浅谈闭路电视监控系统的防雷保护-论文发表

浅谈闭路电视监控系统的防雷保护
李鑫 大连源润建筑设计有限公司
王弘成 万达商业规划研究院有限公司
一、概述
随着当前人们安全防范意识的增强，闭路电视监控系统（以下简称系统）的应用也越来越广泛。由于系统的主要设备均为微电子化产品，这些设备具有高密度、低电压和低功耗等特性，对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感，这就使得系统设备极易遭受雷击/过电压破坏，其后果可能会使整个监控系统运行失灵，并造成难以估计的经济损失和安全方面的风险。系统的防雷接地系统，主要的目的是在雷电发生时，保护系统设备不受损坏，保障监控系统正常可靠的运行。
二、系统遭受雷击损害的原因
系统如果遭受雷击，将可能由以下几种途径对系统产生破坏。
　　直击雷：
　　雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏；雷电直接击在架空线缆上造成线缆熔断。
　　雷电波侵入：
　　系统的电源线、视频线、控制线或进入监控室的金属管路遭到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导体侵入设备，造成大电位差使设备损坏。
　　雷电感应：
　　当雷击中避雷针时，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场。处在电磁场中的系统设备和传输线路会感应出较大的感应电动势。这种现象叫电磁感应。
　　当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可40－60kv。这种现象叫静电感应。研究表明：静电感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。
　　电磁感应和静电感应称为感应雷，又叫二次雷击。它对设备的损害没有直击雷来得猛烈，但它要比直击雷发生的机率大得多，按照相关部门统计，感应雷造成的雷击事故约占雷击事故总和的80%。
　　地电位反击，直击雷防护装置(避雷针)在引导强大的雷电流流入大地时，在它的引下线、接地体以及与它们相连接的金属导体上产生非常高的瞬时电压，对周围与它们靠得近却又没与它们连接的金属物体、设备、线路、人体之间产生巨大的电位差，这个电位差引起的电击就是地电位反击。这种反击不仅足以损坏电器和设备，也可能造成人身伤害或火灾爆炸事故。
三、系统的防护措施
1、系统前端设备防护
系统的摄像机分为室内安装和室外安装两种。室内安装的摄像机受到直击雷电袭击的概率极小，一般不考虑直击雷的防护措施。而安装于室外的设备，很多处于相对的开阔地带，直击雷风险较大，则必须考虑直击雷防护问题。在室外摄像机的立杆顶部安装一支避雷针，通过避雷针的引下线将雷电导入大地。避雷针的引下线，可以直接利用摄像机立杆，还可以敷设人工引下线，引下线连接到下端的地网。地网的电阻要小于10欧姆。
2、系统传输线路防护
另外，摄像机是通过线缆与监控中心连接，传输系统的信号线架设分为两种方式，直接架在空中和埋在地里。将信号线埋在地里是能够起到一定的防雷效果，但并不是百分之百的能够起到防雷的作用，还需要将信号线装入空间比较大的金属管内，在金属管的前端安装接地避雷装置，才能有效防止雷电袭击。架在空中的信号线最易遭到直击雷电袭击，同时也容易遭到感应雷电袭击，所以我们需要在信号线的前端安装避雷器，同时在支撑信号线的支撑点处安装接地避雷装置，才能最大限度的限制雷电给系统带来的危害。
3、监控机房的防护
在整个系统中，监控室的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和浪涌保护多方面进行。
进入监控室的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆直接引入时，在入户处应加装避雷器，并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。
监控室内应设置等电位连接母线(或金属板)，等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止电位差。各种电涌保护器(避雷器)的接地线应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。
由于有80%雷击高电位是从电源线侵入的，为保证设备安全，一般电源上应设置三级避雷保护。目前总配电箱及分配电箱均由强电专业安装一、二级防雷器，所以闭路电视监控系统的防雷起始端基本上在UPS电源的前端安装防雷器。比较完善的的防雷设计，各中控设备应该选用具有防雷功能的防雷插排，做到多重防护。
在视频传输线、信号控制线、前端摄像机电源线进入前端设备前和进入中心控制设备前应安装相应的避雷保护器。
良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω。采用综合接地网时，其接地电阻不得大于1Ω，特殊要求有的要求0.5Ω。
闭路电视监控系统的防雷保护问题，在整个智能建筑各子系统中具有着较强的代表性，本文通过对闭路电视监控系统遭受雷击损害的主要原因分析及防雷保护方法的一些要点的探讨，阐明对防雷保护问题的一些看法，期待能起到抛砖引玉的作用，也真心希望能得到行业专家的批评指正，并不断完善防雷保护的方法，最终达到减少雷电对整个智能建筑系统的影响的目的。

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