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安全監(jiān)控系統(tǒng)防雷保護(hù)設(shè)計(jì)淺談

閱讀：1862發(fā)布時(shí)間：2011-4-2

　　一、引言：隨著安全監(jiān)控系統(tǒng)在銀行、交通、小區(qū)、庫(kù)房管理中的迅速普及應(yīng)用，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備因雷擊破壞的可能性就大大增加了。其后果可能會(huì)使整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行失靈，并造成難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。
　　
　　為了對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)采取有效的防雷保護(hù)措施，保障監(jiān)控系統(tǒng)正常可靠的運(yùn)行，首先應(yīng)明確監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以及雷電可能的侵入途徑，尤其是雷擊損壞較為嚴(yán)重的室外監(jiān)控設(shè)備，在分析其損壞原因的基礎(chǔ)上，正確選擇和使用監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的防雷保護(hù)裝置，以及研究和探討信號(hào)、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等。可以使各安防工程公司，對(duì)提高監(jiān)控系統(tǒng)的抗雷電能力，優(yōu)化系統(tǒng)的防雷水平起到很好的作用。
　　
　　二、閉路監(jiān)視系統(tǒng)的組成及雷害成因
　　
　　1、電視監(jiān)控系統(tǒng)（ClosedCircaitevisiow,簡(jiǎn)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(jī)、鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、支架等組成。
　　
　　傳輸部分：使用同軸電纜、電線、多芯線采取架空、地埋或沿墻敷設(shè)等方式傳輸視頻、音頻或控制信號(hào)等。
　　
　　終端部分：主要由畫(huà)面分割器、監(jiān)視器、控制設(shè)備等組成。2、CCTV系統(tǒng)雷害成因
　　
　　直擊雷：雷電直接擊在露天的攝像機(jī)上造成設(shè)備損壞；雷電直接擊在架空線纜上造成線纜熔斷。
　　
　　電波侵入：CCTV的電源線、信號(hào)傳輸或進(jìn)入監(jiān)控室的金屬管線到雷擊或被雷電感應(yīng)時(shí)，雷電波沿這些金屬導(dǎo)線侵入設(shè)備，造成電位差使設(shè)備損壞。
　　
　　雷電感應(yīng)：當(dāng)雷擊避雷針時(shí)，在引下線周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的瞬變電磁場(chǎng)。處在電磁場(chǎng)中的監(jiān)控設(shè)備和傳輸線路會(huì)感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢(shì)。這現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。當(dāng)有帶電的雷云出現(xiàn)時(shí)，在雷云下面的建筑物和傳輸線路上都會(huì)感應(yīng)出與雷云相反的電荷。這種感應(yīng)電荷在低壓架空線路上可達(dá)100kv，信號(hào)線路上可40－60kv。這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)稱為感應(yīng)雷，又叫二次雷。它對(duì)設(shè)備的損害沒(méi)有直擊雷來(lái)的猛然，但它要比直擊雷發(fā)生的機(jī)率大得多。
　　
　　三、CCTV系統(tǒng)的綜合防雷
　　
　　1、傳輸線路的防雷
　　
　　CCTV系統(tǒng)主要是傳輸信號(hào)線和電源線。室外攝像機(jī)的電源可從終端設(shè)備處引入，也可從監(jiān)視點(diǎn)附近的電源引入。
　　
　　控制信號(hào)傳輸線和報(bào)警信號(hào)傳輸線一般選用芯屏蔽軟線，架設(shè)（或敷設(shè)）在前端與終端之間。
　　
　　GB50198－1994規(guī)定，傳輸部分的線路在城市郊區(qū)、鄉(xiāng)村敷設(shè)時(shí)，可采用直埋敷設(shè)方式。當(dāng)條件不充許時(shí)，可采用通信管道或架空方式，此時(shí)規(guī)定了傳輸線纜與其它線路其它線路其溝的zui小間距（見(jiàn)表1）和與其它線路共桿架設(shè)的zui小垂直間距（見(jiàn)表2）
　　
　　表1電纜與其它線路共溝（隧道）的zui小間距（m）種類(lèi)zui小間距220V交流電線0.5通訊電纜0.1表2電纜與其它線路共桿架設(shè)的zui小垂直間距（m）種類(lèi)zui小垂直間距1—10KV電力線2.51KV以下電力線1.5廣播線1.0通信線0.6
　　
　　從防雷角看，直埋敷設(shè)方式防雷效果*，架空線zui容易遭受雷擊，并且破壞性大，波及范圍廣，為避免首尾端設(shè)備損壞，架空線傳輸時(shí)應(yīng)在每一電桿上做接地處理，架空線纜的吊線和架空線纜線路中的金屬管道均應(yīng)接地。中間放大器輸入端的信號(hào)源和電源均應(yīng)分別接入合適的避雷器。
　　
　　傳輸線埋地敷設(shè)并不能阻止雷擊設(shè)備的發(fā)生，大量的事實(shí)顯示，雷擊造成埋地線纜故障，大約占總故障的30％左右，即使雷擊比較遠(yuǎn)的地方，也仍然會(huì)有部分雷電流流入電纜。所以采用帶屏蔽層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設(shè)，保持鋼管的電氣連通。對(duì)防護(hù)電磁干擾和電磁感應(yīng)非常有效，這主要是由于金屬管的屏蔽作用和雷電流的集膚效應(yīng)。如電纜全程穿金屬管有困難時(shí)，可在電纜進(jìn)入終端和前端設(shè)備前穿金屬管埋地引入，但埋地長(zhǎng)度不得小于15米，在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。
　　
　　2、前端設(shè)備的防雷
　　
　　前端設(shè)備有室外和室內(nèi)安裝兩種情況，安裝在室內(nèi)的設(shè)備一般不會(huì)遭受直擊雷擊，但需考慮防止雷電過(guò)電壓對(duì)設(shè)備的侵害，而室外的設(shè)備則同時(shí)需考慮防止直擊雷擊。
　　
　　前端設(shè)備如攝像頭應(yīng)置于接閃器（避雷針或其它接閃導(dǎo)體）有效保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)攝像機(jī)獨(dú)立架設(shè)時(shí)，避雷針距攝像機(jī)3－4米的距離。如有困難避雷針也可以架設(shè)在攝像機(jī)的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身或選用Φ8的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應(yīng)，沿桿引上攝像機(jī)的電源線和信號(hào)線應(yīng)穿金屬管屏蔽。
　　
　　為防止雷電波沿線路侵入前端設(shè)備，應(yīng)在設(shè)備前的每條線路上加裝合適的避雷器，如電源線（220V或DC12V）、視頻線、信號(hào)線和云臺(tái)控制線。
　　
　　攝像機(jī)的電源一般使用AC220V或DC12V。攝像機(jī)由直流變壓器供電的，單相電源避雷器應(yīng)串聯(lián)或并聯(lián)在直流變壓器前端，如直流電源傳輸距離大于15米，則攝像機(jī)端還應(yīng)串接低壓直流避雷器。
　　
　　信號(hào)線傳輸距離長(zhǎng)，耐壓水平低，極易感應(yīng)雷電流而損壞設(shè)備，為了將雷電流從信號(hào)傳輸線傳導(dǎo)入地，信號(hào)過(guò)電壓保護(hù)器須快速響應(yīng)，在設(shè)計(jì)信號(hào)傳輸線的保護(hù)時(shí)必須考慮信號(hào)的傳輸速率、信號(hào)電平，啟動(dòng)電壓以及雷電通量等參數(shù)。
　　
　　室外的前端設(shè)備應(yīng)有良好的接地，接地電阻小于4Ω，高土壤電阻率地區(qū)可放寬至<10Ω。
　　
　　3、終端設(shè)備的防雷
　　
　　在CCTV系統(tǒng)中，監(jiān)控室的防雷zui為重要，應(yīng)從直擊雷防護(hù)、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護(hù)多方面進(jìn)行。
　　
　　控室所在建筑物應(yīng)有防直擊雷的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)。其防直擊雷措施應(yīng)符合GB50057－94中有關(guān)直擊雷保護(hù)的規(guī)定。
　　
　　進(jìn)入監(jiān)控室的各種金屬管線應(yīng)接到防感應(yīng)雷的接地裝置上。架空電纜線直接引入時(shí)，在入戶處應(yīng)加裝避雷器，并將線纜金屬外護(hù)層及自承鋼索接到接地裝置上。
　　
　　監(jiān)控室內(nèi)應(yīng)設(shè)置一等電位連接母線（或金屬板），該等電位連接母線應(yīng)與建筑物防雷接地、PE線、設(shè)備保護(hù)地、防靜電地等連接到一起防止危險(xiǎn)的電位差。各種電涌保護(hù)器（避雷器）的接地線應(yīng)以zui直和zui短的距離與等電位連接母排進(jìn)行電氣連接。
　　
　　由于有80％雷擊高電位是從電源線侵入的，為保證設(shè)備安全，一般電源上應(yīng)設(shè)置三級(jí)避雷保護(hù)。在視頻傳輸線、信號(hào)控制線，入侵報(bào)警信號(hào)線進(jìn)入前端設(shè)備之前或進(jìn)入中心控制臺(tái)前應(yīng)加裝相應(yīng)的避雷保護(hù)器。
　　
　　良好的接地是防雷中至關(guān)重要的一環(huán)。接地電阻值越小過(guò)電壓值越低。監(jiān)控中心采用接地裝置時(shí)，其接地電阻不得大于4Ω。采用綜合接地網(wǎng)時(shí)，其接地電阻不得大于1Ω。
　　
　　四、結(jié)束語(yǔ)
　　
　　雷電對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)的損害途徑是多方面的。本文主要對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要大原因，以及可能的侵入途徑作了初步的分析，同時(shí)對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的介紹。需要說(shuō)明的是，防雷保護(hù)是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護(hù)設(shè)計(jì)不僅取決于防雷裝置的性能，更重要的是在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工之前，就要考慮到監(jiān)控系統(tǒng)所處的地理環(huán)境，設(shè)計(jì)合適的線纜布放方式、屏蔽及接地方式。總之，防雷保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮，才能獲得良好的效果。

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