安防監控網原創 作者：沙子
6月的到來意味著夏季已然拉開帷幕，毫無疑問，雷雨天氣也越來越多。作為安防用戶，我們不得不開始擔心戶外的一些監控設備會受到雷電的“登門拜訪”。這不，怕什麼來什麼，6月8號下午1點30分到2點30分，泉州沿海原本晴空萬里的午後，突然迎來一個小時的雷暴和急雨，僅泉州中心市區就有14盞燈控、21處監控和22條10千伏的電力線路在雷暴後出現故障，恰逢高考日，為保障高考考生的順利出行，泉州400餘警力上路維持交通秩序。
▲防雷有道 監控設備過電壓防護全攻略
然而，這並不是偶發的狀況，監控系統往往容易在雷雨天“受傷”。北京市避雷裝置安全檢測中心公佈的防雷年檢資料顯示，全市樓體直擊雷檢測合格率達到90%%以上，然而建築物內電子系統防間接雷擊的檢測合格率不到一半。在近年的雷電災害中，80%以上是內部設備包括電器、監控系統、攝影機等遭到損壞。一些高科技的電子設備，抗干擾的能力很弱，如有的住宅社區的監控攝影機、對講系統等設施根本沒有防雷裝置，感應雷很容易乘虛而入，擊毀系統。
一般來說，監控系統前端攝影機大多數安裝於室外，處於相對的開闊地帶, 雷擊風險比較大，其對雷電過電壓、電力系統操作過電壓、靜電放電等電磁干擾非常敏感, 使得監控系統設備極易遭雷擊過電壓破壞, 造成整個閉路電視監控系統癱瘓。下面，我們來分析一下監控系統可能面臨的幾種遭雷擊現象。
雷電損壞現象之一：系統裝有避雷針、接地網，並採取了聯合接地
當雷電流通過避雷針、引入地網入地時，地電位暫態升高。假設雷電流I=50KA，接地電阻R=1Ω ，地電位△U=I×R=50KA×1Ω=50KV。因為採取聯合接地，設備地電位也相應升高50KV，而供電電源線和信號傳輸線是由遠處引來，遠端地電位仍處於零電位，因此設備外殼地電位將與設備的電源輸入端間和信號輸入端間出現50KV的巨大電位差(在防雷技術中稱之為“反擊”或“負電位元引入”)，造成設備相應部位損壞。倘若地網接地不夠良好，則反擊電壓還要高，可能損壞更嚴重。
雷電損壞現象之二：遠處打雷損毀監控中心機房設備
閉路電視監控系統前端設備攝影機的傳輸線由遠處機房引來，假設在傳輸線附近有一落雷，傳輸線線路上感應瞬間過電壓。感應高電壓沿傳輸線線路向兩端擴展，如果監控中心機房距離落雷點不是太遠，此感應電壓傳到機房時有可能仍有一定強度，以致損壞機房內設備。
雷電損壞現象之三：無雷之時電源遭損壞
對供電線路，我們總容易誤認為：線路中流過的是很乾淨的正弦波。事實上由於電網的切換、同一電網中感性負載的啟停等原因，在供電線路中會出現各種電壓干擾。電網的有害干擾中，瞬間振盪、瞬間脈衝的發生率很高。這種瞬變電壓持續時間很短，短的只有幾個微秒，非專用儀器還不易發現，但它們對設備的危害卻不可低估。因為現代的監控安防設備均系微電子化產品, 這些監控設備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性，往往越先進的設備中電路集成度越高，器件間距離有的只有零點幾微米，因此供電電源中只要有稍大幅度脈衝衝擊，就可能造成電路中的器件損壞 。只是它們較為隱蔽，而且是逐步造成損壞，損壞也不如雷電那麼嚴重，主要體現在壽命縮短上，所以不易引起注意。
對電源中這種瞬間過電壓，UPS和穩壓器不但不能起到保護作用，相反地它們自己也成為需保護的對象。我們發現，不僅僅是戶外的攝影機會受到雷電的損壞，監控中心機房內的設備也會由於雷電的襲擊而遭到“傷害”。那麼，我們可以從哪幾個方面下手去“搞定”雷電以保護監控系統呢?一般來說，監控系統分為前端攝影、中間傳輸、後端監控中心幾部分，從上面出現的幾大問題分析可知，監控系統防雷也可以從三個地方下手。
1、前端設備的防雷
前端攝影機的安裝位置往往有室內和室外之分，安裝在室內的攝像機一般不會遭受直擊雷擊，但是，雷電過電壓也有可能對攝影機造成侵害，而室外的設備需要考慮防止直擊雷擊。面對這種情況，我們該如何進行防雷處理呢?
通常的方法是，我們會將前端設備如攝影機置於接閃器(避雷針或其他接閃導體)有效保護範圍之內。當攝影機獨立架設時，為了防止避雷針及引下線上的暫態高電位，避雷針最好距攝影機3-4米 的距離。
另外，為防止電磁感應，沿電線杆引上的攝影機電源線和信號線應穿在金屬管內以達到遮罩作用，遮罩金屬管的兩端均應接地。為防止雷電波沿線路侵入前端設備，我們通常會在設備前的每條線路上加裝合適的避雷器，如電源線(DC24V或220V)、視頻線、信號線和雲台控制線;電源輸入前端還應加裝B、C級防雷器。
信號線傳輸距離長，耐壓水準低，極易感應雷電流而損壞設備，為了將雷電流從信號傳輸線傳導入地，信號過電壓保護器須快速響應，在設計信號傳輸線的保護時必須考慮實際情況，根據信號的傳輸速率、信號電平，啟動電壓以及雷電通量等參數等選取正確的防雷設備。
2、傳輸線路的防雷
對於類比系統來說，其線路主要是傳輸信號線和電源線。室外攝影機的電源可從終端設備處引入，也可從監視點附近的電源引入。控制信號傳輸線和報警信號傳輸線一般選用有加強芯遮罩軟線，架設(或敷設)在前端與終端之間，其中的加強芯與遮罩層兩端均應做良好的接地。
按規定，傳輸部分的線路在城市郊區、鄉村敷設時，可採用直埋敷設方式。當條件不充許時，可採用通信管道或架空方式。從防雷角度看，直埋敷設方式防雷效果最佳，架空線最容易遭受雷擊，並且破壞性大，波及範圍廣，為避免首尾端設備損壞，架空線傳輸時應在每一電杆上做接地處理，架空線纜的吊線和架空線纜線路中的金屬管道均應接地。中間放大器輸入端的信號源和電源均應分別接入合適的避雷器。
不過需要注意的是，傳輸線埋地敷設並不能阻止雷擊的發生，大量事實顯示，雷擊造成埋地線纜的故障大約占總故障的30%左右，即使距離雷擊比較遠的地方，也仍然會有部分雷電流流入電纜。因此，如果採用帶遮罩層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設，我們需要注意保持鋼管的電氣連通，這對防護電磁干擾和電磁感應非常有效，這主要是由於金屬管的遮罩作用和雷電流的集膚效應。當然，如果電纜全程穿金屬管有困難，可在電纜進入終端和前端設備前穿金屬管埋地引入，但埋地長度不得小於15米 ，在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。
3、監控中心的防雷
在監控系統中，監控中心往往是處理監控錄影的地方，因此其防雷也顯得格外重要。簡單來說，監控中心防雷應從直擊雷防護、雷電波侵入、等電位連接和電湧保護多方面進行。
從直擊雷防護來說，監控中心所在建築物應有防直擊雷的避雷針、避雷帶或避雷網。其防直擊雷措施應符合GB50057-94(GB50057-94(2000年版)條文說明第3.1.2 條第3.1.1款：“為減小在需要防雷的空間內發生火災、爆炸、生命危險，等電位是一項很重要的措施”;第3.3款：“在需要防雷的空間內防止發生生命危險的最重要措施是採用等電位連接”)中有關直擊雷保護的規定。
下面來解釋一下監控中心的等電位連接問題，一般來說，監控中心應設置一等電位連接母線(或金屬板)，該等電位連接母線應與建築物防雷接地、PE線、設備保護地、防靜電地等連接到一起防止危險的電位差。各種電湧保護器(避雷器)的接地線應以最直和最短的距離與等電位連接母排進行電氣連接。等電位連接是內部防雷裝置的一部分，其目的在於減少雷電流所引起的電位差。等電位是用連接導線或過電壓(浪湧)保護器將處在需要防雷的空間內的防雷裝置，建築物的金屬構架、金屬裝置、外來導線、電氣裝置、電信裝置等連接起來，形成一個等電位連接網路，以實現均壓等電位，防止需要防雷空間內的火災、爆炸、生命危險和設備損壞。
應該說，監控系統防雷保護是一個比較複雜的問題，不僅僅是對戶外監控設備的保護，而且也考慮傳輸線纜、監控中心的防雷問題。對安全監控系統的防雷保護設計不僅取決於防雷裝置的性能，更重要的是在監控系統的設計施工之前，就要考慮到監控系統所處的地理環境，設計合適的線纜布放方式、遮罩及接地方式。面對雷電的襲擊，你的監控系統是否能夠大聲呐喊：讓暴風雨來得更猛烈些嗎?
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