監控知識：弱電防雷設備

一、 引言

隨(sui)著(zhu)安全(quan)監(jian)控系(xi)統在銀行、交通、小區(qu)、庫房管理中的(de)迅速普(pu)及(ji)應用，監(jian)控系(xi)統設備因雷擊(ji)破壞(huai)的(de)可能性就(jiu)大(da)大(da)增加(jia)了。其(qi)后果可能會使(shi)整個監(jian)控系(xi)統運行失靈(ling)，并造(zao)成難以估(gu)計的(de)經濟損失。

為了對安全監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統采(cai)取有效的(de)(de)防雷(lei)(lei)(lei)保護措施，保障監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統正常可靠的(de)(de)運行，首先應明確(que)(que)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統遭(zao)受雷(lei)(lei)(lei)擊損(sun)害的(de)(de)主(zhu)要原因以(yi)及雷(lei)(lei)(lei)電(dian)可能(neng)的(de)(de)侵入途徑，尤其(qi)是雷(lei)(lei)(lei)擊損(sun)壞較為嚴重的(de)(de)室(shi)外監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)設(she)備，在分析其(qi)損(sun)壞原因的(de)(de)基(ji)礎(chu)上(shang)，正確(que)(que)選擇和(he)使用監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統設(she)備的(de)(de)防雷(lei)(lei)(lei)保護裝置，以(yi)及研究和(he)探討信號、電(dian)源(yuan)線路的(de)(de)布放(fang)、屏蔽及接地方式等。可以(yi)使各安防工程公司，對提高監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統的(de)(de)抗雷(lei)(lei)(lei)電(dian)能(neng)力，優化系(xi)(xi)統的(de)(de)防雷(lei)(lei)(lei)水平起到很(hen)好(hao)的(de)(de)作(zuo)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：

前端部分：主要由黑白(bai)（彩色）攝像機(ji)、鏡頭、云臺、防護罩、支架等組成。

傳(chuan)輸部分：使用同軸電纜(lan)、電線、多芯線采取(qu)架空、地埋或(huo)沿墻(qiang)敷設等(deng)方式傳(chuan)輸視頻(pin)、音頻(pin)或(huo)控制信號等(deng)。

終端(duan)部分：主要(yao)由畫面分割(ge)器、監視器、控制設備等(deng)組成。

2、 CCTV系統雷害成因

直(zhi)(zhi)擊雷(lei)：雷(lei)電直(zhi)(zhi)接擊在露天的攝像(xiang)機上(shang)造成設備(bei)損壞；雷(lei)電直(zhi)(zhi)接擊在架空線纜上(shang)造成線纜熔斷。

雷(lei)電波侵(qin)入(ru)：CCTV的(de)電源線(xian)、信(xin)號傳輸或(huo)進入(ru)監控室的(de)金屬管線(xian)到雷(lei)擊或(huo)被(bei)雷(lei)電感應時，雷(lei)電波沿這些金屬導線(xian)侵(qin)入(ru)設備，造(zao)成電位差使(shi)設備損壞。

雷(lei)(lei)(lei)電(dian)(dian)感(gan)(gan)(gan)(gan)應：當雷(lei)(lei)(lei)擊避雷(lei)(lei)(lei)針時，在引下線(xian)(xian)周圍會產生(sheng)很強的瞬變電(dian)(dian)磁場。處在電(dian)(dian)磁場中的監控設備和傳輸(shu)線(xian)(xian)路會感(gan)(gan)(gan)(gan)應出(chu)較大(da)的電(dian)(dian)動勢。這(zhe)現象叫(jiao)電(dian)(dian)磁感(gan)(gan)(gan)(gan)應。當有帶電(dian)(dian)的雷(lei)(lei)(lei)云(yun)出(chu)現時，在雷(lei)(lei)(lei)云(yun)下面的建筑物和傳輸(shu)線(xian)(xian)路上都會感(gan)(gan)(gan)(gan)應出(chu)與雷(lei)(lei)(lei)云(yun)相反的電(dian)(dian)荷(he)。這(zhe)種(zhong)感(gan)(gan)(gan)(gan)應電(dian)(dian)荷(he)在低壓(ya)架空線(xian)(xian)路上可達(da)100kv，信號線(xian)(xian)路上可40－60kv。這(zhe)種(zhong)現象叫(jiao)靜電(dian)(dian)感(gan)(gan)(gan)(gan)應。電(dian)(dian)磁感(gan)(gan)(gan)(gan)應和靜電(dian)(dian)感(gan)(gan)(gan)(gan)應稱(cheng)為感(gan)(gan)(gan)(gan)應雷(lei)(lei)(lei)，又(you)叫(jiao)二次雷(lei)(lei)(lei)。它(ta)對設備的損害沒有直(zhi)擊雷(lei)(lei)(lei)來的猛然，但它(ta)要比(bi)直(zhi)擊雷(lei)(lei)(lei)發生(sheng)的機率大(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(bei)(bei)有室外和室內安裝(zhuang)兩(liang)種情況，安裝(zhuang)在室內的設(she)備(bei)(bei)一般不會遭受直擊(ji)(ji)雷(lei)(lei)擊(ji)(ji)，但需(xu)考(kao)慮防(fang)止雷(lei)(lei)電過電壓對設(she)備(bei)(bei)的侵害，而室外的設(she)備(bei)(bei)則同時需(xu)考(kao)慮防(fang)止直擊(ji)(ji)雷(lei)(lei)擊(ji)(ji)。

前端設(she)備如攝(she)像頭應置于接閃(shan)器(qi)（避雷針或其它(ta)接閃(shan)導體(ti)）有(you)效保護范圍之內。當攝(she)像機獨立架設(she)時(shi)，避雷針最好距攝(she)像機3－4米的距離。如有(you)困難避雷針也可以架設(she)在(zai)攝(she)像機的支撐桿(gan)上(shang)，引(yin)下線(xian)(xian)可直接利用金屬桿(gan)本身或選用Φ 8的鍍鋅圓鋼。為(wei)防(fang)止電磁(ci)感(gan)應，沿桿(gan)引(yin)上(shang)攝(she)像機的電源線(xian)(xian)和信(xin)號(hao)線(xian)(xian)應穿金屬管(guan)屏蔽。

為防止雷電(dian)波沿線(xian)(xian)(xian)(xian)路侵(qin)入前端設備(bei)，應在設備(bei)前的每條(tiao)線(xian)(xian)(xian)(xian)路上加裝合適的避雷器，如電(dian)源線(xian)(xian)(xian)(xian)（220V或DC12V）、視頻線(xian)(xian)(xian)(xian)、信號線(xian)(xian)(xian)(xian)和云臺控制(zhi)線(xian)(xian)(xian)(xian)。

攝像(xiang)機的電源一般(ban)使用AC220V或DC12V。攝像(xiang)機由直流(liu)(liu)變壓器(qi)(qi)(qi)供電的，單(dan)相電源避(bi)雷(lei)器(qi)(qi)(qi)應(ying)串(chuan)聯(lian)或并聯(lian)在(zai)直流(liu)(liu)變壓器(qi)(qi)(qi)前端(duan)，如直流(liu)(liu)電源傳(chuan)輸距離大于15米，則攝像(xiang)機端(duan)還應(ying)串(chuan)接低壓直流(liu)(liu)避(bi)雷(lei)器(qi)(qi)(qi)。

信號(hao)(hao)線傳(chuan)(chuan)輸距離長(chang)，耐壓水平(ping)低，極易感應雷電(dian)(dian)流而(er)損壞設(she)備，為了將雷電(dian)(dian)流從信號(hao)(hao)傳(chuan)(chuan)輸線傳(chuan)(chuan)導入地(di)，信號(hao)(hao)過電(dian)(dian)壓保(bao)(bao)護器須快速響應，在設(she)計信號(hao)(hao)傳(chuan)(chuan)輸線的保(bao)(bao)護時必須考慮信號(hao)(hao)的傳(chuan)(chuan)輸速率、信號(hao)(hao)電(dian)(dian)平(ping)，啟動電(dian)(dian)壓以(yi)及雷電(dian)(dian)通量等參(can)數。

室外的前端設備應有(you)良(liang)好的接(jie)地，接(jie)地電(dian)(dian)阻(zu)(zu)小于4Ω，高(gao)土壤(rang)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)率地區可放寬(kuan)至 <10Ω。

2、傳輸線路的防雷

CCTV系統(tong)主要(yao)是傳(chuan)輸信號線(xian)和電(dian)源線(xian)。室(shi)外(wai)攝像機的電(dian)源可從(cong)終端設備處引入，也可從(cong)監視點附近的電(dian)源引入。

控(kong)制信號(hao)傳輸(shu)線和報警信號(hao)傳輸(shu)線一般選(xuan)用芯屏蔽軟線，架設(she)(she)（或(huo)敷(fu)設(she)(she)）在前(qian)端(duan)與終端(duan)之間(jian)。

GB50198－1994規定，傳(chuan)輸部分的(de)(de)線(xian)(xian)路(lu)(lu)在城市郊區、鄉(xiang)村敷(fu)設時(shi)(shi)，可(ke)采(cai)用直埋(mai)敷(fu)設方式。當(dang)條件不(bu)充許時(shi)(shi)，可(ke)采(cai)用通信管道或架空(kong)方式，此時(shi)(shi)規定了(le)傳(chuan)輸線(xian)(xian)纜(lan)與其它線(xian)(xian)路(lu)(lu)其它線(xian)(xian)路(lu)(lu)其溝的(de)(de)最小(xiao)間距（見表(biao)1）和(he)與其它線(xian)(xian)路(lu)(lu)共桿架設的(de)(de)最小(xiao)垂直間距（見表(biao)2）

表1電纜與其它線路共溝（隧道(dao)）的最(zui)小間(jian)(jian)距(ju)(ju)(ju)（m）種類最(zui)小間(jian)(jian)距(ju)(ju)(ju)220V交流電線0.5通訊電纜0.1表2電纜與其它線路共桿架設的最(zui)小垂直(zhi)(zhi)間(jian)(jian)距(ju)(ju)(ju)（m）種類最(zui)小垂直(zhi)(zhi)間(jian)(jian)距(ju)(ju)(ju)1—10KV電力線2.51KV以下(xia)電力線1.5廣播線1.0通信線0.6

從防(fang)雷(lei)角看，直埋(mai)敷設(she)方式防(fang)雷(lei)效果最佳，架空線最容易遭受雷(lei)擊，并且破(po)壞性大(da)(da)，波及范圍(wei)廣(guang)，為避免首(shou)尾端設(she)備(bei)損壞，架空線傳輸時應在每(mei)一電桿上做(zuo)接(jie)地處理，架空線纜的吊線和架空線纜線路中的金(jin)屬管道均(jun)應接(jie)地。中間放大(da)(da)器(qi)輸入(ru)端的信號(hao)源和電源均(jun)應分別接(jie)入(ru)合適的避雷(lei)器(qi)。

傳輸線(xian)埋(mai)(mai)地敷(fu)設(she)并不能阻止雷(lei)擊(ji)設(she)備的(de)發生(sheng)，大量的(de)事實顯(xian)示(shi)，雷(lei)擊(ji)造(zao)成埋(mai)(mai)地線(xian)纜故障，大約(yue)占總故障的(de)30％左右，即使雷(lei)擊(ji)比較遠(yuan)的(de)地方，也仍然會有(you)部分雷(lei)電(dian)(dian)流(liu)流(liu)入(ru)電(dian)(dian)纜。所以采用(yong)帶屏蔽層的(de)線(xian)纜或(huo)線(xian)纜穿(chuan)鋼管(guan)(guan)埋(mai)(mai)地敷(fu)設(she)，保持鋼管(guan)(guan)的(de)電(dian)(dian)氣連通。對防(fang)護(hu)電(dian)(dian)磁(ci)干擾和電(dian)(dian)磁(ci)感應非(fei)常有(you)效(xiao)，這主要是由(you)于金(jin)屬(shu)(shu)管(guan)(guan)的(de)屏蔽作用(yong)和雷(lei)電(dian)(dian)流(liu)的(de)集膚效(xiao)應。如電(dian)(dian)纜全程穿(chuan)金(jin)屬(shu)(shu)管(guan)(guan)有(you)困難時，可在電(dian)(dian)纜進入(ru)終端(duan)和前(qian)(qian)端(duan)設(she)備前(qian)(qian)穿(chuan)金(jin)屬(shu)(shu)管(guan)(guan)埋(mai)(mai)地引入(ru)，但(dan)埋(mai)(mai)地長度(du)不得小于15米(mi)，在入(ru)戶端(duan)將電(dian)(dian)纜金(jin)屬(shu)(shu)外皮(pi)、鋼管(guan)(guan)同防(fang)雷(lei)接(jie)地裝(zhuang)置相連。

3、終端設備的防雷

在CCTV系統中(zhong)，監控(kong)室的防雷最為重要(yao)，應從直擊雷防護(hu)、雷電波侵入(ru)、等電位(wei)連接(jie)和電涌保護(hu)多方面進行。

監控室所(suo)在(zai)建筑(zhu)物(wu)應有防直(zhi)擊雷的避雷針、避雷帶或避雷網。其(qi)防直(zhi)擊雷措施(shi)應符(fu)合GB50057－94中有關直(zhi)擊雷保(bao)護的規定。

進(jin)入(ru)監(jian)控室的(de)各(ge)種金屬管線(xian)應接(jie)到(dao)防感應雷的(de)接(jie)地裝置上(shang)。架(jia)空電纜(lan)線(xian)直接(jie)引入(ru)時，在(zai)入(ru)戶處應加(jia)裝避雷器，并將線(xian)纜(lan)金屬外護(hu)層及自承(cheng)鋼索接(jie)到(dao)接(jie)地裝置上(shang)。

監控室(shi)內(nei)應設(she)置一等(deng)電位(wei)(wei)連接(jie)(jie)(jie)母線(xian)（或金(jin)屬板），該等(deng)電位(wei)(wei)連接(jie)(jie)(jie)母線(xian)應與建筑物(wu)防(fang)雷接(jie)(jie)(jie)地、PE線(xian)、設(she)備保(bao)護地、防(fang)靜電地等(deng)連接(jie)(jie)(jie)到一起防(fang)止(zhi)危險的(de)電位(wei)(wei)差(cha)。各種電涌保(bao)護器（避雷器）的(de)接(jie)(jie)(jie)地線(xian)應以(yi)最直和最短的(de)距離與等(deng)電位(wei)(wei)連接(jie)(jie)(jie)母排(pai)進(jin)行電氣連接(jie)(jie)(jie)。

由于有80％雷擊高電位是(shi)從電源線侵入(ru)的(de)，為保(bao)(bao)(bao)證設備安全(quan)，一般電源上應(ying)設置三級避雷保(bao)(bao)(bao)護。在視頻傳(chuan)輸線、信號(hao)控(kong)(kong)制線，入(ru)侵報(bao)警信號(hao)線進入(ru)前端設備之前或進入(ru)中心控(kong)(kong)制臺前應(ying)加(jia)裝相應(ying)的(de)避雷保(bao)(bao)(bao)護器。

良好的接(jie)(jie)(jie)地是防雷中至關重要的一(yi)環。接(jie)(jie)(jie)地電阻值越(yue)(yue)小(xiao)過(guo)電壓值越(yue)(yue)低。監控中心采(cai)用專用接(jie)(jie)(jie)地裝(zhuang)置時，其(qi)接(jie)(jie)(jie)地電阻不(bu)得大于4Ω。采(cai)用綜合接(jie)(jie)(jie)地網時，其(qi)接(jie)(jie)(jie)地電阻不(bu)得大于1Ω。

四、結束語

雷(lei)電對安全(quan)監控(kong)系(xi)統(tong)的損害途(tu)徑(jing)是多方(fang)面的。本文(wen)主要對安全(quan)監控(kong)系(xi)統(tong)遭受雷(lei)擊損害的

主要大原因，以(yi)及(ji)可能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)侵入(ru)途(tu)徑作了初(chu)步的(de)(de)(de)(de)(de)分析，同時(shi)對(dui)安(an)全監控系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)(fang)雷保護技(ji)術進行了相應的(de)(de)(de)(de)(de)介(jie)紹。需要說明(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)，防(fang)(fang)雷保護是(shi)(shi)一個(ge)比較復雜的(de)(de)(de)(de)(de)問題，對(dui)安(an)全監控系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)(fang)雷保護設計不僅取決于防(fang)(fang)雷裝置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)，更重要的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)在監控系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)設計施(shi)工(gong)之前，就(jiu)要考(kao)慮(lv)到監控系統(tong)所處的(de)(de)(de)(de)(de)地理(li)環(huan)境，設計合適的(de)(de)(de)(de)(de)線纜布放方式、屏蔽及(ji)接(jie)地方式。總(zong)之，防(fang)(fang)雷保護設計應綜合考(kao)慮(lv)，才能(neng)(neng)獲得良好的(de)(de)(de)(de)(de)效果。