監控知識：弱電防雷設備

一、 引言

隨著安全監控(kong)系統(tong)在銀行(xing)、交通、小(xiao)區、庫房管理(li)中的(de)迅速普及應(ying)用，監控(kong)系統(tong)設備因雷擊(ji)破壞(huai)的(de)可能性就大大增加了。其后果可能會使整個監控(kong)系統(tong)運(yun)行(xing)失靈，并造成難以估(gu)計(ji)的(de)經濟損失。

為了對安全監(jian)(jian)控系(xi)統(tong)采(cai)取有效的(de)防雷保護措施，保障監(jian)(jian)控系(xi)統(tong)正常可(ke)靠的(de)運行，首先應明確(que)監(jian)(jian)控系(xi)統(tong)遭受雷擊損害的(de)主要原因(yin)以及(ji)雷電(dian)可(ke)能(neng)的(de)侵入途(tu)徑，尤其是雷擊損壞較為嚴重的(de)室外(wai)監(jian)(jian)控設備，在分析(xi)其損壞原因(yin)的(de)基礎上，正確(que)選擇和使用監(jian)(jian)控系(xi)統(tong)設備的(de)防雷保護裝置，以及(ji)研究和探(tan)討信(xin)號、電(dian)源線(xian)路的(de)布放、屏蔽(bi)及(ji)接地(di)方(fang)式等。可(ke)以使各安防工程公司，對提(ti)高監(jian)(jian)控系(xi)統(tong)的(de)抗雷電(dian)能(neng)力，優化系(xi)統(tong)的(de)防雷水平起到(dao)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：

前端部分：主要(yao)由黑白（彩色）攝像機、鏡頭、云(yun)臺(tai)、防護罩、支架(jia)等組(zu)成。

傳(chuan)輸部分：使(shi)用同軸電(dian)纜、電(dian)線、多芯線采(cai)取架空、地埋或沿墻敷設等方(fang)式傳(chuan)輸視頻、音頻或控制信號等。

終端部分(fen)：主要由畫(hua)面分(fen)割器、監(jian)視器、控制(zhi)設備等組成。

2、 CCTV系統雷害成因

直(zhi)擊雷：雷電直(zhi)接擊在露(lu)天的攝像機上(shang)造成設備(bei)損(sun)壞；雷電直(zhi)接擊在架空線纜上(shang)造成線纜熔(rong)斷。

雷(lei)(lei)電(dian)波侵(qin)入：CCTV的電(dian)源線(xian)、信(xin)號(hao)傳輸或(huo)進入監控室的金(jin)屬(shu)管線(xian)到雷(lei)(lei)擊或(huo)被雷(lei)(lei)電(dian)感應時，雷(lei)(lei)電(dian)波沿(yan)這些金(jin)屬(shu)導線(xian)侵(qin)入設備(bei)，造成電(dian)位差使設備(bei)損壞。

雷(lei)(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)：當(dang)雷(lei)(lei)擊(ji)避雷(lei)(lei)針(zhen)時，在(zai)引下線(xian)周(zhou)圍會(hui)產(chan)生很強的(de)(de)瞬變電(dian)(dian)(dian)(dian)磁場。處在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)磁場中的(de)(de)監控設備和(he)(he)傳輸線(xian)路(lu)會(hui)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)出(chu)較大的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)勢。這(zhe)現(xian)(xian)(xian)象(xiang)叫電(dian)(dian)(dian)(dian)磁感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)。當(dang)有帶(dai)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)雷(lei)(lei)云(yun)出(chu)現(xian)(xian)(xian)時，在(zai)雷(lei)(lei)云(yun)下面的(de)(de)建筑(zhu)物和(he)(he)傳輸線(xian)路(lu)上都會(hui)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)出(chu)與(yu)雷(lei)(lei)云(yun)相反的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷。這(zhe)種感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷在(zai)低(di)壓(ya)架空線(xian)路(lu)上可達100kv，信(xin)號(hao)線(xian)路(lu)上可40－60kv。這(zhe)種現(xian)(xian)(xian)象(xiang)叫靜電(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)。電(dian)(dian)(dian)(dian)磁感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)和(he)(he)靜電(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)稱為感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)雷(lei)(lei)，又叫二次雷(lei)(lei)。它對設備的(de)(de)損害沒有直擊(ji)雷(lei)(lei)來的(de)(de)猛(meng)然，但它要(yao)比直擊(ji)雷(lei)(lei)發生的(de)(de)機(ji)率大得多。

三、CCTV系統的綜合防雷

1、前端設備的防雷

前端設備有室(shi)外和室(shi)內安(an)裝(zhuang)兩種情況，安(an)裝(zhuang)在室(shi)內的設備一(yi)般不會遭受直擊(ji)雷(lei)擊(ji)，但(dan)需考慮防(fang)止雷(lei)電(dian)過電(dian)壓對設備的侵害，而室(shi)外的設備則同時需考慮防(fang)止直擊(ji)雷(lei)擊(ji)。

前端設備(bei)如(ru)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)頭(tou)應置于接(jie)閃(shan)器（避(bi)雷針或(huo)其它(ta)接(jie)閃(shan)導體）有(you)(you)效保護范圍之內(nei)。當攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機獨立架設時，避(bi)雷針最好(hao)距(ju)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機3－4米的距(ju)離。如(ru)有(you)(you)困(kun)難避(bi)雷針也可以架設在攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機的支(zhi)撐桿(gan)上(shang)，引(yin)下線(xian)可直(zhi)接(jie)利用(yong)(yong)金屬桿(gan)本身(shen)或(huo)選(xuan)用(yong)(yong)Φ 8的鍍鋅圓鋼(gang)。為(wei)防止電(dian)磁感應，沿桿(gan)引(yin)上(shang)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機的電(dian)源線(xian)和(he)信號線(xian)應穿金屬管(guan)屏蔽。

為防止雷電波沿(yan)線(xian)(xian)路侵入前(qian)端設(she)備(bei)，應在設(she)備(bei)前(qian)的每條(tiao)線(xian)(xian)路上加(jia)裝合適的避雷器，如(ru)電源線(xian)(xian)（220V或DC12V）、視頻(pin)線(xian)(xian)、信號線(xian)(xian)和云臺(tai)控(kong)制線(xian)(xian)。

攝像(xiang)機(ji)的電(dian)源(yuan)一般使用(yong)AC220V或(huo)DC12V。攝像(xiang)機(ji)由直流(liu)變壓(ya)器(qi)供(gong)電(dian)的，單相電(dian)源(yuan)避雷(lei)器(qi)應串聯或(huo)并(bing)聯在直流(liu)變壓(ya)器(qi)前端，如直流(liu)電(dian)源(yuan)傳輸(shu)距離大于15米，則(ze)攝像(xiang)機(ji)端還應串接低壓(ya)直流(liu)避雷(lei)器(qi)。

信(xin)(xin)號(hao)線(xian)傳(chuan)輸(shu)距離(li)長，耐壓水平(ping)低，極易感應(ying)雷電流(liu)而損(sun)壞設(she)備，為了(le)將雷電流(liu)從信(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)線(xian)傳(chuan)導入地，信(xin)(xin)號(hao)過電壓保護器須快速(su)響應(ying)，在設(she)計(ji)信(xin)(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)線(xian)的保護時必須考(kao)慮信(xin)(xin)號(hao)的傳(chuan)輸(shu)速(su)率、信(xin)(xin)號(hao)電平(ping)，啟動電壓以及雷電通量等(deng)參數。

室外的前(qian)端(duan)設(she)備應有良好的接地，接地電阻小于4Ω，高土壤電阻率地區(qu)可放寬至 <10Ω。

2、傳輸線路的防雷

CCTV系統主要是傳輸信號(hao)線(xian)和電(dian)源線(xian)。室外攝像機的(de)電(dian)源可從(cong)終端(duan)設(she)備處引(yin)入，也可從(cong)監視點附近(jin)的(de)電(dian)源引(yin)入。

控(kong)制信(xin)號傳輸線和報(bao)警信(xin)號傳輸線一般(ban)選用(yong)芯屏蔽軟線，架設(she)（或(huo)敷設(she)）在前端與終端之間。

GB50198－1994規定(ding)，傳輸(shu)部(bu)分的線路(lu)在(zai)城(cheng)市(shi)郊區(qu)、鄉村敷設(she)時，可采用直埋敷設(she)方式。當條件不充許時，可采用通信管(guan)道或架空方式，此(ci)時規定(ding)了傳輸(shu)線纜與(yu)其(qi)它線路(lu)其(qi)它線路(lu)其(qi)溝的最小間(jian)(jian)距（見表(biao)1）和與(yu)其(qi)它線路(lu)共桿架設(she)的最小垂直間(jian)(jian)距（見表(biao)2）

表1電(dian)(dian)纜(lan)(lan)與(yu)其它線(xian)(xian)路共溝（隧道）的(de)最(zui)小(xiao)(xiao)間(jian)距(ju)（m）種類(lei)最(zui)小(xiao)(xiao)間(jian)距(ju)220V交流(liu)電(dian)(dian)線(xian)(xian)0.5通訊(xun)電(dian)(dian)纜(lan)(lan)0.1表2電(dian)(dian)纜(lan)(lan)與(yu)其它線(xian)(xian)路共桿架設的(de)最(zui)小(xiao)(xiao)垂直間(jian)距(ju)（m）種類(lei)最(zui)小(xiao)(xiao)垂直間(jian)距(ju)1—10KV電(dian)(dian)力線(xian)(xian)2.51KV以下電(dian)(dian)力線(xian)(xian)1.5廣播線(xian)(xian)1.0通信(xin)線(xian)(xian)0.6

從防雷(lei)角看，直埋敷設方式防雷(lei)效果最(zui)佳，架空(kong)(kong)線(xian)(xian)最(zui)容易(yi)遭受雷(lei)擊，并(bing)且破壞性大(da)，波及范圍(wei)廣，為避(bi)(bi)免首尾(wei)端設備損壞，架空(kong)(kong)線(xian)(xian)傳輸時應(ying)在每一電桿上做接(jie)(jie)地處理，架空(kong)(kong)線(xian)(xian)纜的吊線(xian)(xian)和架空(kong)(kong)線(xian)(xian)纜線(xian)(xian)路中的金屬(shu)管道(dao)均(jun)應(ying)接(jie)(jie)地。中間放大(da)器(qi)輸入端的信號源和電源均(jun)應(ying)分別接(jie)(jie)入合適(shi)的避(bi)(bi)雷(lei)器(qi)。

傳(chuan)輸(shu)線(xian)埋地(di)敷(fu)設(she)并不(bu)能阻止雷(lei)(lei)(lei)擊設(she)備的發生，大量的事(shi)實顯示，雷(lei)(lei)(lei)擊造成埋地(di)線(xian)纜故(gu)障，大約占總故(gu)障的30％左右，即(ji)使(shi)雷(lei)(lei)(lei)擊比較遠(yuan)的地(di)方，也仍(reng)然會有(you)部分雷(lei)(lei)(lei)電流流入(ru)電纜。所以(yi)采用帶屏蔽(bi)層的線(xian)纜或線(xian)纜穿鋼(gang)管(guan)埋地(di)敷(fu)設(she)，保持鋼(gang)管(guan)的電氣連通。對防(fang)護電磁干擾和(he)電磁感應非常(chang)有(you)效，這主要是由于(yu)金(jin)屬(shu)(shu)管(guan)的屏蔽(bi)作用和(he)雷(lei)(lei)(lei)電流的集膚效應。如電纜全程穿金(jin)屬(shu)(shu)管(guan)有(you)困難時，可(ke)在電纜進入(ru)終端(duan)和(he)前端(duan)設(she)備前穿金(jin)屬(shu)(shu)管(guan)埋地(di)引(yin)入(ru)，但(dan)埋地(di)長度不(bu)得(de)小于(yu)15米，在入(ru)戶端(duan)將電纜金(jin)屬(shu)(shu)外皮、鋼(gang)管(guan)同防(fang)雷(lei)(lei)(lei)接地(di)裝置相連。

3、終端設備的防雷

在CCTV系統中(zhong)，監控室的(de)防雷最(zui)為重要(yao)，應(ying)從直擊雷防護、雷電波侵入、等電位連接(jie)和電涌保(bao)護多方面進(jin)行。

監控(kong)室所在(zai)建(jian)筑物(wu)應有防直擊(ji)(ji)雷(lei)(lei)的避雷(lei)(lei)針(zhen)、避雷(lei)(lei)帶或避雷(lei)(lei)網。其防直擊(ji)(ji)雷(lei)(lei)措施應符合GB50057－94中有關直擊(ji)(ji)雷(lei)(lei)保護的規定。

進入監控室(shi)的各種(zhong)金(jin)屬(shu)管線應(ying)(ying)接(jie)到防感應(ying)(ying)雷(lei)的接(jie)地(di)裝(zhuang)置(zhi)上。架(jia)空電纜線直接(jie)引(yin)入時，在入戶(hu)處應(ying)(ying)加裝(zhuang)避雷(lei)器，并將線纜金(jin)屬(shu)外護層及自承(cheng)鋼索接(jie)到接(jie)地(di)裝(zhuang)置(zhi)上。

監控室內應(ying)設置一等電(dian)(dian)位(wei)(wei)連(lian)接(jie)(jie)(jie)母(mu)線(xian)（或金屬板），該等電(dian)(dian)位(wei)(wei)連(lian)接(jie)(jie)(jie)母(mu)線(xian)應(ying)與建筑(zhu)物(wu)防(fang)雷(lei)接(jie)(jie)(jie)地、PE線(xian)、設備(bei)保護(hu)地、防(fang)靜電(dian)(dian)地等連(lian)接(jie)(jie)(jie)到(dao)一起防(fang)止危險的(de)電(dian)(dian)位(wei)(wei)差(cha)。各(ge)種電(dian)(dian)涌保護(hu)器(qi)（避雷(lei)器(qi)）的(de)接(jie)(jie)(jie)地線(xian)應(ying)以最直和(he)最短的(de)距(ju)離與等電(dian)(dian)位(wei)(wei)連(lian)接(jie)(jie)(jie)母(mu)排進行(xing)電(dian)(dian)氣連(lian)接(jie)(jie)(jie)。

由于有80％雷(lei)擊高電(dian)位是(shi)從(cong)電(dian)源(yuan)(yuan)線侵(qin)入(ru)的(de)，為保證(zheng)設備(bei)安全，一般電(dian)源(yuan)(yuan)上應(ying)設置三(san)級避雷(lei)保護。在(zai)視頻傳輸(shu)線、信(xin)號控(kong)制線，入(ru)侵(qin)報警(jing)信(xin)號線進(jin)入(ru)前端(duan)設備(bei)之前或進(jin)入(ru)中心控(kong)制臺前應(ying)加裝相應(ying)的(de)避雷(lei)保護器。

良好的(de)接(jie)地是防雷(lei)中(zhong)至關(guan)重要的(de)一環。接(jie)地電(dian)(dian)阻值(zhi)越(yue)(yue)小過電(dian)(dian)壓值(zhi)越(yue)(yue)低。監控(kong)中(zhong)心采用專用接(jie)地裝置(zhi)時，其(qi)接(jie)地電(dian)(dian)阻不得(de)大(da)于4Ω。采用綜合(he)接(jie)地網時，其(qi)接(jie)地電(dian)(dian)阻不得(de)大(da)于1Ω。

四、結束語

雷(lei)電對安(an)全(quan)監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)的損(sun)害(hai)途徑是多(duo)方面的。本(ben)文(wen)主要對安(an)全(quan)監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)遭受雷(lei)擊損(sun)害(hai)的

主要(yao)大原因(yin)，以及可能(neng)的(de)侵入途徑作(zuo)了初(chu)步的(de)分析，同時對(dui)安全(quan)(quan)監(jian)控系(xi)統的(de)防(fang)(fang)雷(lei)(lei)保(bao)(bao)(bao)護(hu)技術進(jin)行(xing)了相應(ying)的(de)介紹。需要(yao)說明的(de)是(shi)，防(fang)(fang)雷(lei)(lei)保(bao)(bao)(bao)護(hu)是(shi)一個比較復(fu)雜的(de)問題，對(dui)安全(quan)(quan)監(jian)控系(xi)統的(de)防(fang)(fang)雷(lei)(lei)保(bao)(bao)(bao)護(hu)設(she)計不(bu)僅取決于防(fang)(fang)雷(lei)(lei)裝置的(de)性能(neng)，更重要(yao)的(de)是(shi)在監(jian)控系(xi)統的(de)設(she)計施(shi)工(gong)之(zhi)前，就要(yao)考慮到監(jian)控系(xi)統所處的(de)地理(li)環境(jing)，設(she)計合(he)適的(de)線纜布放(fang)方式、屏蔽及接地方式。總之(zhi)，防(fang)(fang)雷(lei)(lei)保(bao)(bao)(bao)護(hu)設(she)計應(ying)綜合(he)考慮，才能(neng)獲(huo)得良好(hao)的(de)效果。