防雷保護措施對監(jiān)控系統(tǒng)安全的重要性

韓忠山

摘 要：隨著這兩年城市經(jīng)濟的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的以人力防范和事后處理為主的公共管理模式已經(jīng)開始制約城市管理水平的進一步提高，數(shù)字圖象監(jiān)控的相關硬件軟件技術的成熟使安全監(jiān)控系統(tǒng)在城市治安管理、銀行、交通、小區(qū)、庫房管理中得以迅速普及應用，如何保證監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠地正常運行成為擺在人們面前一個迫切解決的問題，通過觀察發(fā)現(xiàn)，導致監(jiān)控系統(tǒng)設備損壞失效的原因大部分集中在以下兩個方面，一是人為損壞未及時修復、二是施工或設計方面的防雷缺陷導致的設備損壞致使整個監(jiān)控系統(tǒng)運行失靈，并造成難以估計的經(jīng)濟損失。為確保監(jiān)控系統(tǒng)正常可靠的運行，首先應明確監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以及侵入途徑，以便正確選擇和使用監(jiān)控系統(tǒng)設備的防雷保護裝置，研究和探討信號線路、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等。達到提高監(jiān)控系統(tǒng)的抗雷電能力，增強系統(tǒng)整體運行可靠性的目的。

關鍵詞：安全監(jiān)控；防雷措施；重要性

1 安全監(jiān)控系統(tǒng)的組成

典型的安全監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像機部分、傳輸部分、控制與記錄部分以及顯示部分四大塊組成。如圖。

1.1 攝像部分是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，是整個系統(tǒng)的“眼睛”

在被監(jiān)視場所面積較大時，在攝像機上加裝變焦距鏡頭，使攝像機所能觀察的距離更遠、更清楚。該部分主要由黑白（彩色）攝像機、鏡頭、防護罩、支架等組成。

1.2 傳輸部分就是系統(tǒng)的圖像信號通路

一般來說，傳輸部分指的是傳輸圖像、聲音信號。同時，由于需要有控制中心通過控制臺對攝像機、鏡頭、云臺等進行控制，因而在傳輸系統(tǒng)中還包含有控制信號的傳輸。在傳輸方式上，近距離一般采用視頻線傳輸，不超過一兩公里的距離一般采用雙絞線傳輸，更遠的距離則可采用光纖傳輸。對于遠距離傳輸，還需配備視頻信號放大、圖像信號的較正與補償設備。

1.3 控制與記錄部分負責對攝像機及其輔助部件（如鏡頭、云臺）的控制，并對圖像、聲音信號的進行記錄。目前硬盤錄像機的技術發(fā)展得較完善，它不但可以記錄圖像和聲音，而且還包含了畫面分割切換、云臺鏡頭控制等功能，基本上取代了以往使用的畫面切換器、畫面分割器、云臺控制器、鏡頭控制器等產(chǎn)品。

1.4 顯示部分主要由畫面分割器、監(jiān)視器、控制設備等組成。專用監(jiān)視器價格較貴，為了節(jié)省開支，也可用普通電視機替代。

2 安全監(jiān)控系統(tǒng)的雷擊損毀原因分析

雷擊損毀主要通過以下三種途徑，一是雷電的地電位反擊電壓通過接地體入侵。二是雷電過電壓由交流供電電源線路入侵。三是雷電過電壓由通訊線路入侵。因此設計和施工時就要考慮應用地地理位置及天氣情況，因地制宜地采取相應的措施，防止出現(xiàn)以下問題。

2.1 對直擊雷防護不合格

經(jīng)調(diào)查分析目前很多應用場所的防直擊雷設施都不合格甚至沒有，特別是一些較老的建筑物的缺陷更為突出。遠遠超過相應規(guī)范要求的小于4Ω的要求。

2.2 接地系統(tǒng)存在問題

接地裝置不符合規(guī)范的要求，按照規(guī)范的要求，垂直接地體的長度不小于2.5m，至少需要3根垂直接地體，其間距不小于5m，埋地嘗試不宜小于0.6m，距建筑物不小于3m。施工作業(yè)時未按設計或規(guī)范施工。

2.3 布線不規(guī)范

規(guī)范要求市電引入應采用埋地敷設，配電方式采用TN-C-S方式，信號線應采取屏蔽措施。實際中無論是電源及信號線的敷設都很隨意，這樣很容易在線路上感應過電壓，從而造成感應雷擊。

3 安全監(jiān)控系統(tǒng)的綜合防雷保護

針對雷擊損壞的成因，一般采取以下三方面的防護措施，第一是外部防護，合格的接地體將大部分雷擊電流引入地下泄掉。第二是內(nèi)部保護，即采取措施阻塞沿電源線、數(shù)據(jù)線、信號線的侵入波。第三是過電壓保護，限制被保護設備上雷電過電壓幅值。

3.1 對前端設備（攝像）的防雷

前端設備有室外和室內(nèi)安裝兩種情況，安裝在室內(nèi)的設備主要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。前端設備如攝像頭應置于接閃器（避雷針或其它接閃導體）有效保護范圍之內(nèi)。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Φ8的鍍鋅圓鋼或扁鋼，接地體按規(guī)范制作埋設并保證二者可靠連接，良好的接地是防雷中至關重要的一環(huán)。接地電阻值越小過電壓值越低。監(jiān)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(wǎng)時，其接地電阻不得大于1Ω。

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，金屬屏蔽管也要做到可靠接地，日常施工作業(yè)中這點經(jīng)常被忽視。

為防止雷電波沿線路侵入前端設備，應在設備前的每條電源線、視頻線、信號線和云臺控制線上都加裝合適的避雷器，如攝像機由直流變壓器供電的，單相電源避雷器應串聯(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，則攝像機端還應串接低壓直流避雷器。

3.2 傳輸線路的防雷

信號線傳輸距離長，耐壓水平低，極易感應雷電流而損壞設備，為了將雷電流從信號傳輸線傳導入地，信號過電壓保護器須快速響應，在設計信號傳輸線的保護時必須考慮信號的傳輸速率、信號電平，啟動電壓以及雷電通量等參數(shù)。傳輸線一般選用芯屏蔽軟線，架設（或敷設）在前端與終端之間。從防雷角度看，直埋敷設方式防雷效果最佳，但傳輸線埋地敷設并不能阻止雷擊設備的發(fā)生，所以采用帶屏蔽層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設，也必須保持鋼管的電氣連通。

架空線最容易遭受雷擊，并且破壞性大，波及范圍廣，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。中間放大器輸入端的信號源和電源均應分別接入合適的避雷器。

3.3 終端設備的防雷

在監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控室的防雷最為重要，應從直擊雷防護、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護等多方面周祥考慮，盡可能提高安全保險系數(shù)。

監(jiān)控室所在建筑物應有防直擊雷的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)。其防直擊雷措施應符合GB50057-94中有關直擊雷保護的規(guī)定。監(jiān)控室的各種金屬管線應接到防感應雷的接地裝置上。入戶處應加裝避雷器，并將線纜金屬外護層及自承鋼索接到接地裝置上。

目前等電位體作為強制條文要求在土建階段預先埋入，但大部分老建筑上等電位體都存在著缺失。監(jiān)控室內(nèi)等電位連接母線（或金屬板）的作用不可忽視，該等電位連接母線與建筑物的防雷接地、PE線、設備保護地、防靜電地等連接到一起，各種電涌保護器（避雷器）的接地線應以最直和最短的距離與等電位連接母排進行電氣連接。可防止內(nèi)部出現(xiàn)危險的電位差。

4 結(jié)束語

針對雷電對安全監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因，以及可能的侵入途徑作了初步的分析，同時對安全監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護技術進行了相應的介紹。需要說明的是，防雷保護是一個比較復雜的問題，對安全監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護設計不僅取決于防雷裝置的性能，更重要的是在監(jiān)控系統(tǒng)的設計施工之前，就要考慮到監(jiān)控系統(tǒng)所處的地理環(huán)境，設計合適的線纜布放方式、屏蔽及接地方式。而且雷電對安全監(jiān)控系統(tǒng)的損害途徑是多方面的，只有統(tǒng)籌兼顧綜合考慮設計、施工、環(huán)境等多方面的因素，才能使監(jiān)控系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，獲得良好的效果。

參考文獻

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[2]安全技術防范防雷設計規(guī)范[S].

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