監控知識：弱電防雷設備

一、 引言

隨(sui)著安全(quan)監控(kong)(kong)系統(tong)在銀行、交通(tong)、小區、庫(ku)房(fang)管理(li)中的迅速普(pu)及應(ying)用(yong)，監控(kong)(kong)系統(tong)設備因雷擊破壞(huai)的可能(neng)性(xing)就大大增加了。其后果可能(neng)會(hui)使整個監控(kong)(kong)系統(tong)運(yun)行失靈，并造成難(nan)以估計(ji)的經濟損失。

為了對安(an)全監(jian)控系統(tong)采取(qu)有效的(de)(de)防雷(lei)保(bao)護措施，保(bao)障監(jian)控系統(tong)正常可靠(kao)的(de)(de)運行，首先應(ying)明確(que)(que)監(jian)控系統(tong)遭受雷(lei)擊損害(hai)的(de)(de)主要原因以及(ji)雷(lei)電可能(neng)(neng)的(de)(de)侵入途(tu)徑(jing)，尤其(qi)是雷(lei)擊損壞(huai)(huai)較為嚴(yan)重的(de)(de)室外(wai)監(jian)控設備，在分析其(qi)損壞(huai)(huai)原因的(de)(de)基(ji)礎上(shang)，正確(que)(que)選擇和(he)使用(yong)監(jian)控系統(tong)設備的(de)(de)防雷(lei)保(bao)護裝(zhuang)置，以及(ji)研究和(he)探討信號、電源線路的(de)(de)布放、屏(ping)蔽及(ji)接地方式等。可以使各安(an)防工程公(gong)司，對提高監(jian)控系統(tong)的(de)(de)抗雷(lei)電能(neng)(neng)力(li)，優化(hua)系統(tong)的(de)(de)防雷(lei)水平起到很好的(de)(de)作用(yong)。

二、 閉路監視系統的組成及雷害成因

1、電視監控系統（Closed Circait Televisiow,簡稱CCTV），一般由以下三部分組成：

前端(duan)部(bu)分：主(zhu)要由(you)黑白(bai)（彩色）攝像(xiang)機、鏡頭、云臺(tai)、防護罩、支架等組成。

傳輸(shu)部分：使用同軸電纜、電線、多(duo)芯(xin)線采(cai)取架空、地埋或(huo)(huo)沿(yan)墻(qiang)敷設等方(fang)式傳輸(shu)視頻、音頻或(huo)(huo)控制信號等。

終端部分：主要由畫面分割器、監視(shi)器、控制設備等組成。

2、 CCTV系統雷害成因

直擊雷：雷電直接擊在露天(tian)的(de)攝(she)像機上造(zao)成設備損壞(huai)；雷電直接擊在架空線纜上造(zao)成線纜熔斷(duan)。

雷(lei)電波侵入(ru)：CCTV的(de)電源線、信號傳輸或進(jin)入(ru)監控室的(de)金屬管線到雷(lei)擊或被(bei)雷(lei)電感應時，雷(lei)電波沿(yan)這些金屬導線侵入(ru)設備，造成電位差使設備損壞(huai)。

雷(lei)(lei)(lei)(lei)(lei)電(dian)(dian)(dian)感(gan)應(ying)(ying)：當雷(lei)(lei)(lei)(lei)(lei)擊(ji)避雷(lei)(lei)(lei)(lei)(lei)針時(shi)，在(zai)引下線周圍會產生很強的(de)(de)瞬變(bian)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)場。處在(zai)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)場中的(de)(de)監(jian)控設備(bei)和傳(chuan)輸線路(lu)會感(gan)應(ying)(ying)出(chu)(chu)較大的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)動(dong)勢(shi)。這現(xian)象(xiang)叫(jiao)(jiao)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)(ying)。當有(you)帶(dai)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)雷(lei)(lei)(lei)(lei)(lei)云出(chu)(chu)現(xian)時(shi)，在(zai)雷(lei)(lei)(lei)(lei)(lei)云下面(mian)的(de)(de)建筑物和傳(chuan)輸線路(lu)上都會感(gan)應(ying)(ying)出(chu)(chu)與雷(lei)(lei)(lei)(lei)(lei)云相反的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)荷。這種感(gan)應(ying)(ying)電(dian)(dian)(dian)荷在(zai)低(di)壓架(jia)空線路(lu)上可(ke)(ke)達100kv，信號線路(lu)上可(ke)(ke)40－60kv。這種現(xian)象(xiang)叫(jiao)(jiao)靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)感(gan)應(ying)(ying)。電(dian)(dian)(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)(ying)和靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)感(gan)應(ying)(ying)稱為感(gan)應(ying)(ying)雷(lei)(lei)(lei)(lei)(lei)，又(you)叫(jiao)(jiao)二次雷(lei)(lei)(lei)(lei)(lei)。它(ta)(ta)對(dui)設備(bei)的(de)(de)損(sun)害沒有(you)直(zhi)擊(ji)雷(lei)(lei)(lei)(lei)(lei)來的(de)(de)猛(meng)然，但它(ta)(ta)要比(bi)直(zhi)擊(ji)雷(lei)(lei)(lei)(lei)(lei)發生的(de)(de)機率大得多(duo)。

三、CCTV系統的綜合防雷

1、前端設備的防雷

前端設(she)備有室(shi)外(wai)和(he)室(shi)內安裝兩種情(qing)況(kuang)，安裝在室(shi)內的(de)設(she)備一般不會遭受直擊雷擊，但需考慮防止雷電(dian)過(guo)電(dian)壓對設(she)備的(de)侵害(hai)，而室(shi)外(wai)的(de)設(she)備則同時需考慮防止直擊雷擊。

前端設備如攝(she)像(xiang)頭應置于接閃器(qi)（避雷(lei)針(zhen)或(huo)其它接閃導體）有效保護范圍之內。當攝(she)像(xiang)機獨立架設時(shi)，避雷(lei)針(zhen)最(zui)好距攝(she)像(xiang)機3－4米的(de)距離(li)。如有困難避雷(lei)針(zhen)也可(ke)以架設在攝(she)像(xiang)機的(de)支撐桿上(shang)，引下線(xian)可(ke)直(zhi)接利(li)用(yong)(yong)金屬(shu)桿本(ben)身或(huo)選用(yong)(yong)Φ 8的(de)鍍鋅(xin)圓鋼。為防(fang)止(zhi)電磁感(gan)應，沿桿引上(shang)攝(she)像(xiang)機的(de)電源(yuan)線(xian)和信號線(xian)應穿金屬(shu)管屏蔽。

為防止雷(lei)(lei)電波沿線(xian)(xian)路侵入前端設備，應在設備前的每(mei)條(tiao)線(xian)(xian)路上加裝合適的避雷(lei)(lei)器，如電源線(xian)(xian)（220V或DC12V）、視(shi)頻(pin)線(xian)(xian)、信號(hao)線(xian)(xian)和(he)云(yun)臺控制線(xian)(xian)。

攝像(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)電源(yuan)一般(ban)使用AC220V或DC12V。攝像(xiang)機(ji)(ji)由(you)直流(liu)變壓器(qi)(qi)供電的(de)(de)，單相電源(yuan)避雷器(qi)(qi)應串聯或并(bing)聯在直流(liu)變壓器(qi)(qi)前端(duan)(duan)，如直流(liu)電源(yuan)傳輸(shu)距(ju)離(li)大于15米(mi)，則攝像(xiang)機(ji)(ji)端(duan)(duan)還(huan)應串接(jie)低壓直流(liu)避雷器(qi)(qi)。

信(xin)號(hao)線(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸距離長，耐壓水平低，極易感應雷(lei)電(dian)流而損壞設備，為了(le)將雷(lei)電(dian)流從信(xin)號(hao)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸線(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)導入地，信(xin)號(hao)過(guo)電(dian)壓保(bao)護(hu)器(qi)須(xu)(xu)快速響應，在設計信(xin)號(hao)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸線(xian)的保(bao)護(hu)時必須(xu)(xu)考慮信(xin)號(hao)的傳(chuan)(chuan)(chuan)輸速率、信(xin)號(hao)電(dian)平，啟動電(dian)壓以及雷(lei)電(dian)通量等參數。

室外的(de)前端(duan)設(she)備應有良好的(de)接(jie)地，接(jie)地電阻小于(yu)4Ω，高(gao)土壤電阻率地區可放寬(kuan)至(zhi) <10Ω。

2、傳輸線路的防雷

CCTV系統主要是傳(chuan)輸信號線(xian)和電源(yuan)線(xian)。室外攝(she)像(xiang)機(ji)的(de)電源(yuan)可從(cong)終端設備處引(yin)入，也可從(cong)監視點附近的(de)電源(yuan)引(yin)入。

控制信(xin)號傳(chuan)(chuan)輸線和報警信(xin)號傳(chuan)(chuan)輸線一般選(xuan)用芯屏蔽(bi)軟線，架(jia)設(she)（或敷(fu)設(she)）在前端(duan)與(yu)終端(duan)之間。

GB50198－1994規定(ding)，傳輸(shu)部(bu)分(fen)的線路在城市郊區、鄉村敷設(she)時(shi)，可采(cai)用(yong)直埋敷設(she)方式。當(dang)條件不(bu)充許(xu)時(shi)，可采(cai)用(yong)通信管道或架空(kong)方式，此時(shi)規定(ding)了(le)傳輸(shu)線纜與其(qi)它(ta)線路其(qi)它(ta)線路其(qi)溝的最小間(jian)距(ju)（見表1）和與其(qi)它(ta)線路共桿架設(she)的最小垂直間(jian)距(ju)（見表2）

表1電(dian)(dian)纜(lan)與其它線(xian)(xian)路(lu)共(gong)溝（隧(sui)道）的最小(xiao)間距(ju)（m）種類最小(xiao)間距(ju)220V交流電(dian)(dian)線(xian)(xian)0.5通訊電(dian)(dian)纜(lan)0.1表2電(dian)(dian)纜(lan)與其它線(xian)(xian)路(lu)共(gong)桿架設的最小(xiao)垂直(zhi)間距(ju)（m）種類最小(xiao)垂直(zhi)間距(ju)1—10KV電(dian)(dian)力線(xian)(xian)2.51KV以下電(dian)(dian)力線(xian)(xian)1.5廣播(bo)線(xian)(xian)1.0通信(xin)線(xian)(xian)0.6

從(cong)防(fang)(fang)雷(lei)角看，直埋敷設(she)方式防(fang)(fang)雷(lei)效果(guo)最(zui)佳，架空線(xian)最(zui)容易(yi)遭(zao)受雷(lei)擊，并且破(po)壞(huai)性大，波(bo)及范圍廣，為避(bi)免首尾端(duan)設(she)備損壞(huai)，架空線(xian)傳輸時應在每一電桿(gan)上做(zuo)接地處理，架空線(xian)纜的(de)吊線(xian)和(he)架空線(xian)纜線(xian)路(lu)中(zhong)的(de)金(jin)屬管道均應接地。中(zhong)間放大器輸入端(duan)的(de)信號(hao)源和(he)電源均應分別(bie)接入合適的(de)避(bi)雷(lei)器。

傳輸(shu)線埋地敷(fu)設(she)并(bing)不(bu)能阻止雷(lei)擊(ji)設(she)備(bei)的發生，大量的事實顯示，雷(lei)擊(ji)造成埋地線纜故(gu)障，大約占總故(gu)障的30％左右，即(ji)使雷(lei)擊(ji)比較遠的地方，也仍然會有部分雷(lei)電(dian)流(liu)流(liu)入電(dian)纜。所(suo)以(yi)采(cai)用帶屏(ping)蔽層的線纜或線纜穿(chuan)鋼管(guan)埋地敷(fu)設(she)，保持鋼管(guan)的電(dian)氣連通。對防護電(dian)磁干擾和(he)電(dian)磁感應非常(chang)有效(xiao)，這主(zhu)要(yao)是由于金(jin)屬管(guan)的屏(ping)蔽作(zuo)用和(he)雷(lei)電(dian)流(liu)的集膚效(xiao)應。如電(dian)纜全程穿(chuan)金(jin)屬管(guan)有困(kun)難(nan)時(shi)，可在電(dian)纜進入終端(duan)和(he)前端(duan)設(she)備(bei)前穿(chuan)金(jin)屬管(guan)埋地引入，但埋地長度(du)不(bu)得小(xiao)于15米(mi)，在入戶端(duan)將電(dian)纜金(jin)屬外皮、鋼管(guan)同防雷(lei)接地裝置相(xiang)連。

3、終端設備的防雷

在CCTV系(xi)統(tong)中，監控(kong)室的(de)防(fang)雷(lei)最為(wei)重要，應從(cong)直擊雷(lei)防(fang)護(hu)、雷(lei)電(dian)波侵入(ru)、等電(dian)位連(lian)接和(he)電(dian)涌保(bao)護(hu)多方面(mian)進行(xing)。

監控室(shi)所(suo)在建筑物應有防(fang)直擊雷的(de)(de)避(bi)雷針、避(bi)雷帶(dai)或避(bi)雷網。其(qi)防(fang)直擊雷措施應符合GB50057－94中有關直擊雷保(bao)護的(de)(de)規定。

進入監控室的各種(zhong)金屬管線(xian)(xian)應接(jie)(jie)到(dao)防(fang)感應雷的接(jie)(jie)地裝置(zhi)(zhi)上(shang)。架(jia)空電纜(lan)線(xian)(xian)直(zhi)接(jie)(jie)引入時，在入戶處應加裝避雷器，并將線(xian)(xian)纜(lan)金屬外護層及(ji)自(zi)承(cheng)鋼索接(jie)(jie)到(dao)接(jie)(jie)地裝置(zhi)(zhi)上(shang)。

監控室(shi)內應設(she)置一(yi)等(deng)電位(wei)連接(jie)母(mu)線(xian)(xian)（或金(jin)屬板），該等(deng)電位(wei)連接(jie)母(mu)線(xian)(xian)應與(yu)建筑物(wu)防雷接(jie)地、PE線(xian)(xian)、設(she)備保(bao)護(hu)地、防靜電地等(deng)連接(jie)到一(yi)起防止危險的電位(wei)差(cha)。各種電涌保(bao)護(hu)器(qi)（避雷器(qi)）的接(jie)地線(xian)(xian)應以最(zui)直和最(zui)短的距離與(yu)等(deng)電位(wei)連接(jie)母(mu)排(pai)進行電氣連接(jie)。

由于有80％雷擊高(gao)電(dian)位是從電(dian)源線(xian)侵(qin)入(ru)(ru)的(de)，為保(bao)證設(she)(she)備(bei)安全，一(yi)般電(dian)源上應設(she)(she)置三級避雷保(bao)護。在視(shi)頻傳(chuan)輸線(xian)、信號控(kong)制線(xian)，入(ru)(ru)侵(qin)報警(jing)信號線(xian)進入(ru)(ru)前端設(she)(she)備(bei)之前或進入(ru)(ru)中心控(kong)制臺前應加裝相應的(de)避雷保(bao)護器。

良好的(de)(de)接(jie)(jie)地(di)(di)是防雷(lei)中(zhong)至關(guan)重要的(de)(de)一(yi)環。接(jie)(jie)地(di)(di)電(dian)阻(zu)值(zhi)越小過電(dian)壓值(zhi)越低。監控中(zhong)心采用(yong)(yong)專用(yong)(yong)接(jie)(jie)地(di)(di)裝(zhuang)置時，其(qi)接(jie)(jie)地(di)(di)電(dian)阻(zu)不(bu)得大于(yu)4Ω。采用(yong)(yong)綜合接(jie)(jie)地(di)(di)網時，其(qi)接(jie)(jie)地(di)(di)電(dian)阻(zu)不(bu)得大于(yu)1Ω。

四、結束語

雷電對安全(quan)監(jian)控(kong)系統的(de)損(sun)(sun)害途徑是(shi)多方面(mian)的(de)。本文(wen)主要對安全(quan)監(jian)控(kong)系統遭受雷擊(ji)損(sun)(sun)害的(de)

主要(yao)(yao)大原因，以及可能(neng)的(de)(de)(de)侵入途徑作了初步的(de)(de)(de)分析，同時對安全監(jian)控系統的(de)(de)(de)防(fang)雷(lei)保護(hu)(hu)技術進(jin)行了相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)介紹。需要(yao)(yao)說明的(de)(de)(de)是(shi)，防(fang)雷(lei)保護(hu)(hu)是(shi)一個比較復雜的(de)(de)(de)問題，對安全監(jian)控系統的(de)(de)(de)防(fang)雷(lei)保護(hu)(hu)設(she)計不僅(jin)取(qu)決(jue)于防(fang)雷(lei)裝置的(de)(de)(de)性能(neng)，更重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)是(shi)在監(jian)控系統的(de)(de)(de)設(she)計施工之(zhi)(zhi)前，就要(yao)(yao)考慮到監(jian)控系統所處的(de)(de)(de)地理環境，設(she)計合適的(de)(de)(de)線纜布放(fang)方(fang)式、屏(ping)蔽及接地方(fang)式。總之(zhi)(zhi)，防(fang)雷(lei)保護(hu)(hu)設(she)計應(ying)(ying)綜合考慮，才能(neng)獲得良好的(de)(de)(de)效果。