视频监控系统防止雷电袭击的基本措施
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作者: 张园园
【摘要】 为了对视频监控系统采取有效的防雷保护措施,保障监控系统正常可靠的运行,应准确了解视频监控系统的组成以及雷击损害的原因,选用合适的防雷保护装置,研究和探讨信号、电源线路的合理布放。
【关键词】 视频监控系统;防雷
一、视频监控系统的组成及雷击损害的原因
1.视频监控系统的组成一般由以下三部分。(1)前端部分:主要由黑白(彩色)摄像机、镜头、云台、防护罩、支架、解码器等组成。(2)传输部分;使用同轴电缆、电线、多芯线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等:(3)终端部分:主要由画面分割器、监视器、控制设备、录像存储设备等组成。
2.视频监控系统遭受雷击损害的主要原因
(1)直击雷;雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏或雷电直接击在架空线缆上造成线缆损毁。这种雷击方式造成的破坏最严重,出现机率比较小。
(2)感应雷:又称二次雷,它分为电磁感应和静电感应。当附近区域有雷击闪落时,在雷击落实通道周围会产生强大的瞬变电磁场。处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电动势,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会感应出与雷云相反的电荷,这种现象叫静电感应。感应雷造成的设备损坏没有直击雷造成的破坏大,出现的机率十分高,约占现代雷击事故的80%以上。
(3)雷电侵入波:监控系统的电源线、信号传输线或进入监控室的其它金属线缆遭到雷击或被雷电感应时,雷电波沿这些金属导线/导体侵入设备,导致高电位差使设备损坏。
二、视频监控系统的基本措施
1.前端设备的防雷。前端设备有室外和室内两种分布方式,室内分布的一般不会受到直击雷击,需考虑防止雷电过电压对设备的侵害,室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。前端设备如摄像头等应置于接闪器(避雷针或其它接闪导体)有效保护范围之内。当摄像机独立架设时(原则上为了防止避雷针及引下线上的暂态高电位),避雷针最好距摄像机3～4米的距离。为防止电磁感应,沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。金属管应可靠接地,摄相机与立柱必须高度绝缘,传输线缆穿金属管屏蔽绝缘。室外的前端设备应有良好的接地,接地电阻小于4Ω,高土壤电阻率地区可放宽至10Ω。无论前端还是终端设备的接地系统,如果距离小于20米,两个接地系统之间应做等电位连接。
2.传输线路的防雷。视频监控系统主要是传输信号线和电源线,最安全的布线方式应采取全程穿金属管埋地敷设,同时注意,金属管两端务必做有效接地。穿金属管埋地敷设的传输线路,可以使雷电侵入波的幅值得到相当程度的衰减,降低设备遭受雷电侵入波损害的概率。实际工程中,很多情况下条件不允许时,可以全程穿金属管架空走线或者不作全程穿金属管,但在电缆进入监控机房和前端设备前务必穿金属管埋地敷设,埋地长度不小于15米,在入户端将电缆金属外皮、金属管与防雷接地有效连接。为避免首尾端设备损坏,架空线传输时应在每一电杆上做接地处理,架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。摄像机的电源一般使用AC220V或DC12V。摄像机由直流变压器供电的,单相电源避雷器应串联或并联在直流变压器前端。
3.终端设备的防雷。监控室防雷是监控系统防雷的核心,应从直击雷防护、雷电侵入波、等电位连接、电涌保护多方面进行。
三、视频监控系统防雷击的注意事项
1.由于监控室涉及建筑物避雷其防直击雷措施应符合GB 50074-94《建筑物防雷设计规范》中的有关规定。监控室防雷只有采用综合避雷方式才能有效防止雷电的侵袭。建筑物在修建时都带有避雷针,避雷网等,就需考虑另外增加建筑物避雷装置,需要注意的是最好别将监控设备放在窗户旁边,别将监控设备放在顶楼。
2.由于雷电侵入波的主要能量集中在从工频附近几十赫兹到几百赫兹的低端,雷电侵入波能量就容易与工频回路发生耦合、谐振,于是雷电侵入波从电源线路进人电子设备的几率要比从信号线中进入的机率高得多。所有进入监控室的电缆均应埋地引入。金属穿线管在进入监控机房前应与地网连接。
3.监控室内设置一等电位连接母排或金属板,该等电位连接母排应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电接地等连接到一起,防止危险的电位差,其接地电阻值按其巾最小值确定。若有特殊要求,防雷接地装置需单独设置时,其余三种接地宜共用一组接地装置,其接地电阻不应大于其中最小值,两接地装置之间必须采用地网隔离器,以防止地电位反击。要求接地电阻值小于4欧姆。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。各种避雷器的接地线应以最直和最短的距离与等电位母排连接。在视频传输线、信号控制线,入侵报警信号线进入前端设备之前或进入监控中心控制台前应加装相应的避雷保护器。
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