監控知識：弱電防雷設備

一、 引言

隨著安全監控(kong)系(xi)統在銀行(xing)、交(jiao)通、小區、庫房管理中的(de)迅速普及應用，監控(kong)系(xi)統設備因雷擊破壞的(de)可(ke)能性就大大增加了。其后果可(ke)能會使整(zheng)個監控(kong)系(xi)統運(yun)行(xing)失靈(ling)，并造成(cheng)難(nan)以(yi)估(gu)計(ji)的(de)經濟損失。

為了對(dui)(dui)安(an)(an)全監(jian)控系(xi)統(tong)(tong)采取有效(xiao)的防(fang)雷(lei)保(bao)護措施，保(bao)障(zhang)監(jian)控系(xi)統(tong)(tong)正常可靠的運行(xing)，首先應明(ming)確監(jian)控系(xi)統(tong)(tong)遭(zao)受雷(lei)擊損害的主要原因以(yi)及(ji)雷(lei)電(dian)可能的侵入途徑，尤其是雷(lei)擊損壞較為嚴重的室(shi)外(wai)監(jian)控設(she)備，在分析其損壞原因的基礎上，正確選擇和(he)使(shi)用監(jian)控系(xi)統(tong)(tong)設(she)備的防(fang)雷(lei)保(bao)護裝置，以(yi)及(ji)研究和(he)探討信號(hao)、電(dian)源線(xian)路的布放(fang)、屏蔽及(ji)接地(di)方(fang)式等(deng)。可以(yi)使(shi)各(ge)安(an)(an)防(fang)工(gong)程(cheng)公司(si)，對(dui)(dui)提高監(jian)控系(xi)統(tong)(tong)的抗(kang)雷(lei)電(dian)能力，優(you)化系(xi)統(tong)(tong)的防(fang)雷(lei)水(shui)平起到很(hen)好(hao)的作用。

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(hei)白（彩色）攝(she)像機(ji)、鏡頭、云臺、防(fang)護罩、支架(jia)等組成。

傳(chuan)輸部(bu)分：使用同(tong)軸電纜、電線(xian)、多(duo)芯線(xian)采取(qu)架(jia)空、地埋或沿墻敷(fu)設等(deng)方式傳(chuan)輸視頻、音頻或控(kong)制信號等(deng)。

終端部(bu)分(fen)：主要(yao)由畫(hua)面(mian)分(fen)割(ge)器、監視器、控制(zhi)設備等(deng)組成。

2、 CCTV系統雷害成因

直(zhi)擊(ji)雷(lei)：雷(lei)電(dian)直(zhi)接擊(ji)在露天的攝像(xiang)機上造(zao)成設備損壞；雷(lei)電(dian)直(zhi)接擊(ji)在架空(kong)線(xian)纜(lan)(lan)上造(zao)成線(xian)纜(lan)(lan)熔斷。

雷(lei)電(dian)波(bo)侵入(ru)：CCTV的電(dian)源線、信號傳輸(shu)或進入(ru)監控室的金屬(shu)管線到(dao)雷(lei)擊或被雷(lei)電(dian)感應時，雷(lei)電(dian)波(bo)沿這些(xie)金屬(shu)導(dao)線侵入(ru)設備，造成電(dian)位差使設備損壞。

雷(lei)電(dian)感應(ying)(ying)：當雷(lei)擊(ji)避雷(lei)針(zhen)時(shi)，在引下線(xian)(xian)周圍(wei)會(hui)產生(sheng)很強的(de)(de)瞬變電(dian)磁(ci)場。處在電(dian)磁(ci)場中的(de)(de)監控設備和(he)傳輸線(xian)(xian)路會(hui)感應(ying)(ying)出較大的(de)(de)電(dian)動勢。這現(xian)象叫電(dian)磁(ci)感應(ying)(ying)。當有帶電(dian)的(de)(de)雷(lei)云出現(xian)時(shi)，在雷(lei)云下面的(de)(de)建筑物和(he)傳輸線(xian)(xian)路上都會(hui)感應(ying)(ying)出與雷(lei)云相(xiang)反的(de)(de)電(dian)荷。這種感應(ying)(ying)電(dian)荷在低壓架空線(xian)(xian)路上可達100kv，信號(hao)線(xian)(xian)路上可40－60kv。這種現(xian)象叫靜電(dian)感應(ying)(ying)。電(dian)磁(ci)感應(ying)(ying)和(he)靜電(dian)感應(ying)(ying)稱(cheng)為感應(ying)(ying)雷(lei)，又叫二次雷(lei)。它對設備的(de)(de)損害(hai)沒有直(zhi)擊(ji)雷(lei)來的(de)(de)猛(meng)然，但它要比直(zhi)擊(ji)雷(lei)發(fa)生(sheng)的(de)(de)機率(lv)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(you)室外和室內(nei)安裝兩種(zhong)情況，安裝在(zai)室內(nei)的設備一般不會遭受(shou)直(zhi)擊(ji)(ji)雷擊(ji)(ji)，但需考慮防(fang)止雷電過電壓對設備的侵害，而室外的設備則(ze)同時(shi)需考慮防(fang)止直(zhi)擊(ji)(ji)雷擊(ji)(ji)。

前(qian)端設(she)備如(ru)攝(she)像(xiang)頭應置(zhi)于(yu)接閃器（避雷針或(huo)其(qi)它接閃導體）有效(xiao)保護(hu)范圍(wei)之(zhi)內。當(dang)攝(she)像(xiang)機(ji)(ji)獨立架(jia)設(she)時，避雷針最好距(ju)(ju)攝(she)像(xiang)機(ji)(ji)3－4米(mi)的(de)距(ju)(ju)離。如(ru)有困難避雷針也可以架(jia)設(she)在攝(she)像(xiang)機(ji)(ji)的(de)支撐桿(gan)上(shang)，引(yin)(yin)下線可直接利用金屬(shu)桿(gan)本身或(huo)選用Φ 8的(de)鍍鋅(xin)圓鋼。為防止電磁感應，沿桿(gan)引(yin)(yin)上(shang)攝(she)像(xiang)機(ji)(ji)的(de)電源線和信號(hao)線應穿金屬(shu)管屏(ping)蔽。

為防止雷電(dian)波沿線(xian)路(lu)侵入前端設備(bei)，應在設備(bei)前的(de)每(mei)條線(xian)路(lu)上加裝合適的(de)避雷器，如電(dian)源線(xian)（220V或DC12V）、視(shi)頻線(xian)、信號線(xian)和(he)云臺控制線(xian)。

攝像機的(de)電源(yuan)一般使用AC220V或DC12V。攝像機由(you)直(zhi)流(liu)變壓器(qi)供電的(de)，單相電源(yuan)避(bi)雷器(qi)應串聯或并聯在直(zhi)流(liu)變壓器(qi)前(qian)端，如直(zhi)流(liu)電源(yuan)傳輸距(ju)離大于15米，則攝像機端還應串接低壓直(zhi)流(liu)避(bi)雷器(qi)。

信號(hao)線(xian)傳(chuan)輸距(ju)離(li)長(chang)，耐(nai)壓水平(ping)低，極易感應雷(lei)電流而損壞設(she)(she)備，為了將雷(lei)電流從信號(hao)傳(chuan)輸線(xian)傳(chuan)導入地，信號(hao)過電壓保(bao)護(hu)器須快速響應，在設(she)(she)計信號(hao)傳(chuan)輸線(xian)的保(bao)護(hu)時必須考(kao)慮(lv)信號(hao)的傳(chuan)輸速率、信號(hao)電平(ping)，啟動電壓以及(ji)雷(lei)電通量等參數。

室外的前端設備應(ying)有良(liang)好的接(jie)地，接(jie)地電阻小(xiao)于(yu)4Ω，高土壤電阻率地區可放寬至(zhi) <10Ω。

2、傳輸線路的防雷

CCTV系統主(zhu)要是傳輸信(xin)號線(xian)和(he)電源線(xian)。室外攝像機的(de)(de)電源可(ke)從終端(duan)設備處(chu)引(yin)入(ru)，也可(ke)從監視點附近的(de)(de)電源引(yin)入(ru)。

控制信號傳輸(shu)線(xian)和報警信號傳輸(shu)線(xian)一般選用(yong)芯屏蔽軟(ruan)線(xian)，架設（或(huo)敷(fu)設）在前端(duan)與終端(duan)之(zhi)間。

GB50198－1994規(gui)(gui)定(ding)，傳(chuan)輸部分的線路在城市郊(jiao)區、鄉村敷(fu)設時(shi)，可采(cai)用直埋敷(fu)設方(fang)式。當條件不(bu)充許時(shi)，可采(cai)用通信管道或架空方(fang)式，此時(shi)規(gui)(gui)定(ding)了傳(chuan)輸線纜與其(qi)(qi)它(ta)線路其(qi)(qi)它(ta)線路其(qi)(qi)溝(gou)的最小間距（見表1）和與其(qi)(qi)它(ta)線路共桿架設的最小垂直間距（見表2）

表(biao)1電(dian)(dian)纜(lan)與其它(ta)(ta)線(xian)(xian)(xian)路(lu)(lu)共(gong)溝(gou)（隧道）的(de)最小(xiao)(xiao)(xiao)間距(ju)（m）種類(lei)(lei)最小(xiao)(xiao)(xiao)間距(ju)220V交(jiao)流電(dian)(dian)線(xian)(xian)(xian)0.5通(tong)訊電(dian)(dian)纜(lan)0.1表(biao)2電(dian)(dian)纜(lan)與其它(ta)(ta)線(xian)(xian)(xian)路(lu)(lu)共(gong)桿架設的(de)最小(xiao)(xiao)(xiao)垂直(zhi)間距(ju)（m）種類(lei)(lei)最小(xiao)(xiao)(xiao)垂直(zhi)間距(ju)1—10KV電(dian)(dian)力(li)線(xian)(xian)(xian)2.51KV以下電(dian)(dian)力(li)線(xian)(xian)(xian)1.5廣播(bo)線(xian)(xian)(xian)1.0通(tong)信線(xian)(xian)(xian)0.6

從防(fang)雷角看，直埋敷設(she)方式防(fang)雷效(xiao)果最(zui)佳(jia)，架(jia)空(kong)線(xian)最(zui)容(rong)易遭(zao)受雷擊(ji)，并且破壞性大，波及范圍(wei)廣，為避(bi)免首尾端設(she)備損壞，架(jia)空(kong)線(xian)傳輸(shu)時應(ying)在每一電(dian)桿(gan)上(shang)做接(jie)地處理，架(jia)空(kong)線(xian)纜的吊線(xian)和架(jia)空(kong)線(xian)纜線(xian)路中(zhong)的金屬管道均應(ying)接(jie)地。中(zhong)間(jian)放大器(qi)輸(shu)入(ru)端的信號(hao)源(yuan)(yuan)和電(dian)源(yuan)(yuan)均應(ying)分別接(jie)入(ru)合適的避(bi)雷器(qi)。

傳輸線埋(mai)地(di)(di)敷(fu)設(she)(she)(she)并不能阻止雷(lei)擊設(she)(she)(she)備的(de)發生(sheng)，大量(liang)的(de)事實顯示，雷(lei)擊造成(cheng)埋(mai)地(di)(di)線纜(lan)(lan)(lan)(lan)(lan)故障，大約占總故障的(de)30％左右，即使雷(lei)擊比較遠的(de)地(di)(di)方(fang)，也(ye)仍然會有部分雷(lei)電(dian)(dian)(dian)流流入電(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)(lan)(lan)。所以采(cai)用帶(dai)屏蔽(bi)(bi)層的(de)線纜(lan)(lan)(lan)(lan)(lan)或(huo)線纜(lan)(lan)(lan)(lan)(lan)穿鋼管(guan)埋(mai)地(di)(di)敷(fu)設(she)(she)(she)，保持(chi)鋼管(guan)的(de)電(dian)(dian)(dian)氣(qi)連通(tong)。對(dui)防護電(dian)(dian)(dian)磁干擾和電(dian)(dian)(dian)磁感應非常有效(xiao)，這主要是由(you)于金屬(shu)(shu)(shu)管(guan)的(de)屏蔽(bi)(bi)作用和雷(lei)電(dian)(dian)(dian)流的(de)集膚效(xiao)應。如電(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)(lan)(lan)全程穿金屬(shu)(shu)(shu)管(guan)有困難(nan)時(shi)，可在(zai)電(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)(lan)(lan)進入終(zhong)端(duan)和前端(duan)設(she)(she)(she)備前穿金屬(shu)(shu)(shu)管(guan)埋(mai)地(di)(di)引入，但(dan)埋(mai)地(di)(di)長度(du)不得(de)小(xiao)于15米(mi)，在(zai)入戶端(duan)將電(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)(lan)(lan)(lan)金屬(shu)(shu)(shu)外皮、鋼管(guan)同防雷(lei)接地(di)(di)裝置相連。

3、終端設備的防雷

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

監控(kong)室所在建(jian)筑(zhu)物應(ying)有防直(zhi)(zhi)擊(ji)雷(lei)(lei)(lei)的(de)避(bi)雷(lei)(lei)(lei)針、避(bi)雷(lei)(lei)(lei)帶或避(bi)雷(lei)(lei)(lei)網。其防直(zhi)(zhi)擊(ji)雷(lei)(lei)(lei)措施應(ying)符(fu)合GB50057－94中有關直(zhi)(zhi)擊(ji)雷(lei)(lei)(lei)保護的(de)規定。

進入監控室(shi)的(de)各種金屬(shu)管線(xian)應(ying)(ying)接(jie)到(dao)防感應(ying)(ying)雷的(de)接(jie)地裝(zhuang)置上(shang)。架空(kong)電纜線(xian)直接(jie)引入時，在入戶處應(ying)(ying)加裝(zhuang)避雷器，并將(jiang)線(xian)纜金屬(shu)外護(hu)層(ceng)及自承鋼索接(jie)到(dao)接(jie)地裝(zhuang)置上(shang)。

監控室內應(ying)設置(zhi)一等電(dian)(dian)位(wei)連(lian)接(jie)(jie)(jie)母線（或金屬(shu)板），該等電(dian)(dian)位(wei)連(lian)接(jie)(jie)(jie)母線應(ying)與建筑物(wu)防雷接(jie)(jie)(jie)地(di)、PE線、設備(bei)保護地(di)、防靜電(dian)(dian)地(di)等連(lian)接(jie)(jie)(jie)到一起防止危險(xian)的(de)電(dian)(dian)位(wei)差。各種電(dian)(dian)涌保護器(qi)（避雷器(qi)）的(de)接(jie)(jie)(jie)地(di)線應(ying)以最直和最短的(de)距(ju)離與等電(dian)(dian)位(wei)連(lian)接(jie)(jie)(jie)母排進(jin)行電(dian)(dian)氣連(lian)接(jie)(jie)(jie)。

由于有80％雷擊高電位是從(cong)電源(yuan)(yuan)線(xian)侵入的，為保(bao)(bao)證設備安全(quan)，一(yi)般電源(yuan)(yuan)上應設置三級避雷保(bao)(bao)護。在(zai)視頻傳(chuan)輸(shu)線(xian)、信號(hao)控制線(xian)，入侵報警(jing)信號(hao)線(xian)進入前(qian)端設備之前(qian)或(huo)進入中(zhong)心(xin)控制臺前(qian)應加裝相應的避雷保(bao)(bao)護器。

良好的接地是防雷中至關(guan)重要的一(yi)環。接地電(dian)阻值越(yue)小過電(dian)壓值越(yue)低。監控中心采(cai)(cai)用(yong)專(zhuan)用(yong)接地裝置時，其(qi)接地電(dian)阻不得(de)大(da)于(yu)4Ω。采(cai)(cai)用(yong)綜合接地網時，其(qi)接地電(dian)阻不得(de)大(da)于(yu)1Ω。

四、結束語

雷電對安(an)全(quan)監控(kong)系(xi)統的(de)損(sun)害途徑是多(duo)方面的(de)。本文主(zhu)要對安(an)全(quan)監控(kong)系(xi)統遭受(shou)雷擊(ji)損(sun)害的(de)

主要(yao)大原因，以及可能(neng)的(de)侵(qin)入途徑作(zuo)了初步的(de)分析，同時對安(an)全(quan)(quan)監(jian)(jian)控(kong)系統的(de)防雷(lei)(lei)保(bao)(bao)護技術進(jin)行了相應的(de)介紹。需(xu)要(yao)說明的(de)是(shi)(shi)，防雷(lei)(lei)保(bao)(bao)護是(shi)(shi)一(yi)個比(bi)較復雜(za)的(de)問題，對安(an)全(quan)(quan)監(jian)(jian)控(kong)系統的(de)防雷(lei)(lei)保(bao)(bao)護設(she)計不(bu)僅取決于防雷(lei)(lei)裝(zhuang)置的(de)性能(neng)，更重要(yao)的(de)是(shi)(shi)在(zai)監(jian)(jian)控(kong)系統的(de)設(she)計施(shi)工之(zhi)前，就(jiu)要(yao)考(kao)慮到監(jian)(jian)控(kong)系統所處的(de)地(di)理環境(jing)，設(she)計合適的(de)線纜布放方式、屏蔽及接地(di)方式。總之(zhi)，防雷(lei)(lei)保(bao)(bao)護設(she)計應綜合考(kao)慮，才能(neng)獲得良好的(de)效果。