视频监控系统的防雷措施
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摘要：为了对视频监控系统采取有效的防雷保护措施，保障监控系统正常可靠的运行，我们首先应准确了解视频监控系统的组成以及雷击损害的原因，从而选用合适的防雷保护装置，研究和探讨信号、电源线路的合理布放。
关键词：视频监控系统；防雷
中图分类号：TP6文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）0014(C)-0131-02
雷电是大自然中最宏伟壮观的气体放电现象，它从远古以来就一直吸引人类极大的关注，因为它会危及人类及动物的生命安全，引发森林大火，毁损各种建筑物，人类在有关雷电方面的大部分知识还是近70年来才获得的，这是因为雷电放电对于现代的航空电力、通信、建筑等领域都有很大的影响，促使人们从20世纪30年代开始加强了对雷电及其防护技术的研究。
随着雨季的到来，视频监控系统防止雷电袭击又被提上日程。为了对视频监控系统采取有效的防雷保护措施，保障监控系统正常可靠的运行，我们首先应准确了解视频监控系统的组成以及雷击损害的原因，从而选用合适的防雷保护装置，研究和探讨信号、电源线路的合理布放。为提高视频监控系统抗雷电袭击的能力，优化系统的整体防雷水平起到更好的保护作用。
一、视频监控系统的组成及雷击损害的原因
（一）视频监控系统的组成一般由以下三部分
1、前端部分：主要由黑白（彩色）摄像机、镜头、云台、防护罩、支架、解码器等组成。
2、传输部分：使用同轴电缆、电线、多芯线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。
3、终端部分：主要由画面分割器、监视器、控制设备、录像存储设备等组成。
（二）视频监控系统遭受雷击损害的主要原因
1、直击雷：雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏或雷电直接击在架空线缆上造成线缆损毁。这种雷击方式造成的破坏最严重，但出现机率比较小。
2、感应雷：又称二次雷，它分为电磁感应和静电感应。当附近区域有雷击闪落时，在雷击落实通道周围会产生强大的瞬变电磁场。处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电动势，这种现象叫电磁感应；当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上会感应出与雷云相反的电荷，这种现象叫静电感应。感应雷造成的设备损坏没有直击雷造成的破坏大，但出现的机率十分高，约占现代雷击事故的80%以上。
3、雷电侵入波：监控系统的电源线、信号传输线或进入监控室的其它金属线缆遭到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线/导体侵入设备，导致高电位差使设备损坏。
二、视频监控系统的基本措施
（一）前端设备的防雷
前端设备有室外和室内两种分布方式，室内分布的一般不会受到直击雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害，而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。
前端设备如摄像头等应置于接闪器（避雷针或其他接闪导体）有效保护范围之内。对于已经处于其它接闪器或高层建筑原有接闪系统保护范围之内的前端设备，一般可以不再另行考虑直击雷防护；对于未处于任何接闪系统保护范围之内的前端设备，则均应考虑直击雷防护问题。
当摄像机独立架设时（原则上为了防止避雷针及引下线上的暂态高电位），避雷针最好距摄像机3―4米的距离。如有困难避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用西8的镀锌圆钢。为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。金属管应可靠接地，摄相机与立柱必须高度绝缘，传输线缆穿金属管屏蔽绝缘。
室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于4Ω，高土壤电阻率地区可放宽至10Ω。但无论前端还是终端设备的接地系统，如果距离小于20米，两个接地系统之间应做等电位连接。
（二）传输线路的防雷
监控系统80%以上的雷害事故都是因为与系统相连的线路上感应的雷电侵入波过电压造成的。因此，做好与系统相连的线路防护是整体防雷中不容忽视的一环。视频监控系统主要是传输信号线和电源线。
最安全的布线方式应采取全程穿金属管埋地敷设，同时注意，金属管两端务必做有效接地。穿金属管埋地敷设的传输线路，可以使雷电侵入波的幅值得到相当程度的衰减，从而降低设备遭受雷电侵入波损害的概率。实际工程中，很多情况下条件不允许时，可以全程穿金属管架空走线；或者不作全程穿金属管，但在电缆进入监控机房和前端设备前务必穿金属管埋地敷设，埋地长度不小于15米，在入户端将电缆金属外皮、金属管与防雷接地有效连接。为避免首尾端设备损坏，架空线传输时应在每一电杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。
摄像机的电源一般使用AC220V或DC12V。摄像机由直流变压器供电的，单相电源避雷器应串联或并联在直流变压器前端，如直流电源传输距离大于15米，则摄像机端还应串接低压直流避雷器。
（三）终端设备的防雷
监控室防雷是监控系统防雷的核心，应从直击雷防护、雷电侵入波、等电位连接、电涌保护多方面进行。
1、由于监控室涉及建筑物避雷其防直击雷措施应符合GB50074―94《建筑物防雷设计规范》中的有关规定。监控室防雷只有采用综合避雷方式才能有效防止雷电的侵袭。建筑物在修建时都带有避雷针，避雷网等，因此我们就元需考虑另外增加建筑物避雷装置，需要注意的是我们最好别将监控设备放在窗户旁边，最好别将监控设备放在顶楼。
2、由于雷电侵入波的主要能量集中在从工频附近几十赫兹到几百赫兹的低端，所以雷电侵入波能量就容易与工频回路发生耦合、谐振，于是雷电侵入波从电源线路进入电子设备的几率要比从信号线中进入的机率高得多。
所有进入监控室的电缆均应埋地引入。金属穿线管在进入监控机房前应与地网连接。如采用架空线引入室内其金属吊线或金属物全应接地。
3、监控室内设置一等电位连接母排或金属板，该等电位连接母排应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电接地等连接到一起，防止危险的电位差，其接地电阻值按其巾最小值确定。若有特殊要求，防雷接地装置需单独设置时，其余三种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻不应大于其中最小值，两接地装置之间必须采用地网隔离器，以防止地电位反击。要求接地电阻值小于4欧姆。监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω。采用综合接地网时，其接地电阻不得大于1Ω。各种避雷器的接地线应以最直和最短的距离与等电位母排连接。
4、监控室内的电涌保护就是通过对进入机房的各个电源，信号线路进行过电压防护，将其进行等电位连接，从而起到保护设备的作用。据统计约有80%雷击高电位是从电源线侵入的，为保证设备安全，一般电源上设置三级防护；
在控制大楼总配电柜处，安装第一级加强型电源防雷器。在中心控制室的监控系统配电箱处，安装第二级标准型电源防雷器。在室外型固定摄像机、室外型云台摄像机电源人口处，安装标准型电源防雷器。
在视频传输线、信号控制线，入侵报警信号线进入前端设备之前或进入监控中心控制台前应加装相应的避雷保护器。
上面只是一些基本的防雷措施，真正的视频监控系统防雷需要对各方面进行综合考虑，并且防雷技术也十分复杂，对各种防雷装置的性能要求也比较高，不过大家可以以上面的防雷方式作基础，在各个环节深入，就能使监控系统最大限度免受雷电袭击，有效达到防雷减灾的目的。
作者单位：山西大同煤矿集团白洞煤业公司准备队
参考文献：
[1]高压电技术.中国电力出版社.
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