視頻監(jiān)控系統(tǒng)防雷重要性一直不為工程商所重視，總覺(jué)得不做防雷沒(méi)有什么問(wèn)題，在一些地方一年也沒(méi)有幾次雷電現(xiàn)象，可以不做，但是在雷電經(jīng)常發(fā)生的地區(qū)，安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)必須注重防雷。
為了對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)采取有效的防雷保護(hù)措施，保障監(jiān)控系統(tǒng)正常可靠的運(yùn)行，首先應(yīng)明確監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以及雷電可能的侵入途徑，尤其是雷擊損壞較為嚴(yán)重的室外監(jiān)控設(shè)備，在分析其損壞原因的基礎(chǔ)上，正確選擇和使用監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的防雷保護(hù)裝置，以及研究和探討信號(hào)、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等。
一、視頻監(jiān)視系統(tǒng)的組成及雷害成因
1、監(jiān)控系統(tǒng)組成
前端部分：攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、支架等組成。
傳輸部分：使用同軸電纜、網(wǎng)線、光纖、多芯線采取架空、地埋或沿墻敷設(shè)等方式傳輸視頻、音頻或控制信號(hào)等。
終端部分：主要由存儲(chǔ)設(shè)備、監(jiān)視器、控制設(shè)備等組成。
2、 監(jiān)控系統(tǒng)雷害成因
直擊雷：雷電直接擊在露天的攝像機(jī)上造成設(shè)備損壞；雷電直接擊在架空線纜上造成線纜熔斷。
雷電波侵入：監(jiān)控的電源線、信號(hào)傳輸或進(jìn)入監(jiān)控室的金屬管線到雷擊或被雷電感應(yīng)時(shí)，雷電波沿這些金屬導(dǎo)線侵入設(shè)備，造成電位差使設(shè)備損壞。
雷電感應(yīng)：當(dāng)雷擊避雷針時(shí)，在引下線周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的瞬變電磁場(chǎng)。處在電磁場(chǎng)中的監(jiān)控設(shè)備和傳輸線路會(huì)感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢(shì)。這現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。當(dāng)有帶電的雷云出現(xiàn)時(shí)，在雷云下面的建筑物和傳輸線路上都會(huì)感應(yīng)出與雷云相反的電荷。這種感應(yīng)電荷在低壓架空線路上可達(dá)100kv，信號(hào)線路上可40-60kv。這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)稱為感應(yīng)雷，又叫二次雷。它對(duì)設(shè)備的損害沒(méi)有直擊雷來(lái)的猛然，但它要比直擊雷發(fā)生的機(jī)率大得多。
二、監(jiān)控系統(tǒng)的綜合防雷
1、前端設(shè)備的防雷
前端設(shè)備有室外和室內(nèi)安裝兩種情況，安裝在室內(nèi)的設(shè)備一般不會(huì)遭受直擊雷擊，但需考慮防止雷電過(guò)電壓對(duì)設(shè)備的侵害，而室外的設(shè)備則同時(shí)需考慮防止直擊雷擊。
前端設(shè)備如攝像頭應(yīng)置于接閃器(避雷針或其它接閃導(dǎo)體)有效保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)攝像機(jī)獨(dú)立架設(shè)時(shí)，避雷針距攝像機(jī)3-4米的距離。如有困難避雷針也可以架設(shè)在攝像機(jī)的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身或選用Φ 8的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應(yīng)，沿桿引上攝像機(jī)的電源線和信號(hào)線應(yīng)穿金屬管屏蔽。
室外攝像機(jī)頭防雷要求：室外型攝像槍(帶云臺(tái))在編碼器前端需安裝防雷器，作為室外型前端設(shè)備的保護(hù)；
為防止雷電波沿線路侵入前端設(shè)備，應(yīng)在設(shè)備前的每條線路上加裝合適的避雷器，如電源線(220V或DC12V)、視頻線、信號(hào)線和云臺(tái)控制線。
攝像機(jī)的電源一般使用AC220V或DC12V。攝像機(jī)由直流變壓器供電的，單相電源避雷器應(yīng)串聯(lián)或并聯(lián)在直流變壓器前端，如直流電源傳輸距離大于15米，則攝像機(jī)端還應(yīng)串接低壓直流避雷器。
信號(hào)線傳輸距離長(zhǎng)，耐壓水平低，極易感應(yīng)雷電流而損壞設(shè)備，為了將雷電流從信號(hào)傳輸線傳導(dǎo)入地，信號(hào)過(guò)電壓保護(hù)器須快速響應(yīng)，在設(shè)計(jì)信號(hào)傳輸線的保護(hù)時(shí)必須考慮信號(hào)的傳輸速率、信號(hào)電平，啟動(dòng)電壓以及雷電通量等參數(shù)。
室外如果選用POE供電的，選用的交換機(jī)盡量選用防雷性比較好的交換機(jī)。
室外的前端設(shè)備應(yīng)有良好的接地，接地電阻小于4Ω，高土壤電阻率地區(qū)可放寬至 <10Ω。
2、傳輸線路的防雷
監(jiān)控系統(tǒng)主要是傳輸信號(hào)線和電源線。室外攝像機(jī)的電源可從終端設(shè)備處引入，也可從監(jiān)視點(diǎn)附近的電源引入。
控制信號(hào)傳輸線和報(bào)警信號(hào)傳輸線一般選用芯屏蔽軟線，架設(shè)(或敷設(shè))在前端與終端之間。
傳輸部分的線路在城市郊區(qū)、鄉(xiāng)村敷設(shè)時(shí)，可采用直埋敷設(shè)方式。當(dāng)條件不充許時(shí)，可采用通信管道或架空方式，此時(shí)規(guī)定了傳輸線纜與其它線路其它線路其溝的zui小間距和與其它線路共桿架設(shè)的zui小垂直間距。
電纜與其它線路共溝(隧道)的zui小間距(m)種類(lèi)zui小間距220V交流電線0.5通訊電纜0.1，電纜與其它線路共桿架設(shè)的zui小垂直間距(m)種類(lèi)zui小垂直間距1-10KV電力線2.51KV以下電力線1.5廣播線1.0通信線0.6
從防雷角看，直埋敷設(shè)方式防雷效果*，架空線zui容易遭受雷擊，并且破壞性大，波及范圍廣，為避免首尾端設(shè)備損壞，架空線傳輸時(shí)應(yīng)在每一電桿上做接地處理，架空線纜的吊線和架空線纜線路中的金屬管道均應(yīng)接地。中間放大器輸入端的信號(hào)源和電源均應(yīng)分別接入合適的避雷器。
傳輸線埋地敷設(shè)并不能阻止雷擊設(shè)備的發(fā)生，大量的事實(shí)顯示，雷擊造成埋地線纜故障，大約占總故障的30%左右，即使雷擊比較遠(yuǎn)的地方，也仍然會(huì)有部分雷電流流入電纜。所以采用帶屏蔽層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設(shè)，保持鋼管的電氣連通。對(duì)防護(hù)電磁干擾和電磁感應(yīng)非常有效，這主要是由于金屬管的屏蔽作用和雷電流的集膚效應(yīng)。如電纜全程穿金屬管有困難時(shí)，可在電纜進(jìn)入終端和前端設(shè)備前穿金屬管埋地引入，但埋地長(zhǎng)度不得小于15米，在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。
3、終端設(shè)備的防雷
在監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控室的防雷zui為重要，應(yīng)從直擊雷防護(hù)、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護(hù)多方面進(jìn)行。
監(jiān)控室所在建筑物應(yīng)有防直擊雷的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)。其防直擊雷措施規(guī)定進(jìn)入監(jiān)控室的各種金屬管線應(yīng)接到防感應(yīng)雷的接地裝置上。架空電纜線直接引入時(shí)，在入戶處應(yīng)加裝避雷器，并將線纜金屬外護(hù)層及自承鋼索接到接地裝置上。
監(jiān)控室內(nèi)應(yīng)設(shè)置一等電位連接母線(或金屬板)，該等電位連接母線應(yīng)與建筑物防雷接地、PE線、設(shè)備保護(hù)地、防靜電地等連接到一起防止危險(xiǎn)的電位差。各種電涌保護(hù)器(避雷器)的接地線應(yīng)以zui直和zui短的距離與等電位連接母排進(jìn)行電氣連接。
由于有80%雷擊高電位是從電源線侵入的，為保證設(shè)備安全，一般電源上應(yīng)設(shè)置三級(jí)避雷保護(hù)。在視頻傳輸線、信號(hào)控制線，入侵報(bào)警信號(hào)線進(jìn)入前端設(shè)備之前或進(jìn)入中心控制臺(tái)前應(yīng)加裝相應(yīng)的避雷保護(hù)器。
良好的接地是防雷中至關(guān)重要的一環(huán)。接地電阻值越小過(guò)電壓值越低。監(jiān)控中心采用接地裝置時(shí)，其接地電阻不得大于4Ω。采用綜合接地網(wǎng)時(shí)，其接地電阻不得大于1Ω。
三、監(jiān)控室屏蔽措施
1、埋地線路的金屬線管、PE線、信息線路金屬外皮應(yīng)在入戶端良好接地。如入戶前架空或無(wú)屏蔽者，宜在進(jìn)戶端前20米套裝金屬線管屏蔽，并把屏蔽層與防雷地可靠連通。
2、監(jiān)控室內(nèi)，應(yīng)將金屬電腦桌、電腦設(shè)備、控制設(shè)備金屬外殼與防雷接地裝置可靠連接。
3、室外攝像槍到解碼器之間的外露信號(hào)線，應(yīng)套不銹鋼或銅金屬管，并將攝像槍金屬屏蔽外殼及解碼器金屬屏蔽外殼與引下線的柱桿可靠連接。
4、屏蔽是減少電磁干擾的基本措施，宜采取以下措施：外部屏蔽措施、線路敷設(shè)于合適的路徑、線路屏蔽，這些措施宜聯(lián)合使用。
5、為改善電磁環(huán)境，所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬部件都應(yīng)等電位連接在一起，并與接地裝置相連。屋頂為金屬表面、立面金屬表面、混凝土內(nèi)鋼筋和金屬門(mén)窗框架，都必須進(jìn)行等電位接地。
6、在需要保護(hù)的空間，當(dāng)采用屏蔽電纜時(shí)其屏蔽層至少在兩端并宜在雷電防護(hù)區(qū)交界處做等電位連接。當(dāng)微電子設(shè)備系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時(shí)，可將屏蔽電纜穿金屬管引入，金屬管在一端做等電位連接。
7、建筑物之間的連接電纜應(yīng)敷設(shè)在金屬管道內(nèi)，這些金屬管道從一端到另一端應(yīng)全線電氣貫通，并連到各建筑物的等電位連接帶上。電纜屏蔽層也應(yīng)連到這些帶上。
8、實(shí)踐中建筑物或房間的大空間屏蔽是由金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋這些自然構(gòu)件組成的。這些構(gòu)件構(gòu)成一個(gè)格柵形大空間屏蔽。穿入這類(lèi)屏蔽的導(dǎo)電金屬物應(yīng)就近與其做等電位連接后接地。
四、監(jiān)控室等電位連接與共用接地
1、將進(jìn)入監(jiān)控中心大樓的各類(lèi)管線的屏蔽層、機(jī)器等在進(jìn)入大樓前進(jìn)行等電位連接后接地。在進(jìn)入設(shè)備前再進(jìn)行二次等電位連接后接地。將戶外攝像頭輸出的同軸電纜的外層和其它管線外層在進(jìn)入大樓前進(jìn)行等電位連接后接地。
2、將分開(kāi)的外導(dǎo)電裝置用等電位連接導(dǎo)體后接地，以減少系統(tǒng)設(shè)備所在的建筑物金屬構(gòu)件與設(shè)備之間或設(shè)備與設(shè)備之間因雷擊產(chǎn)生的電位差。利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物內(nèi)所有金屬構(gòu)件的多重連接建立一個(gè)三維的連接網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)等電位連接的*選擇。為方便等電位連接施工，應(yīng)在一些地方預(yù)埋等電位連接預(yù)留件。
3、進(jìn)入系統(tǒng)所在建筑物的各類(lèi)水管、采暖和空調(diào)管道等金屬管道的金屬外層在進(jìn)入建筑物處應(yīng)做等電位連接，燃?xì)夤艿廊霊艉髴?yīng)在法蘭盤(pán)連接處插入一塊絕緣兩端用開(kāi)關(guān)型SPD連接后戶內(nèi)金屬管道可參加等電位連接，并與建筑物組合在一起的大尺寸金屬件連接在一起，按GB50054的要求做等電位連接之后，接向總等電位連接帶，并可靠連通接地。
4、在建筑物入口處，即LPZ0B與LPZ1區(qū)交界進(jìn)行總等電位連接后接地，在后續(xù)的雷電防護(hù)區(qū)交界處按總等電位連接的方法進(jìn)行局部等電位連接，連接主體應(yīng)包含系統(tǒng)設(shè)備本身(含外露可導(dǎo)電部分)、PE線、機(jī)柜、機(jī)架、電氣和電子設(shè)備的外殼、直流工作地、防靜電接地、金屬屏蔽線纜外層、管道、屏蔽槽、電涌保護(hù)SPD的接地等均應(yīng)以zui短的距離就近與這個(gè)等電位連接帶直接連接。連接基本方法應(yīng)采用網(wǎng)型(M)結(jié)構(gòu)或星型(S)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的環(huán)行等電位連接帶應(yīng)每隔5米經(jīng)建筑物墻內(nèi)部鋼筋、金屬立面與接地系統(tǒng)連接。當(dāng)采用S型等電位連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，系統(tǒng)的所有金屬組件除在接地基準(zhǔn)點(diǎn)，即ERP處連接外，均應(yīng)與共用接地系統(tǒng)的各組件有足夠的絕緣(大于10KV，1.2/50μs).
5、避雷器連接導(dǎo)線應(yīng)短而直，SPD連接導(dǎo)線不宜大于0.5米，當(dāng)長(zhǎng)度大于0.5米時(shí)應(yīng)適當(dāng)加粗線徑。
6、使用含有金屬部件的光纜，如供抗拉強(qiáng)度的加強(qiáng)金屬芯、金屬潮層、防嚙齒動(dòng)物外層或修理維護(hù)時(shí)使用的金屬通信設(shè)施等均應(yīng)可靠接地，應(yīng)接通光纜沿線的所有接頭，再生器等處的擋潮層(金屬層)，并在光纜長(zhǎng)度每一端的終端進(jìn)行直接接地。
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