接地體，在監(jiān)控桿基礎(chǔ)下安裝2條鍍鋅角鋼（50×50×5mm，長度2.5米）接地體，在市電引入接電處安裝1條鍍鋅圓鋼（Φ12mm，長度1.5米）接地體，起到散流作用。

3、感應(yīng)雷及傳導(dǎo)雷的防護(hù)

感應(yīng)雷通過靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種方式侵入導(dǎo)體，監(jiān)控桿內(nèi)有電源和信號線，設(shè)備箱內(nèi)安裝各種設(shè)備，保證桿體、設(shè)備箱外殼的良好接地可以有效的避免感應(yīng)雷的危害。

感應(yīng)雷和傳導(dǎo)雷可以通過電力電纜、光纜外屏蔽層、光纜加強(qiáng)芯和網(wǎng)絡(luò)電纜等信號線侵入設(shè)備，由電源侵入的危害更大。這就要求各類信號線及網(wǎng)絡(luò)線盡量使用帶屏蔽層電纜，設(shè)備端加裝避雷器，電源安裝避雷器同時(shí)可利用變壓器隔離，避雷設(shè)備、電纜屏蔽層、光纜屏蔽層、光纜加強(qiáng)芯做到良好接地。同時(shí)，因?yàn)橐敕较虿煌瑢⒐饫|地線排與設(shè)備地線排分離，分別布放引下地線至基礎(chǔ)接地端。

4、共用接地和等電位連接

不同性質(zhì)的接地裝置如金屬桿、設(shè)備地排、光纜地排、交流電工作地全部接入到桿基礎(chǔ)接地點(diǎn)，做到共用接地。同時(shí)把避雷設(shè)備、電纜屏蔽層、光纜屏蔽層、加強(qiáng)芯做到良好接地，使視頻監(jiān)控前端成為一個(gè)良好的等電位體，避免雷電反擊的發(fā)生。同時(shí)，也可以在土壤電阻率高的地方放寬對接地電阻值的要求，降低工程成本。根據(jù)視頻監(jiān)控點(diǎn)位置一般選取在人行路等施工環(huán)境狹窄的位置，建議接地電阻放寬至不大于20Ω。

四、視頻監(jiān)控前端防雷施工工藝要求

1、接地極制作

監(jiān)控桿基礎(chǔ)下安裝2條50×5鍍鋅角鋼接地極（見圖2：監(jiān)控基礎(chǔ)），長度為2.5米，角鋼與基礎(chǔ)地籠圓鋼采用鍍鋅扁鋼連接，連接工藝采用焊接，要求焊縫平整，無裂縫、氣孔、夾渣等缺陷。圓鋼與扁鋼搭接為圓鋼直徑的6倍，雙面施焊；扁鋼與角鋼焊接，緊貼角鋼外側(cè)兩面，搭接寬度為扁鋼寬度的2倍，不少于三面施焊。

接地電阻不合格處理：（1）基坑內(nèi)換土或加入長效化學(xué)降阻劑；（2）位置開闊的地方，距離基礎(chǔ)每隔5米打下一條角鋼接地極，并與基礎(chǔ)輔助接地扁鐵有效連接；（3）無條件的地方可在基礎(chǔ)側(cè)埋設(shè)防腐接地模塊、離子接地棒，并與基礎(chǔ)輔助接地扁鐵有效連接；（4）在基坑內(nèi)或基礎(chǔ)側(cè)選用可以深入地下的銅包鋼接地極。

2、視頻采集設(shè)備安裝

視頻采集攝像球機(jī)外殼和槍擊外殼、保護(hù)罩、支架與金屬桿之間做到良好接觸并用≥4mm2地線連接對應(yīng)的避雷器接地端口（見圖3：前端設(shè)備系統(tǒng)圖）。

3、避雷器選擇與安裝

視頻采集設(shè)備避雷器的選擇技術(shù)參數(shù)可參見表1：

攝像球機(jī)和槍機(jī)安裝在高處，避雷器就近安裝，與設(shè)備間距離小于1米。球機(jī)避雷器安裝在防雷箱內(nèi)（見圖1：監(jiān)控桿），槍機(jī)避雷器安裝在護(hù)罩內(nèi)。

數(shù)字信號攝像球機(jī)和槍機(jī)可以選用‘以太網(wǎng)/電源二合一避雷器；模擬信號攝像球機(jī)可選用‘視頻/485信號/電源三合一避雷器；模擬信號攝像槍機(jī)可選用‘視頻/電源二合一避雷器，球機(jī)一般使用24VAC電源，槍機(jī)一般使用12VDC電源。避雷器布放≥4mm2地線至控制箱內(nèi)設(shè)備地線排。

4、控制箱內(nèi)設(shè)備地線安裝

控制箱內(nèi)安裝2個(gè)獨(dú)立的地線排：設(shè)備用和線路用（見圖3：前端設(shè)備系統(tǒng)圖），分別布放地線至基礎(chǔ)上接地點(diǎn)處，地線規(guī)格要求≥25mm2，分別用銅線耳牢固連接。

控制箱內(nèi)安裝的防雷器和設(shè)備外殼全部要求安裝地線連接至設(shè)備地線排，地線規(guī)格要求≥6mm2，分別用銅線耳牢固連接。

5、電源接入防雷

前端用電一般使用220V交流市電供電，工作地線就是保護(hù)地線，接入設(shè)備地線排，并在電源接入空氣開關(guān)前端安裝交流電源防雷器，在設(shè)備接入時(shí)使用防雷插排。電源避雷器和防雷插排地線連接至設(shè)備地線排，地線規(guī)格要求≥6mm2，用銅線耳牢固連接。電源避雷器和防雷插排選擇技術(shù)參數(shù)可參見表2：

6、市電引入接入點(diǎn)防雷

市電引入接入點(diǎn)安裝獨(dú)立電箱，線路安裝漏電保護(hù)開關(guān)，機(jī)箱接地，為方便維護(hù)可使用帶重合閘功能的漏電保護(hù)開關(guān)。（見圖4：市電引入接入點(diǎn)）

7、市電線路敷設(shè)

市電引入電力電纜采用埋地敷設(shè)的方式，要求全程套鋼管，如條件不允許架空布放時(shí)，引上鋼管、鋼絞線、支架等金屬構(gòu)件要良好接地。如套PVC管布放電力電纜是跨越其他電力線、煤氣管道等其他地下管線時(shí)，跨越處必須套鋼管，鋼管兩端要良好接地。

電力電纜使用2芯線時(shí)，監(jiān)控前端工作地就是保護(hù)地；使用3芯線時(shí)，地線連端接地。

8、信號傳輸線路敷設(shè)

前端桿體內(nèi)信號傳輸線路采用有屏蔽層的電纜，屏蔽層兩端接設(shè)備地排。遠(yuǎn)端傳輸信號使用光纜，光纜屏蔽層和加強(qiáng)芯連接至控制箱內(nèi)獨(dú)立的線路地排。

需要離開監(jiān)控點(diǎn)至遠(yuǎn)端的信號電纜套鋼管布放，如需套PVC管布放的要求布放鋼管15米以上，鋼管連接良好并兩端接地。信號電纜也使用有屏蔽層的電纜，屏蔽層接線路地排。

五、結(jié)論

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，“平安東莞”還在持續(xù)不斷的建設(shè)，在其建設(shè)和維護(hù)過程中，防雷接地問題也是需要面對的重點(diǎn)問題。本文是根據(jù)“平安東莞”視頻監(jiān)控實(shí)際工程設(shè)計(jì)、施工中的防雷接地要求所寫，在其他地區(qū)還是要根據(jù)安裝設(shè)備類型、現(xiàn)場施工環(huán)境、氣候條件、資金條件，靈活的選擇防雷接地的方法和工藝。