平安東莞視頻監控前端防雷接地技術

廖國華

【摘要】 平安東莞視頻監控項目實施中前端防雷接地技術的應用，介紹雷電對視頻監控的危害，闡述在東莞視頻監控前端防雷接地技術應用和實際施工方式、設備選型、施工工藝。

【關鍵詞】 平安東莞 防雷接地 技術應用 施工工藝

一、引言

“平安東莞”社會治安視頻監控于2006年開始建設，對東莞市打擊各類犯罪，維護社會穩定起到了關鍵作用。至2013年，6年的使用時間，系統老舊、圖像清晰度不高等問題也逐漸暴漏出來。另外，由于高清技術的快速發展，公安部門對于更高清晰度圖像的要求（圖像分辨率達到1080P）以及需要更強的信息檢索功能（車牌識別、人臉抓拍，后臺識別），促使東莞進行“平安東莞”高清視頻監控的改造和建設。

二、雷電對于視頻監控前端的影響

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

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

三、視頻監控前端的防雷技術應用

1、接地

前端所有電氣回路和設備與大地或與代替大地的導體之間的導電的連接。接地是防雷、避雷技術的最重要環節，不管是直擊雷、感應雷，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）提供設備與近處金屬物體間的低阻抗連接，減少人身受電擊危險；（2）給接地故障電流提供返回電源的低阻抗通路，使斷路器動作；（3）給雷電感應電流提供低阻抗的對地泄放通路；（4）給電磁感應靜電電荷提供對地泄放通路。

在視頻監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，接地電阻不大于20Ω。

2、直擊雷的防護

（1）接閃器（即避雷針），在視頻監控前端安裝中，監控桿為L型八角或圓形金屬桿，高度6-10米，橫臂長2-6米（見圖1：監控桿）。如安裝獨立的避雷針，根據滾球法計算避雷針長度大于桿體長，同時考慮監控點附近的高大建筑、路燈桿等，以監控桿為接閃器。（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，視頻監控前端利用金屬監控桿和桿基礎鋼筋作為引下線（見圖1：監控桿）。（3）接地體，在監控桿基礎下安裝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、感應雷及傳導雷的防護

感應雷通過靜電感應和電磁感應兩種方式侵入導體，監控桿內有電源和信號線，設備箱內安裝各種設備，保證桿體、設備箱外殼的良好接地可以有效的避免感應雷的危害。

感應雷和傳導雷可以通過電力電纜、光纜外屏蔽層、光纜加強芯和網絡電纜等信號線侵入設備，由電源侵入的危害更大。這就要求各類信號線及網絡線盡量使用帶屏蔽層電纜，設備端加裝避雷器，電源安裝避雷器同時可利用變壓器隔離，避雷設備、電纜屏蔽層、光纜屏蔽層、光纜加強芯做到良好接地。同時，因為引入方向不同將光纜地線排與設備地線排分離，分別布放引下地線至基礎接地端。

4、共用接地和等電位連接

不同性質的接地裝置如金屬桿、設備地排、光纜地排、交流電工作地全部接入到桿基礎接地點，做到共用接地。同時把避雷設備、電纜屏蔽層、光纜屏蔽層、加強芯做到良好接地，使視頻監控前端成為一個良好的等電位體，避免雷電反擊的發生。同時，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。根據視頻監控點位置一般選取在人行路等施工環境狹窄的位置，建議接地電阻放寬至不大于20Ω。

四、視頻監控前端防雷施工工藝要求

1、接地極制作

監控桿基礎下安裝2條50×5鍍鋅角鋼接地極（見圖2：監控基礎），長度為2.5米，角鋼與基礎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）基坑內換土或加入長效化學降阻劑；（2）位置開闊的地方，距離基礎每隔5米打下一條角鋼接地極，并與基礎輔助接地扁鐵有效連接；（3）無條件的地方可在基礎側埋設防腐接地模塊、離子接地棒，并與基礎輔助接地扁鐵有效連接；（4）在基坑內或基礎側選用可以深入地下的銅包鋼接地極。

2、視頻采集設備安裝

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

3、避雷器選擇與安裝

視頻采集設備避雷器的選擇技術參數可參見表1：

攝像球機和槍機安裝在高處，避雷器就近安裝，與設備間距離小于1米。球機避雷器安裝在防雷箱內（見圖1：監控桿），槍機避雷器安裝在護罩內。

數字信號攝像球機和槍機可以選用‘以太網/電源二合一避雷器；模擬信號攝像球機可選用‘視頻/485信號/電源三合一避雷器；模擬信號攝像槍機可選用‘視頻/電源二合一避雷器，球機一般使用24VAC電源，槍機一般使用12VDC電源。避雷器布放≥4mm2地線至控制箱內設備地線排。

4、控制箱內設備地線安裝

控制箱內安裝2個獨立的地線排：設備用和線路用（見圖3：前端設備系統圖），分別布放地線至基礎上接地點處，地線規格要求≥25mm2，分別用銅線耳牢固連接。

控制箱內安裝的防雷器和設備外殼全部要求安裝地線連接至設備地線排，地線規格要求≥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，工作地線就是保護地線，接入設備地線排，并在電源接入空氣開關前端安裝交流電源防雷器，在設備接入時使用防雷插排。電源避雷器和防雷插排地線連接至設備地線排，地線規格要求≥6mm2，用銅線耳牢固連接。電源避雷器和防雷插排選擇技術參數可參見表2：

6、市電引入接入點防雷

市電引入接入點安裝獨立電箱，線路安裝漏電保護開關，機箱接地，為方便維護可使用帶重合閘功能的漏電保護開關。（見圖4：市電引入接入點）

7、市電線路敷設

市電引入電力電纜采用埋地敷設的方式，要求全程套鋼管，如條件不允許架空布放時，引上鋼管、鋼絞線、支架等金屬構件要良好接地。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，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，監控前端工作地就是保護地；使用3芯線時，地線連端接地。

8、信號傳輸線路敷設

前端桿體內信號傳輸線路采用有屏蔽層的電纜，屏蔽層兩端接設備地排。遠端傳輸信號使用光纜，光纜屏蔽層和加強芯連接至控制箱內獨立的線路地排。

需要離開監控點至遠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、結論

隨著社會經濟的發展，“平安東莞”還在持續不斷的建設，在其建設和維護過程中，防雷接地問題也是需要面對的重點問題。本文是根據“平安東莞”視頻監控實際工程設計、施工中的防雷接地要求所寫，在其他地區還是要根據安裝設備類型、現場施工環境、氣候條件、資金條件，靈活的選擇防雷接地的方法和工藝。