安防監(jiān)控系統(tǒng)防雷知識簡介
文章來源：天鴻中光 發(fā)布時間：2015-04-21 點擊：3441次
一、概述
隨著社會的發(fā)展進(jìn)步，人民生活水平的不斷提高，社會經(jīng)濟(jì)越趨活躍，對“安全”的需求越來越高，安防監(jiān)控系統(tǒng)得到了更為廣泛的普及應(yīng)用。在高速公路、金融系 統(tǒng)、軍事單位、交通監(jiān)控、重要處所、各種小區(qū)、公共場所、庫房管理等各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越普遍。同時，安防監(jiān)控系統(tǒng)自身的安全性也成為一個新的、重要的 問題。
現(xiàn)代的安防監(jiān)控產(chǎn)品均系微電子化產(chǎn)品，這些監(jiān)控設(shè)備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性。其對各種諸如雷電過電壓、電力系統(tǒng)操作過電壓、靜電放電、 電磁輻射等電磁干擾非常敏感，這就使得監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備極易遭受雷擊/過電壓破壞，其后果可能會使整個監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行失靈，并造成難以估計的經(jīng)濟(jì)損失和安全方面 的風(fēng)險。
為了能夠準(zhǔn)確、有效地提供安防監(jiān)控系統(tǒng)的防雷解決方案，我們首先應(yīng)準(zhǔn)確了解安防監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成，進(jìn)而，準(zhǔn)確分析安防監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以 及可能的雷擊過電壓的入侵途徑。在此基礎(chǔ)上，選用合適的防雷保護(hù)裝置，研究和探討信號、電源線路的合理布放，明確屏蔽及接地方式，方可給出準(zhǔn)確的、系統(tǒng)的 防雷解決方案。有效提高安防監(jiān)控系統(tǒng)的抗雷擊過電壓干擾能力，優(yōu)化系統(tǒng)的整體防雷水平。
二、安防監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成、分類及雷電防護(hù)概述
2.1安防監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成
安防監(jiān)控系統(tǒng)，一般由以下三部分組成：
前端部分：主要由黑白（彩色）攝像機(jī)、云臺、防護(hù)罩、支架等組成。傳輸部分：使用同軸電纜、電線、多芯線，采取架空、地埋或沿墻敷設(shè)等方式傳輸音頻、視頻、控制信號和饋送交、直流電源等。終端部分：主要由控制設(shè)備、畫面分割器、監(jiān)視器、錄像存儲設(shè)備等組成。
2.2安防監(jiān)控系統(tǒng)的分類
依傳輸部分的傳輸方式分類，安防監(jiān)控系統(tǒng)主要分為如下幾類：A、同軸電纜傳輸監(jiān)控系統(tǒng)：雷電防護(hù)重點在于傳輸電纜的兩端線路接口防護(hù)及傳輸電纜自身的保 護(hù)；B、雙絞線傳輸監(jiān)控系統(tǒng)：雷電防護(hù)重點在于，前端及終端的電源防護(hù)及雙絞線接口防護(hù)；C、光纜傳輸監(jiān)控系統(tǒng)：雷電防護(hù)重點在于，前端及終端的電源防護(hù) 及光纜自身屏蔽鎧層及加強(qiáng)筋的防護(hù)；D、微波傳輸監(jiān)控系統(tǒng)：防護(hù)重點在于，前后兩站無線設(shè)備的自身直擊雷防護(hù)。
1.2.3安防監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因
2.2.3.1直擊雷
A、雷電直接擊中露天的攝像機(jī)上，直接損毀設(shè)備；
B、雷電直接擊在線纜上，造成線纜熔斷、損壞。
2.3.2雷電侵入波
安防監(jiān)控系統(tǒng)的電源線、信號傳輸線或進(jìn)入監(jiān)控室的其它金屬線纜遭到雷擊或被雷電感應(yīng)時，雷電波沿這些金屬導(dǎo)線/導(dǎo)體侵入設(shè)備，導(dǎo)致高電位差使設(shè)備損壞。
2.3.3雷電感應(yīng)
電磁感應(yīng)：當(dāng)附近區(qū)域有雷擊閃絡(luò)時，在雷擊落實通道周圍會產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場。處在電磁場中的監(jiān)控設(shè)備和傳輸線路會感應(yīng)出較大的電動勢，以致?lián)p壞、損毀設(shè)備。
靜電感應(yīng)：當(dāng)有帶電的雷云出現(xiàn)時，在雷云下面的建筑物和傳輸線路上會感應(yīng)出與雷云相反的束縛電荷。這種感應(yīng)電荷在低壓架空線路上可達(dá)100kV靜電電位，信號線路上可40－60kV靜電電位，一旦雷云放電后，束縛電荷迅速擴(kuò)散，即引起感應(yīng)雷擊。
電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)引發(fā)的雷擊現(xiàn)象均稱為感應(yīng)雷，又稱二次雷。它對設(shè)備的損害沒有直擊雷來的猛烈，但它要比直擊雷發(fā)生的機(jī)率大得多，有統(tǒng)計顯示，感應(yīng)雷擊約占現(xiàn)代雷擊事故的80%以上。
2.3.4地電位反擊
直擊雷防護(hù)裝置（避雷針）在引導(dǎo)強(qiáng)大的雷電流流入大地時，在它的引下線、接地體以及與它們相連接的金屬導(dǎo)體上產(chǎn)生非常高的瞬時電壓，對周圍與它們靠得近卻 又沒與它們連接的金屬物體、設(shè)備、線路、人體之間產(chǎn)生巨大的電位差，這個電位差引起的電擊就是地電位反擊。這種反擊不僅足以損壞電器和設(shè)備，也可能造成人 身傷害或火災(zāi)爆炸事故。
三、安防監(jiān)控系統(tǒng)防雷解決方案要點/常見問題/注意事項
3.1直擊雷防護(hù)
直擊雷防護(hù)，是防雷保護(hù)不可或缺的重要基礎(chǔ)，是防雷保護(hù)不可忽視的組成部分。
3.1.1前端設(shè)備的直擊雷防護(hù)
安防監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備有室外和室內(nèi)兩種，安裝在室內(nèi)的設(shè)備一般不會遭受直擊雷，而安裝于室外的設(shè)備，多數(shù)處于相對的開闊地帶，直擊雷風(fēng)險較大，則必須考慮直擊雷防護(hù)問題。
安防監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備，如攝像頭等，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)。對于已經(jīng)處于其它接閃器或高層建筑原有接閃系統(tǒng)保護(hù)范圍之內(nèi) 的前端設(shè)備，一般可以不再另行考慮直擊雷防護(hù)；對于未處于任何接閃系統(tǒng)保護(hù)范圍之內(nèi)的前端設(shè)備，則均應(yīng)考慮直擊雷防護(hù)問題。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度考慮，前端設(shè) 備直擊雷防護(hù)安裝獨(dú)立避雷針不具備可行性，一般都采用將避雷針架設(shè)在攝像機(jī)的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身（也可采用Φ8的鍍鋅圓鋼或30×3鍍 鋅扁鋼），但為了防止電磁感應(yīng)，沿桿引上攝像機(jī)的電源線和信號線應(yīng)穿金屬管敷設(shè)，金屬管應(yīng)可靠接地。
3.1.2傳輸線路的直擊雷防護(hù)
為了使傳輸線路免遭直擊雷的侵害，傳輸線路應(yīng)盡量避免架空敷設(shè)，最好是穿金屬管埋地敷設(shè)，金屬管的兩端應(yīng)可靠接地。
3.1.3終端設(shè)備的直擊雷防護(hù)終端設(shè)備機(jī)房（一般稱監(jiān)控機(jī)房）所在建筑物應(yīng)采取防直擊雷的措施，可采用φ10的圓鋼（刷銀粉漆）在樓頂構(gòu)筑避雷帶，另外用φ10的圓鋼做避雷帶支撐，支撐高度15cm，每隔1m設(shè)一支撐，并用40×4mm的鍍鋅扁鋼作為引下線與地網(wǎng)（地網(wǎng)電阻應(yīng)小于10Ω）連接，引下線的間距應(yīng)不大于25米。
也可以采用避雷針作為防直擊雷的措施，用40×4mm的鍍鋅扁鋼作為引下線與地網(wǎng)連接，避雷針的高度、安裝位置應(yīng)根據(jù)滾球法進(jìn)行計算。
3.2防雷接地系統(tǒng)
所有防雷保護(hù)系統(tǒng)均應(yīng)有可靠、有效的接地。接地系統(tǒng)亦是防雷保護(hù)的必要組成部分之一。
安防監(jiān)控系統(tǒng)前端、終端設(shè)備均應(yīng)有良好的防雷接地，相應(yīng)接地系統(tǒng)應(yīng)符合規(guī)范要求。一般獨(dú)立于監(jiān)控機(jī)房所在建筑物的前端設(shè)備均須設(shè)有獨(dú)立接地。但在此需要特別指出的是：無論前端還是終端設(shè)備的接地系統(tǒng)，如果距離小于20米的情況，兩個接地系統(tǒng)之間應(yīng)做等電位連接。
3.3沿墻敷設(shè)應(yīng)注意的問題
許多布線人員，因?qū)Ψ览字R了解有限，或者圖簡單方便，習(xí)慣于將戶外走線線路與建筑物避雷帶、引下線相互捆綁。方便了工程施工與美觀的同時，也帶來了較大 的防雷安全隱患。這一點是值得重視和注意的。為減小雷害風(fēng)險，任何導(dǎo)線/金屬線路均應(yīng)盡可能避免與直擊雷防護(hù)系統(tǒng)平行捆扎，而應(yīng)依有關(guān)規(guī)范要求合理布 線。
3.4交流電源防雷器的選用
對于安防監(jiān)控系統(tǒng)的所有交流電源進(jìn)線端均應(yīng)做有效的防雷保護(hù)。并且應(yīng)確保設(shè)備所處建筑物有良好的防雷接地系統(tǒng)的，進(jìn)一步確認(rèn)，所在建筑的雷電防護(hù)裝置是否使用適當(dāng)。
前端設(shè)備的交流電源進(jìn)線處應(yīng)安裝相應(yīng)的電源防雷器?？紤]到安防監(jiān)控系統(tǒng)的電源系統(tǒng)一般都不是十分規(guī)范電源環(huán)境，零、地之間常常會有幾伏、十幾伏的電壓，甚 至是幾十伏以上的電壓；另外，在安裝單相電源防雷器的時候，常常難以區(qū)分零、火線，鑒于這種情況，建議選用單相電源防雷器時，盡量避免選用1+NPE保護(hù) 模式的產(chǎn)品。如果選用1+NPE保護(hù)模式產(chǎn)品，當(dāng)NPE模塊上有交流電壓存在，在NPE模塊遇有過電壓發(fā)生動作時，會產(chǎn)生工頻續(xù)流，使得NPE模塊難以自 行熄弧，造成NPE模塊燒毀，甚至容易帶來火災(zāi)等安全隱患。
進(jìn)入到監(jiān)控機(jī)房的電源線應(yīng)考慮做三級防護(hù)，可在建筑物的總配電房的電源進(jìn)線處安裝一級電源防雷器，在監(jiān)控機(jī)房所在樓層配電箱的電源進(jìn)線處安裝二級電源防雷 器，在監(jiān)控機(jī)房重要設(shè)備的電源進(jìn)線處安裝三級電源防雷器。在零、地電壓比較高的情況下，不建議采用3+NPE或1+NPE保護(hù)模式的電源防雷器。 所有的 防雷器應(yīng)可靠接地！
3.5安防監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸線路防護(hù)
統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料表明，安防監(jiān)控系統(tǒng)80%以上的雷害事故都是因為與系統(tǒng)相連的線路上感應(yīng)的雷電侵入波過電壓造成的。因此，做好與系統(tǒng)相連的線路防護(hù)是整體防雷中不容忽視的一環(huán)。
最安全的布線方式，應(yīng)采取全程穿金屬管埋地敷設(shè)，同時，也請注意，金屬管兩端務(wù)必做好有效接地。穿金屬管埋地敷設(shè)的傳輸線路，可以使雷電侵入波的幅值得到 相當(dāng)程度的衰減，從而降低設(shè)備遭受雷電侵入波損害的概率。實際工程中，很多情況下條件不允許時，可以全程穿金屬管架空走線；或者不作全程穿金屬管，但在電 纜進(jìn)入監(jiān)控機(jī)房和前端設(shè)備前，務(wù)必穿金屬管埋地敷設(shè)，埋地長度應(yīng)不小于15米，在入戶端將電纜金屬外皮、金屬管與防雷接地有效連接。
所有傳輸線路的兩端均應(yīng)安裝相應(yīng)的防雷器。