監控知識：弱電防雷設備

一、 引言

隨著安全監控系(xi)統(tong)在銀行、交通、小區、庫房管理(li)中的(de)迅(xun)速普及應用(yong)，監控系(xi)統(tong)設備(bei)因雷擊破壞的(de)可(ke)能(neng)性(xing)就大大增(zeng)加了。其后(hou)果可(ke)能(neng)會(hui)使整個監控系(xi)統(tong)運行失(shi)靈，并造成難以估計的(de)經(jing)濟損(sun)失(shi)。

為(wei)了對安全監(jian)控(kong)(kong)系統(tong)(tong)(tong)采取有效的(de)防(fang)雷(lei)(lei)保(bao)護措施，保(bao)障監(jian)控(kong)(kong)系統(tong)(tong)(tong)正(zheng)常可(ke)(ke)靠的(de)運行，首先(xian)應明(ming)確監(jian)控(kong)(kong)系統(tong)(tong)(tong)遭受(shou)雷(lei)(lei)擊損害的(de)主要原因以及雷(lei)(lei)電(dian)可(ke)(ke)能的(de)侵入途徑，尤(you)其(qi)是(shi)雷(lei)(lei)擊損壞較為(wei)嚴重的(de)室外監(jian)控(kong)(kong)設備，在分析(xi)其(qi)損壞原因的(de)基礎上(shang)，正(zheng)確選擇和使用監(jian)控(kong)(kong)系統(tong)(tong)(tong)設備的(de)防(fang)雷(lei)(lei)保(bao)護裝置(zhi)，以及研究(jiu)和探(tan)討信號、電(dian)源(yuan)線路的(de)布放、屏蔽及接地(di)方(fang)式(shi)等。可(ke)(ke)以使各安防(fang)工程公司(si)，對提高(gao)監(jian)控(kong)(kong)系統(tong)(tong)(tong)的(de)抗(kang)雷(lei)(lei)電(dian)能力(li)，優化系統(tong)(tong)(tong)的(de)防(fang)雷(lei)(lei)水(shui)平起到很好的(de)作用。

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(qian)端部分：主要由黑(hei)白(bai)（彩色(se)）攝像機、鏡頭、云臺、防護罩、支架(jia)等組成(cheng)。

傳輸(shu)部分：使(shi)用同軸電纜、電線、多芯線采取架空、地埋或沿墻(qiang)敷設等方式傳輸(shu)視頻、音頻或控制信(xin)號等。

終端部分(fen)(fen)：主(zhu)要由(you)畫面(mian)分(fen)(fen)割器(qi)、監視器(qi)、控制設備等組成。

2、 CCTV系統雷害成因

直擊(ji)雷：雷電直接(jie)擊(ji)在露(lu)天的(de)攝像機(ji)上造(zao)成設備(bei)損壞；雷電直接(jie)擊(ji)在架(jia)空線纜上造(zao)成線纜熔(rong)斷(duan)。

雷電(dian)波侵入：CCTV的電(dian)源線、信號傳輸或進(jin)入監控室的金屬管(guan)線到雷擊或被雷電(dian)感應時，雷電(dian)波沿這些(xie)金屬導線侵入設備，造(zao)成電(dian)位差使設備損壞(huai)。

雷(lei)電(dian)(dian)(dian)感(gan)應(ying)(ying)：當雷(lei)擊避雷(lei)針時，在(zai)引(yin)下線周圍會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)很強的(de)(de)瞬變電(dian)(dian)(dian)磁場。處在(zai)電(dian)(dian)(dian)磁場中的(de)(de)監控設(she)備和傳(chuan)輸線路(lu)(lu)會(hui)(hui)感(gan)應(ying)(ying)出較大(da)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)動勢。這現象(xiang)叫電(dian)(dian)(dian)磁感(gan)應(ying)(ying)。當有帶電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)雷(lei)云(yun)出現時，在(zai)雷(lei)云(yun)下面的(de)(de)建筑(zhu)物和傳(chuan)輸線路(lu)(lu)上(shang)都(dou)會(hui)(hui)感(gan)應(ying)(ying)出與(yu)雷(lei)云(yun)相反的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)荷。這種感(gan)應(ying)(ying)電(dian)(dian)(dian)荷在(zai)低壓(ya)架空線路(lu)(lu)上(shang)可達100kv，信(xin)號線路(lu)(lu)上(shang)可40－60kv。這種現象(xiang)叫靜電(dian)(dian)(dian)感(gan)應(ying)(ying)。電(dian)(dian)(dian)磁感(gan)應(ying)(ying)和靜電(dian)(dian)(dian)感(gan)應(ying)(ying)稱為感(gan)應(ying)(ying)雷(lei)，又叫二次雷(lei)。它(ta)對(dui)設(she)備的(de)(de)損害沒有直擊雷(lei)來(lai)的(de)(de)猛然，但它(ta)要(yao)比直擊雷(lei)發生(sheng)的(de)(de)機率大(da)得多。

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)外和(he)室(shi)內(nei)安裝(zhuang)兩(liang)種(zhong)情況，安裝(zhuang)在(zai)室(shi)內(nei)的(de)設(she)備一(yi)般(ban)不會遭受直擊(ji)雷(lei)擊(ji)，但需(xu)考(kao)慮防(fang)止(zhi)雷(lei)電(dian)(dian)過電(dian)(dian)壓對設(she)備的(de)侵害，而室(shi)外的(de)設(she)備則同時需(xu)考(kao)慮防(fang)止(zhi)直擊(ji)雷(lei)擊(ji)。

前(qian)端設備如攝(she)像(xiang)(xiang)頭應(ying)置于接(jie)閃(shan)器（避(bi)(bi)雷針或其它(ta)接(jie)閃(shan)導體(ti)）有效(xiao)保護范圍之內。當攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)獨立架設時，避(bi)(bi)雷針最好距攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)3－4米的距離。如有困難避(bi)(bi)雷針也可以架設在攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的支撐桿(gan)上，引下線可直接(jie)利(li)用(yong)金(jin)屬桿(gan)本身或選(xuan)用(yong)Φ 8的鍍鋅圓(yuan)鋼(gang)。為防(fang)止電(dian)(dian)磁感(gan)應(ying)，沿桿(gan)引上攝(she)像(xiang)(xiang)機(ji)的電(dian)(dian)源(yuan)線和信號線應(ying)穿金(jin)屬管(guan)屏蔽(bi)。

為防止(zhi)雷電波(bo)沿線(xian)(xian)(xian)路侵入前端設(she)備，應在(zai)設(she)備前的(de)每條線(xian)(xian)(xian)路上加裝合適的(de)避(bi)雷器(qi)，如電源(yuan)線(xian)(xian)(xian)（220V或(huo)DC12V）、視頻線(xian)(xian)(xian)、信號(hao)線(xian)(xian)(xian)和云臺控制線(xian)(xian)(xian)。

攝像機的(de)電(dian)源(yuan)一(yi)般使用AC220V或(huo)DC12V。攝像機由直流(liu)變壓(ya)器供(gong)電(dian)的(de)，單(dan)相電(dian)源(yuan)避(bi)雷器應(ying)串(chuan)聯(lian)或(huo)并聯(lian)在直流(liu)變壓(ya)器前端，如直流(liu)電(dian)源(yuan)傳輸距離(li)大于(yu)15米，則(ze)攝像機端還(huan)應(ying)串(chuan)接(jie)低壓(ya)直流(liu)避(bi)雷器。

信(xin)(xin)號線傳輸距離長，耐(nai)壓水平低，極易感應雷電流(liu)而(er)損(sun)壞(huai)設備(bei)，為了將雷電流(liu)從信(xin)(xin)號傳輸線傳導入地，信(xin)(xin)號過電壓保護(hu)(hu)器須快速響應，在設計信(xin)(xin)號傳輸線的保護(hu)(hu)時必須考慮信(xin)(xin)號的傳輸速率、信(xin)(xin)號電平，啟動電壓以及(ji)雷電通量(liang)等參數。

室外的前(qian)端設備應有良好的接(jie)地，接(jie)地電阻(zu)小(xiao)于(yu)4Ω，高(gao)土壤電阻(zu)率地區可放寬至 <10Ω。

2、傳輸線路的防雷

CCTV系(xi)統主要(yao)是傳輸信號線(xian)和電源線(xian)。室外(wai)攝(she)像機的電源可(ke)從終端設備處引(yin)(yin)入，也(ye)可(ke)從監視點附近(jin)的電源引(yin)(yin)入。

控(kong)制(zhi)信號(hao)傳輸(shu)線和報警(jing)信號(hao)傳輸(shu)線一般選用芯屏蔽(bi)軟線，架設（或敷設）在前(qian)端(duan)與(yu)終端(duan)之間。

GB50198－1994規定，傳(chuan)輸(shu)部分的(de)線(xian)(xian)(xian)路在城市郊區、鄉村敷設(she)時，可采用(yong)直(zhi)埋敷設(she)方(fang)式(shi)。當條件不充許時，可采用(yong)通(tong)信管道或架(jia)(jia)空方(fang)式(shi)，此時規定了傳(chuan)輸(shu)線(xian)(xian)(xian)纜與其(qi)它線(xian)(xian)(xian)路其(qi)它線(xian)(xian)(xian)路其(qi)溝的(de)最小間(jian)距（見表1）和與其(qi)它線(xian)(xian)(xian)路共(gong)桿架(jia)(jia)設(she)的(de)最小垂直(zhi)間(jian)距（見表2）

表(biao)(biao)1電(dian)纜與其它線(xian)(xian)路(lu)共溝(gou)（隧(sui)道(dao)）的(de)最(zui)小(xiao)間距（m）種(zhong)類最(zui)小(xiao)間距220V交(jiao)流(liu)電(dian)線(xian)(xian)0.5通(tong)訊(xun)電(dian)纜0.1表(biao)(biao)2電(dian)纜與其它線(xian)(xian)路(lu)共桿架設的(de)最(zui)小(xiao)垂(chui)直(zhi)間距（m）種(zhong)類最(zui)小(xiao)垂(chui)直(zhi)間距1—10KV電(dian)力線(xian)(xian)2.51KV以下電(dian)力線(xian)(xian)1.5廣播(bo)線(xian)(xian)1.0通(tong)信線(xian)(xian)0.6

從(cong)防雷角看，直埋(mai)敷設方式防雷效果最佳，架(jia)(jia)空(kong)(kong)(kong)線(xian)(xian)最容(rong)易遭受雷擊，并(bing)且破壞性大，波及范圍廣，為避免(mian)首尾端(duan)設備損壞，架(jia)(jia)空(kong)(kong)(kong)線(xian)(xian)傳輸(shu)時應(ying)在(zai)每一電桿上做(zuo)接(jie)地處(chu)理，架(jia)(jia)空(kong)(kong)(kong)線(xian)(xian)纜的(de)(de)(de)吊線(xian)(xian)和架(jia)(jia)空(kong)(kong)(kong)線(xian)(xian)纜線(xian)(xian)路中(zhong)的(de)(de)(de)金(jin)屬管道均(jun)應(ying)接(jie)地。中(zhong)間放大器輸(shu)入端(duan)的(de)(de)(de)信號(hao)源(yuan)和電源(yuan)均(jun)應(ying)分(fen)別接(jie)入合適的(de)(de)(de)避雷器。

傳輸線(xian)埋(mai)地(di)敷(fu)設并不(bu)能(neng)阻(zu)止(zhi)雷(lei)(lei)(lei)擊設備的(de)(de)(de)發生，大量的(de)(de)(de)事實顯示，雷(lei)(lei)(lei)擊造成(cheng)埋(mai)地(di)線(xian)纜(lan)故障，大約占總故障的(de)(de)(de)30％左(zuo)右(you)，即使雷(lei)(lei)(lei)擊比較遠的(de)(de)(de)地(di)方(fang)，也仍然會有部分雷(lei)(lei)(lei)電(dian)流流入電(dian)纜(lan)。所(suo)以采用帶屏(ping)蔽層的(de)(de)(de)線(xian)纜(lan)或線(xian)纜(lan)穿鋼管(guan)(guan)埋(mai)地(di)敷(fu)設，保持鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)電(dian)氣連(lian)通。對防(fang)護電(dian)磁干擾和電(dian)磁感應(ying)非常(chang)有效，這主要是由于金(jin)(jin)屬(shu)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)屏(ping)蔽作用和雷(lei)(lei)(lei)電(dian)流的(de)(de)(de)集膚(fu)效應(ying)。如電(dian)纜(lan)全程穿金(jin)(jin)屬(shu)管(guan)(guan)有困難(nan)時(shi)，可在電(dian)纜(lan)進入終端(duan)和前端(duan)設備前穿金(jin)(jin)屬(shu)管(guan)(guan)埋(mai)地(di)引入，但埋(mai)地(di)長度不(bu)得小于15米，在入戶端(duan)將電(dian)纜(lan)金(jin)(jin)屬(shu)外皮、鋼管(guan)(guan)同防(fang)雷(lei)(lei)(lei)接地(di)裝置相(xiang)連(lian)。

3、終端設備的防雷

在CCTV系統中，監控(kong)室的防雷最為重要，應(ying)從(cong)直擊雷防護、雷電波(bo)侵(qin)入、等電位連接(jie)和(he)電涌保(bao)護多方面進行。

監(jian)控室所在(zai)建筑(zhu)物(wu)應有(you)防(fang)直(zhi)擊(ji)雷(lei)的避(bi)雷(lei)針、避(bi)雷(lei)帶或避(bi)雷(lei)網。其(qi)防(fang)直(zhi)擊(ji)雷(lei)措(cuo)施應符合GB50057－94中(zhong)有(you)關直(zhi)擊(ji)雷(lei)保護的規定。

進入(ru)監控(kong)室的(de)各(ge)種金屬管線(xian)應(ying)接到(dao)(dao)防感應(ying)雷的(de)接地裝置上。架(jia)空電纜(lan)線(xian)直(zhi)接引入(ru)時，在入(ru)戶(hu)處應(ying)加裝避雷器，并將線(xian)纜(lan)金屬外護層及自承鋼索接到(dao)(dao)接地裝置上。

監控室內應設置一等電(dian)位(wei)連(lian)(lian)接(jie)母(mu)線（或金屬板），該等電(dian)位(wei)連(lian)(lian)接(jie)母(mu)線應與(yu)建筑物(wu)防雷(lei)接(jie)地、PE線、設備保護(hu)地、防靜電(dian)地等連(lian)(lian)接(jie)到一起防止危險的電(dian)位(wei)差。各種電(dian)涌(yong)保護(hu)器（避雷(lei)器）的接(jie)地線應以最(zui)直和最(zui)短的距離與(yu)等電(dian)位(wei)連(lian)(lian)接(jie)母(mu)排(pai)進行電(dian)氣連(lian)(lian)接(jie)。

由于有80％雷(lei)(lei)擊高電(dian)位是從電(dian)源線侵入的，為保證(zheng)設(she)(she)備(bei)安(an)全，一般電(dian)源上應設(she)(she)置(zhi)三級避(bi)雷(lei)(lei)保護(hu)。在視頻傳(chuan)輸線、信(xin)號控(kong)制(zhi)線，入侵報警信(xin)號線進入前(qian)端設(she)(she)備(bei)之前(qian)或進入中心(xin)控(kong)制(zhi)臺前(qian)應加裝相應的避(bi)雷(lei)(lei)保護(hu)器(qi)。

良(liang)好的接(jie)地是(shi)防(fang)雷中至關重要(yao)的一環。接(jie)地電(dian)(dian)阻(zu)值越小過(guo)電(dian)(dian)壓值越低(di)。監控中心采(cai)用(yong)專用(yong)接(jie)地裝置時，其接(jie)地電(dian)(dian)阻(zu)不得(de)大(da)(da)于4Ω。采(cai)用(yong)綜合接(jie)地網時，其接(jie)地電(dian)(dian)阻(zu)不得(de)大(da)(da)于1Ω。

四、結束語

雷(lei)電對安全監(jian)控系統的(de)(de)損害(hai)途徑是多(duo)方面的(de)(de)。本文(wen)主(zhu)要(yao)對安全監(jian)控系統遭受雷(lei)擊損害(hai)的(de)(de)

主(zhu)要大原因，以及(ji)可能的(de)(de)侵入(ru)途(tu)徑作了(le)初步的(de)(de)分析，同時(shi)對(dui)安全監控(kong)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)防(fang)雷(lei)(lei)(lei)保(bao)護(hu)技(ji)術進行了(le)相應的(de)(de)介紹。需要說(shuo)明的(de)(de)是，防(fang)雷(lei)(lei)(lei)保(bao)護(hu)是一個比較復雜的(de)(de)問(wen)題，對(dui)安全監控(kong)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)防(fang)雷(lei)(lei)(lei)保(bao)護(hu)設計不(bu)僅(jin)取(qu)決于防(fang)雷(lei)(lei)(lei)裝置的(de)(de)性能，更(geng)重要的(de)(de)是在監控(kong)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)設計施工之前，就(jiu)要考慮到監控(kong)系(xi)(xi)統(tong)所處的(de)(de)地理(li)環境，設計合適的(de)(de)線(xian)纜布放(fang)方(fang)式、屏蔽及(ji)接地方(fang)式。總之，防(fang)雷(lei)(lei)(lei)保(bao)護(hu)設計應綜合考慮，才能獲得良好的(de)(de)效果。