監控知識：弱電防雷設備

一、 引言

隨著安全監(jian)控系統在銀行(xing)、交通、小(xiao)區(qu)、庫(ku)房(fang)管(guan)理中的迅速(su)普及應(ying)用，監(jian)控系統設備因(yin)雷擊破壞的可(ke)能(neng)性(xing)就大(da)大(da)增加了(le)。其后果可(ke)能(neng)會使整(zheng)個監(jian)控系統運行(xing)失靈，并造成難以估計的經濟損失。

為(wei)了對安全監(jian)(jian)(jian)控系統(tong)采取(qu)有效的(de)防雷(lei)(lei)保(bao)護措施，保(bao)障監(jian)(jian)(jian)控系統(tong)正(zheng)常可(ke)靠的(de)運行(xing)，首先應明確(que)監(jian)(jian)(jian)控系統(tong)遭(zao)受雷(lei)(lei)擊損害的(de)主要原因(yin)以(yi)及(ji)雷(lei)(lei)電可(ke)能的(de)侵(qin)入途徑，尤其是雷(lei)(lei)擊損壞(huai)較為(wei)嚴重(zhong)的(de)室外監(jian)(jian)(jian)控設(she)備(bei)，在分析(xi)其損壞(huai)原因(yin)的(de)基礎上，正(zheng)確(que)選擇和使用監(jian)(jian)(jian)控系統(tong)設(she)備(bei)的(de)防雷(lei)(lei)保(bao)護裝置，以(yi)及(ji)研究和探(tan)討信號、電源線路的(de)布(bu)放(fang)、屏蔽及(ji)接地方式等(deng)。可(ke)以(yi)使各安防工程(cheng)公(gong)司，對提高監(jian)(jian)(jian)控系統(tong)的(de)抗雷(lei)(lei)電能力，優化系統(tong)的(de)防雷(lei)(lei)水平起到(dao)很(hen)好(hao)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：

前端部分：主要由黑白（彩色）攝像機、鏡(jing)頭、云臺、防護罩(zhao)、支架等組(zu)成。

傳(chuan)輸部分：使用同軸(zhou)電纜、電線、多芯線采取(qu)架(jia)空(kong)、地埋(mai)或沿(yan)墻敷設等(deng)方式傳(chuan)輸視頻(pin)、音頻(pin)或控制信號等(deng)。

終端(duan)部分：主要(yao)由畫面(mian)分割器(qi)、監視(shi)器(qi)、控(kong)制設備(bei)等組成。

2、 CCTV系統雷害成因

直擊雷(lei)：雷(lei)電直接擊在(zai)(zai)露天的攝像機上造(zao)成(cheng)設(she)備(bei)損壞；雷(lei)電直接擊在(zai)(zai)架空線纜上造(zao)成(cheng)線纜熔斷。

雷電(dian)(dian)(dian)(dian)波侵入：CCTV的電(dian)(dian)(dian)(dian)源線(xian)、信號傳輸(shu)或進入監控室的金屬(shu)管線(xian)到雷擊(ji)或被(bei)雷電(dian)(dian)(dian)(dian)感應時(shi)，雷電(dian)(dian)(dian)(dian)波沿這些(xie)金屬(shu)導線(xian)侵入設備，造成電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)差使設備損壞。

雷(lei)(lei)電感(gan)應(ying)(ying)：當(dang)雷(lei)(lei)擊避雷(lei)(lei)針時，在引下(xia)線(xian)(xian)周(zhou)圍會(hui)產(chan)生很強的(de)(de)瞬變電磁場。處(chu)在電磁場中的(de)(de)監控設(she)備和(he)傳輸(shu)線(xian)(xian)路會(hui)感(gan)應(ying)(ying)出(chu)較(jiao)大(da)的(de)(de)電動勢。這現象(xiang)叫電磁感(gan)應(ying)(ying)。當(dang)有帶電的(de)(de)雷(lei)(lei)云(yun)(yun)出(chu)現時，在雷(lei)(lei)云(yun)(yun)下(xia)面(mian)的(de)(de)建筑物(wu)和(he)傳輸(shu)線(xian)(xian)路上都(dou)會(hui)感(gan)應(ying)(ying)出(chu)與(yu)雷(lei)(lei)云(yun)(yun)相反的(de)(de)電荷(he)。這種(zhong)感(gan)應(ying)(ying)電荷(he)在低壓(ya)架空線(xian)(xian)路上可達100kv，信號(hao)線(xian)(xian)路上可40－60kv。這種(zhong)現象(xiang)叫靜(jing)(jing)電感(gan)應(ying)(ying)。電磁感(gan)應(ying)(ying)和(he)靜(jing)(jing)電感(gan)應(ying)(ying)稱為感(gan)應(ying)(ying)雷(lei)(lei)，又(you)叫二次雷(lei)(lei)。它對(dui)設(she)備的(de)(de)損(sun)害沒(mei)有直擊雷(lei)(lei)來(lai)的(de)(de)猛然，但(dan)它要比直擊雷(lei)(lei)發(fa)生的(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(bei)(bei)(bei)有室外和室內安(an)裝兩種情況，安(an)裝在室內的設(she)備(bei)(bei)(bei)一般不會遭受直擊雷擊，但需(xu)考慮防(fang)止(zhi)雷電過電壓(ya)對設(she)備(bei)(bei)(bei)的侵(qin)害，而室外的設(she)備(bei)(bei)(bei)則同時需(xu)考慮防(fang)止(zhi)直擊雷擊。

前端設備如(ru)攝像(xiang)(xiang)(xiang)頭(tou)應(ying)置(zhi)于接(jie)(jie)閃器（避雷(lei)針(zhen)或(huo)其它接(jie)(jie)閃導(dao)體(ti)）有效保護范圍之內。當攝像(xiang)(xiang)(xiang)機獨立架設時，避雷(lei)針(zhen)最好距攝像(xiang)(xiang)(xiang)機3－4米的距離。如(ru)有困難避雷(lei)針(zhen)也(ye)可以(yi)架設在攝像(xiang)(xiang)(xiang)機的支(zhi)撐(cheng)桿上，引(yin)下線(xian)可直接(jie)(jie)利用(yong)金屬(shu)桿本(ben)身或(huo)選用(yong)Φ 8的鍍(du)鋅圓(yuan)鋼。為防止(zhi)電磁感應(ying)，沿桿引(yin)上攝像(xiang)(xiang)(xiang)機的電源線(xian)和(he)信(xin)號線(xian)應(ying)穿金屬(shu)管(guan)屏(ping)蔽。

為防(fang)止雷電(dian)波沿線(xian)(xian)路侵入前端設備，應在設備前的(de)每條線(xian)(xian)路上(shang)加裝合適(shi)的(de)避(bi)雷器，如電(dian)源線(xian)(xian)（220V或DC12V）、視頻線(xian)(xian)、信號線(xian)(xian)和云臺(tai)控制線(xian)(xian)。

攝(she)像機(ji)的(de)電源一般使用AC220V或(huo)DC12V。攝(she)像機(ji)由直(zhi)流變壓器供電的(de)，單相電源避(bi)雷(lei)器應串(chuan)聯或(huo)并聯在直(zhi)流變壓器前端，如直(zhi)流電源傳輸距離大于15米，則攝(she)像機(ji)端還應串(chuan)接(jie)低壓直(zhi)流避(bi)雷(lei)器。

信號(hao)線(xian)傳輸(shu)距(ju)離長，耐(nai)壓水平低(di)，極易感應(ying)雷電(dian)流(liu)而損壞設備，為了將雷電(dian)流(liu)從信號(hao)傳輸(shu)線(xian)傳導入地，信號(hao)過(guo)電(dian)壓保護(hu)器須快速響應(ying)，在設計信號(hao)傳輸(shu)線(xian)的(de)保護(hu)時必須考(kao)慮信號(hao)的(de)傳輸(shu)速率(lv)、信號(hao)電(dian)平，啟動電(dian)壓以及(ji)雷電(dian)通(tong)量等參(can)數(shu)。

室外的前端設備應(ying)有(you)良(liang)好的接(jie)地(di)，接(jie)地(di)電阻(zu)小于(yu)4Ω，高土壤(rang)電阻(zu)率地(di)區可放(fang)寬(kuan)至 <10Ω。

2、傳輸線路的防雷

CCTV系統主(zhu)要是(shi)傳(chuan)輸信號線(xian)和電源(yuan)線(xian)。室外(wai)攝像機(ji)的電源(yuan)可從終(zhong)端設備處引(yin)入(ru)，也(ye)可從監視點(dian)附近的電源(yuan)引(yin)入(ru)。

控(kong)制信號傳(chuan)輸(shu)(shu)線和報警信號傳(chuan)輸(shu)(shu)線一般選用芯屏蔽軟線，架設（或(huo)敷設）在前端與終端之間。

GB50198－1994規定，傳(chuan)輸(shu)部分(fen)的線路在城市郊區(qu)、鄉村敷設(she)時(shi)，可采(cai)用(yong)直(zhi)埋(mai)敷設(she)方式(shi)。當條件不充許時(shi)，可采(cai)用(yong)通信管道(dao)或架空方式(shi)，此時(shi)規定了傳(chuan)輸(shu)線纜與其它線路其它線路其溝的最小(xiao)間(jian)距（見表1）和與其它線路共桿架設(she)的最小(xiao)垂直(zhi)間(jian)距（見表2）

表1電(dian)(dian)纜與其它線(xian)路(lu)共溝（隧(sui)道）的(de)最小間距（m）種(zhong)類(lei)(lei)最小間距220V交流電(dian)(dian)線(xian)0.5通(tong)訊電(dian)(dian)纜0.1表2電(dian)(dian)纜與其它線(xian)路(lu)共桿架設的(de)最小垂直間距（m）種(zhong)類(lei)(lei)最小垂直間距1—10KV電(dian)(dian)力線(xian)2.51KV以下電(dian)(dian)力線(xian)1.5廣(guang)播線(xian)1.0通(tong)信(xin)線(xian)0.6

從防雷(lei)角看(kan)，直埋敷設方式防雷(lei)效果(guo)最(zui)(zui)佳(jia)，架空(kong)線(xian)(xian)最(zui)(zui)容易遭(zao)受雷(lei)擊(ji)，并且破(po)壞(huai)性大，波及范圍廣，為避免首尾端(duan)設備(bei)損壞(huai)，架空(kong)線(xian)(xian)傳(chuan)輸(shu)時應(ying)在(zai)每(mei)一電(dian)桿上做接(jie)地處(chu)理，架空(kong)線(xian)(xian)纜的(de)吊線(xian)(xian)和(he)架空(kong)線(xian)(xian)纜線(xian)(xian)路中的(de)金屬(shu)管(guan)道均應(ying)接(jie)地。中間(jian)放大器(qi)輸(shu)入(ru)端(duan)的(de)信號源和(he)電(dian)源均應(ying)分別接(jie)入(ru)合適的(de)避雷(lei)器(qi)。

傳輸線(xian)埋(mai)地敷(fu)設(she)(she)并不能(neng)阻止雷(lei)(lei)(lei)擊(ji)設(she)(she)備的(de)發生，大量的(de)事實顯示，雷(lei)(lei)(lei)擊(ji)造成埋(mai)地線(xian)纜故障(zhang)，大約占總故障(zhang)的(de)30％左右，即使雷(lei)(lei)(lei)擊(ji)比(bi)較遠的(de)地方，也(ye)仍然(ran)會有(you)部分雷(lei)(lei)(lei)電(dian)流(liu)流(liu)入電(dian)纜。所以采用(yong)帶(dai)屏(ping)蔽(bi)層的(de)線(xian)纜或(huo)線(xian)纜穿鋼(gang)管埋(mai)地敷(fu)設(she)(she)，保(bao)持鋼(gang)管的(de)電(dian)氣連通(tong)。對防護電(dian)磁(ci)干擾和電(dian)磁(ci)感應非(fei)常有(you)效，這主(zhu)要是由于金屬(shu)管的(de)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong)和雷(lei)(lei)(lei)電(dian)流(liu)的(de)集膚效應。如電(dian)纜全程穿金屬(shu)管有(you)困(kun)難時，可在電(dian)纜進(jin)入終端(duan)和前端(duan)設(she)(she)備前穿金屬(shu)管埋(mai)地引入，但埋(mai)地長度不得小于15米，在入戶端(duan)將電(dian)纜金屬(shu)外(wai)皮、鋼(gang)管同防雷(lei)(lei)(lei)接地裝置相連。

3、終端設備的防雷

在CCTV系統中，監控室的防雷最為(wei)重要，應從直擊雷防護(hu)、雷電(dian)波侵入、等電(dian)位(wei)連接和電(dian)涌保護(hu)多方面進行。

監控室所在(zai)建筑物應有防直擊雷(lei)的(de)避雷(lei)針、避雷(lei)帶或避雷(lei)網。其(qi)防直擊雷(lei)措施應符合(he)GB50057－94中(zhong)有關直擊雷(lei)保護的(de)規定。

進入(ru)監控室的各種金屬(shu)管線(xian)應接(jie)(jie)(jie)到防感應雷(lei)的接(jie)(jie)(jie)地裝置上。架空電(dian)纜線(xian)直接(jie)(jie)(jie)引入(ru)時，在入(ru)戶處應加裝避雷(lei)器(qi)，并(bing)將線(xian)纜金屬(shu)外護層及自承(cheng)鋼索接(jie)(jie)(jie)到接(jie)(jie)(jie)地裝置上。

監控室(shi)內應設(she)置(zhi)一等電(dian)(dian)(dian)位連(lian)接母(mu)(mu)線（或金屬板），該等電(dian)(dian)(dian)位連(lian)接母(mu)(mu)線應與(yu)建筑物防雷接地、PE線、設(she)備保護(hu)地、防靜電(dian)(dian)(dian)地等連(lian)接到一起防止危險的電(dian)(dian)(dian)位差。各種電(dian)(dian)(dian)涌保護(hu)器（避雷器）的接地線應以最直和最短的距離與(yu)等電(dian)(dian)(dian)位連(lian)接母(mu)(mu)排進行電(dian)(dian)(dian)氣連(lian)接。

由于(yu)有80％雷(lei)擊高電位是從電源線(xian)侵入(ru)的(de)，為(wei)保(bao)證(zheng)設備安全，一般電源上(shang)應(ying)設置三級避雷(lei)保(bao)護。在(zai)視頻傳輸線(xian)、信(xin)號控(kong)制(zhi)線(xian)，入(ru)侵報警信(xin)號線(xian)進入(ru)前(qian)端設備之前(qian)或進入(ru)中心控(kong)制(zhi)臺前(qian)應(ying)加裝(zhuang)相(xiang)應(ying)的(de)避雷(lei)保(bao)護器。

良(liang)好的(de)(de)接(jie)地(di)(di)是防雷(lei)中(zhong)至關重要的(de)(de)一環。接(jie)地(di)(di)電阻(zu)(zu)值越小過(guo)電壓值越低。監控中(zhong)心采用(yong)專用(yong)接(jie)地(di)(di)裝置時，其接(jie)地(di)(di)電阻(zu)(zu)不得大(da)于(yu)4Ω。采用(yong)綜合接(jie)地(di)(di)網時，其接(jie)地(di)(di)電阻(zu)(zu)不得大(da)于(yu)1Ω。

四、結束語

雷(lei)電對安(an)全(quan)監控系統的損害(hai)途徑是多方面(mian)的。本文主要對安(an)全(quan)監控系統遭受(shou)雷(lei)擊損害(hai)的

主要大原因(yin)，以(yi)及(ji)可能(neng)的(de)(de)(de)侵入途徑作了初(chu)步的(de)(de)(de)分析(xi)，同時對安全監控(kong)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)防(fang)(fang)雷(lei)(lei)保(bao)護技術進(jin)行(xing)了相應的(de)(de)(de)介紹。需要說明的(de)(de)(de)是，防(fang)(fang)雷(lei)(lei)保(bao)護是一個比(bi)較復雜(za)的(de)(de)(de)問題，對安全監控(kong)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)防(fang)(fang)雷(lei)(lei)保(bao)護設計(ji)不僅取(qu)決(jue)于防(fang)(fang)雷(lei)(lei)裝置的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)，更重要的(de)(de)(de)是在監控(kong)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)設計(ji)施(shi)工之前，就(jiu)要考(kao)慮到(dao)監控(kong)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)所處的(de)(de)(de)地理(li)環境(jing)，設計(ji)合適的(de)(de)(de)線纜布放方(fang)式、屏蔽及(ji)接地方(fang)式。總之，防(fang)(fang)雷(lei)(lei)保(bao)護設計(ji)應綜合考(kao)慮，才(cai)能(neng)獲得良好的(de)(de)(de)效果。