視頻監控系統防止雷電襲擊的基本措施

張樹賓

摘要：為了對視頻監控系統采取有效的防雷保護措施，保障監控系統正常可靠的運行，我們首先應準確了解視頻監控系統的組成以及雷擊損害的原因，從而選用合適的防雷保護裝置，研究和探討信號、電源線路的合理布放。

關鍵詞：視頻監控系統；防雷

中圖分類號：TP11文獻標識碼：A文章編號：1672-3198(2009)12-0277-02

隨著雨季的到來，視頻監控系統防止雷電襲擊又被提上日程。為了對視頻監控系統采取有效的防雷保護措施，保障監控系統正常可靠的運行，我們首先應準確了解視頻監控系統的組成以及雷擊損害的原因，從而選用合適的防雷保護裝置，研究和探討信號、電源線路的合理布放。為提高視頻監控系統抗雷電襲擊的能力，優化系統的整體防雷水平起到更好的保護作用。

1視頻監控系統的組成及雷擊損害的原因

(1)視頻監控系統的組成一般由以下三部分：

①前端部分：主要由黑白(彩色)攝像機、鏡頭、云臺、防護罩、支架、解碼器等組成。

②傳輸部分；使用同軸電纜、電線、多芯線采取架空、地埋或沿墻敷設等方式傳輸視頻、音頻或控制信號等：

③終端部分：主要由畫面分割器、監視器、控制設備、錄像存儲設備等組成。

(2)視頻監控系統遭受雷擊損害的主要原因。

①直擊雷；雷電直接擊在露天的攝像機上造成設備損壞或雷電直接擊在架空線纜上造成線纜損毀。這種雷擊方式造成的破壞最嚴重，但出現機率比較小。

②感應雷：又稱二次雷，它分為電磁感應和靜電感應。當附近區域有雷擊閃落時，在雷擊落實通道周圍會產生強大的瞬變電磁場。處在電磁場中的監控設備和傳輸線路會感應出較大的電動勢，這種現象叫電磁感應；當有帶電的雷云出現時，在雷云下面的建筑物和傳輸線路上會感應出與雷云相反的電荷，這種現象叫靜電感應。感應雷造成的設備損壞沒有直擊雷造成的破壞大，但出現的機率十分高，約占現代雷擊事故的80％以上。

③雷電侵入波：監控系統的電源線、信號傳輸線或進入監控室的其它金屬線纜遭到雷擊或被雷電感應時，雷電波沿這些金屬導線/導體侵入設備，導致高電位差使設備損壞。

2視頻監控系統的基本措施

(1)前端設備的防雷。前端設備有室外和室內兩種分布方式，室內分布的一般不會受到直擊雷擊，但需考慮防止雷電過電壓對設備的侵害，而室外的設備則同時需考慮防止直擊雷擊。

前端設備如攝像頭等應置于接閃器(避雷針或其它接閃導體)有效保護范圍之內。對于已經處于其它接閃器或高層建筑原有接閃系統保護范圍之內的前端設備，一般可以不再另行考慮直擊雷防護；對于未處于任何接閃系統保護范圍之內的前端設備，則均應考慮直擊雷防護問題。

當攝像機獨立架設時(原則上為了防止避雷針及引下線上的暫態高電位)，避雷針最好距攝像機3～4米的距離。如有困難避雷針也可以架設在攝像機的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身或選用西8的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應，沿桿引上攝像機的電源線和信號線應穿金屬管屏蔽。金屬管應可靠接地，攝相機與立柱必須高度絕緣，傳輸線纜穿金屬管屏蔽絕緣。

室外的前端設備應有良好的接地，接地電阻小于4Ω，高土壤電阻率地區可放寬至10Ω。但無論前端還是終端設備的接地系統，如果距離小于20米，兩個接地系統之間應做等電位連接。

(2)傳輸線路的防雷。監控系統80％以上的雷害事故都是因為與系統相連的線路上感應的雷電侵入波過電壓造成的。因此，做好與系統相連的線路防護是整體防雷中不容忽視的一環。視頻監控系統主要是傳輸信號線和電源線。

最安全的布線方式應采取全程穿金屬管埋地敷設，同時注意，金屬管兩端務必做有效接地。穿金屬管埋地敷設的傳輸線路，可以使雷電侵入波的幅值得到相當程度的衰減，從而降低設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，但在電纜進入監控機房和前端設備前務必穿金屬管埋地敷設，埋地長度不小于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。為避免首尾端設備損壞，架空線傳輸時應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接地。

攝像機的電源一般使用AC220V或DC12V。攝像機由直流變壓器供電的，單相電源避雷器應串聯或并聯在直流變壓器前端，如直流電源傳輸距離大于15米，則攝像機端還應串接低壓直流避雷器。

(3)終端設備的防雷。監控室防雷是監控系統防雷的核心，應從直擊雷防護、雷電侵入波、等電位連接、電涌保護多方面進行。

①由于監控室涉及建筑物避雷其防直擊雷措施應符合GB50074－94《建筑物防雷設計規范》中的有關規定。監控室防雷只有采用綜合避雷方式才能有效防止雷電的侵襲。建筑物在修建時都帶有避雷針，避雷網等，因此我們就元需考慮另外增加建筑物避雷裝置，需要注意的是我們最好別將監控設備放在窗戶旁邊，最好別將監控設備放在頂樓。

②由于雷電侵入波的主要能量集中在從工頻附近幾十赫茲到幾百赫茲的低端，所以雷電侵入波能量就容易與工頻回路發生耦合、諧振，于是雷電侵入波從電源線路進人電子設備的幾率要比從信號線中進入的機率高得多。

所有進入監控室的電纜均應埋地引入。金屬穿線管在進入監控機房前應與地網連接。如采用架空線引入室內其金屬吊線或金屬物全應接地。

③監控室內設置一等電位連接母排或金屬板，該等電位連接母排應與建筑物防雷接地、PE線、設備保護地、防靜電接地等連接到一起，防止危險的電位差，其接地電阻值按其巾最小值確定。若有特殊要求，防雷接地裝置需單獨設置時，其余三種接地宜共用一組接地裝置，其接地電阻不應大于其中最小值，兩接地裝置之間必須采用地網隔離器，以防止地電位反擊。要求接地電阻值小于4歐姆。監控中心采用專用接地裝置時，其接地電阻不得大于4Ω。采用綜合接地網時，其接地電阻不得大于1Ω。各種避雷器的接地線應以最直和最短的距離與等電位母排連接。

④監控室內的電涌保護就是通過對進入機房的各個電源，信號線路進行過電壓防護，將其進行等電位連接，從而起到保護設備的作用。據統計約有80％雷擊高電位是從電源線侵入的，為保證設備安全，一般電源上設置三級防護；

在控制大樓總配電柜處，安裝第一級加強型電源防雷器。在中心控制室的監控系統配電箱處，安裝第二級標準型電源防雷器。在室外型固定攝像機、室外型云臺攝像機電源人口處，安裝標準型電源防雷器。

在視頻傳輸線、信號控制線，入侵報警信號線進入前端設備之前或進入監控中心控制臺前應加裝相應的避雷保護器。

上面只是一些基本的防雷措施，真正的視頻監控系統防雷需要對各方面進行綜合考慮，并且防雷技術也十分復雜，對各種防雷裝置的性能要求也比較高，不過大家可以以上面的防雷方式作基礎，在各個環節深入，就能使監控系統最大限度免受雷電襲擊，有效達到防雷減災的目的。