摘要：本文對(duì)安防監(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進(jìn)行了分析，進(jìn)而對(duì)安防監(jiān)控系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)的一些要點(diǎn)作了一定的闡述，提出了安防監(jiān)控系統(tǒng)防雷問題的相關(guān)解決方法。
　　關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng)；雷電；綜合；防護(hù)
　　引言
　　隨著和諧社會(huì)的建設(shè)和發(fā)展，全社會(huì)對(duì)安全環(huán)境的需求越來越高，安防監(jiān)控系統(tǒng)得到了更為廣泛的普及應(yīng)用。安防監(jiān)控系統(tǒng)自身防雷安全也成為一個(gè)新的、重要的問題。為了能夠準(zhǔn)確、有效地提供安防監(jiān)控系統(tǒng)的防雷解決方法，我們首先應(yīng)準(zhǔn)確了解安防監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成，進(jìn)而，準(zhǔn)確分析安防監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以及可能的雷擊過電壓的入侵途徑。在此基礎(chǔ)上，選用合適的防雷保護(hù)裝置，研究和探討信號(hào)、電源線路的合理布放，明確屏蔽及接地方式，方可給出準(zhǔn)確的、系統(tǒng)的防雷解決方案。有效提高安防監(jiān)控系統(tǒng)的抗雷擊過電壓干擾能力，優(yōu)化系統(tǒng)的整體防雷措施。
　　
　　1監(jiān)控系統(tǒng)組成
　　監(jiān)控系統(tǒng)一般由以下三部分組成，如圖1所示：
　　
　　圖1監(jiān)控系統(tǒng)組成
　　上圖中前端設(shè)備主要指室外部分，主要由黑白（彩色）攝像頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、支架等組成；傳輸部分主要指連接室內(nèi)與室外的線纜等，既有室內(nèi)部分又有室外部分，由使用同軸電纜、電線、多芯線，采取架空、地埋或沿墻敷設(shè)等方式傳輸音頻、視頻、控制信號(hào)和饋送交、直流電源等；終端部分主要指室內(nèi)部分，主要由控制設(shè)備、畫面分割器、監(jiān)視器、錄像存儲(chǔ)設(shè)備等組成。
　　2監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損壞的主要原因
　　2.1直擊雷
　　雷電直接擊中露天的攝像頭上，直接損壞設(shè)備；雷電直接擊在線纜上，造成線纜熔斷、損壞。
　　2.2雷電波入侵
　　監(jiān)控系統(tǒng)電源線、信號(hào)傳輸線或進(jìn)入監(jiān)控室的其他金屬線纜遭到雷擊或被雷電感應(yīng)時(shí)，雷電波沿這些金屬導(dǎo)線/導(dǎo)體侵入設(shè)備，導(dǎo)致高電位差使設(shè)備損壞。
　　2.3雷電感應(yīng)
　　A：電磁感應(yīng)：當(dāng)附近區(qū)域有雷擊閃絡(luò)時(shí)，在雷擊落實(shí)通道周圍會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場(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)，導(dǎo)致高電位差使設(shè)備損壞。
　　B：靜電感應(yīng)：當(dāng)帶有電的雷云出現(xiàn)時(shí)，在雷云下面的建筑物和窗術(shù)線路上會(huì)感應(yīng)出與雷云相反的束縛電荷。這種感應(yīng)電荷載抵押架空線路上可達(dá)100kV，靜電電位，信號(hào)線路上可達(dá)40-60kV靜電電位，一旦雷云放電后，束縛電荷迅速擴(kuò)散，即引起感應(yīng)雷擊。
　　電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)引發(fā)的累積現(xiàn)象均稱為雷電感應(yīng)。它對(duì)設(shè)備的損害沒有直擊雷來的猛烈，但它要比直擊雷發(fā)生的機(jī)率大得多，有統(tǒng)計(jì)顯示，感應(yīng)雷擊占現(xiàn)代雷擊事故的80%以上。
　　2.4地電位反擊
　　直擊雷防護(hù)裝置（避雷針）在引導(dǎo)強(qiáng)大得雷電電流入地時(shí)，在它的引下線/接地體以及與它們相連接的金屬導(dǎo)體上產(chǎn)生非常高的瞬時(shí)電壓，對(duì)周圍與它們靠得近卻又沒與它們連接的金屬物體、設(shè)備、線路、人體之間產(chǎn)生巨大的電位差，這個(gè)電位差引起的電擊就是地電位反擊。這種反擊不僅足以損壞電器和設(shè)備也可能造成人身傷害或火災(zāi)爆炸事故。
　　
　　3防雷保護(hù)設(shè)計(jì)思路
　　3.1直擊雷防護(hù)
　　直擊雷防護(hù)，是防雷保護(hù)不可或缺的重要基礎(chǔ)，是防雷保護(hù)不可忽視的組成部分。
　　3.1.1前端設(shè)備的直擊雷防護(hù)
　　安防監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備有室外和室內(nèi)兩種，安裝在室內(nèi)的設(shè)備一般不會(huì)遭受直擊雷，而安裝于室外的設(shè)備，多數(shù)處于相對(duì)的開闊地帶，直擊雷風(fēng)險(xiǎn)較大，則必須考慮直擊雷防護(hù)問題。
　　安防監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備，如攝像頭等，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)。對(duì)于已經(jīng)處于其它接閃器或高層建筑原有接閃系統(tǒng)保護(hù)范圍之內(nèi)的前端設(shè)備，一般可以不再另行考慮直擊雷防護(hù)；對(duì)于未處于任何接閃系統(tǒng)保護(hù)范圍之內(nèi)的前端設(shè)備，則均應(yīng)考慮直擊雷防護(hù)問題。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度考慮，前端設(shè)備直擊雷防護(hù)安裝獨(dú)立避雷針不具備可行性，一般都采用將避雷針架設(shè)在攝像頭的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身（也可采用Φ8的鍍鋅圓鋼或－30×3鍍鋅扁鋼），但為了防止電磁感應(yīng)，沿桿引上攝像頭的電源線和信號(hào)線應(yīng)穿金屬管敷設(shè)，金屬管應(yīng)可靠接地。
　　3.1.2傳輸線路的直擊雷防護(hù)
　　為了使傳輸線路免遭直擊雷的侵害，傳輸線路應(yīng)盡量避免架空敷設(shè)，最好是穿金屬管埋地敷設(shè)，金屬管的兩端應(yīng)可靠接地。
　　3.2防雷接地系統(tǒng)
　　所有防雷保護(hù)系統(tǒng)均應(yīng)有可靠、有效的接地。接地系統(tǒng)亦是防雷保護(hù)的必要組成部分之一。
　　安防監(jiān)控系統(tǒng)前端、終端設(shè)備均應(yīng)有良好的防雷接地，相應(yīng)接地系統(tǒng)應(yīng)符合規(guī)范要求。一般獨(dú)立于監(jiān)控機(jī)房所在建筑物的前端設(shè)備均須設(shè)有獨(dú)立接地。但在此需要特別指出的是：無論前端還是終端設(shè)備的接地系統(tǒng)，如果接地系統(tǒng)之間距離小于20米的情況，兩個(gè)接地系統(tǒng)之間應(yīng)做等電位連接[1]。
　　3.3安防監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸線路防護(hù)
　　統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料表明，安防監(jiān)控系統(tǒng)80%以上的雷害事故都是因?yàn)榕c系統(tǒng)相連的線路上感應(yīng)的雷電侵入波過電壓造成的。因此，做好與系統(tǒng)相連的線路防護(hù)是整體防雷中不容忽視的一環(huán)。
　　最安全的布線方式，應(yīng)采取全程穿金屬管埋地敷設(shè)，同時(shí)，也請(qǐng)注意，金屬管兩端務(wù)必做有效接地。穿金屬管埋地敷設(shè)的傳輸線路，可以使雷電侵入波的幅值得到相當(dāng)程度的衰減，從而降低設(shè)備遭受雷電侵入波損害的概率。實(shí)際工程中，很多情況下條件不允許時(shí)，可以全程穿金屬管架空走線；或者不作全程穿金屬管，但在電纜進(jìn)入監(jiān)控機(jī)房和前端設(shè)備前務(wù)必穿金屬管埋地敷設(shè)，埋地長(zhǎng)度應(yīng)不小于15米，在入戶端將電纜金屬外皮、金屬管與防雷接地有效連接。
　　所有傳輸線路的兩端均應(yīng)安裝相應(yīng)的浪涌保護(hù)器。
　　3.4交流電源浪涌保護(hù)器的選用
　　對(duì)于安防監(jiān)控系統(tǒng)的所有交流電源進(jìn)線端均作有效的防雷保護(hù)。并且應(yīng)確保設(shè)備所處建筑物系有良好的防雷接地系統(tǒng)的，進(jìn)一步確認(rèn)所在建筑的雷電防護(hù)裝置是否使用適當(dāng)。
　　進(jìn)入到監(jiān)控機(jī)房的電源線應(yīng)考慮三級(jí)防護(hù)，可在建筑物的總配電房的電源進(jìn)線處安裝一級(jí)電源浪涌保護(hù)器，在監(jiān)控機(jī)房所在樓層配電箱的電源進(jìn)線處安裝二級(jí)電源浪涌保護(hù)器，在監(jiān)控機(jī)房重要設(shè)備的電源進(jìn)線處安裝三級(jí)電源浪涌保護(hù)器。所有的浪涌保護(hù)器應(yīng)可靠接地。
　　3.5視頻信號(hào)防雷的具體情況
　　在視頻信號(hào)線路、解碼器控制信號(hào)線路及攝像頭供電線路中應(yīng)裝設(shè)SPD的具體情況如下：
　　（1）視頻信號(hào)線路應(yīng)根據(jù)攝像頭連接形式、線路特性阻抗、工作電壓等參數(shù)選擇插入損耗小、駐波比小的SPD；
　　（2）編、解碼器控制信號(hào)線路應(yīng)根據(jù)編、解碼器連接形式、線路特性阻抗、工作電壓等參數(shù)選擇插入損耗小，回波損耗大的SPD；
　　（3）對(duì)集中供電的電源線路應(yīng)根據(jù)攝像頭工作電壓選擇適配的SPD；
　　（4）在攝像頭視頻信號(hào)輸出端和控制室視頻切換器輸入端應(yīng)分別安裝視頻信號(hào)線路SPD；
　　（5）在攝像頭側(cè)解碼控制信號(hào)輸入端和微機(jī)控制室信號(hào)輸出端應(yīng)分別安裝控制信號(hào)SPD；
　　（6）在攝像頭側(cè)供電線路輸入端應(yīng)安裝一個(gè)電源SPD；
　　（7）攝像頭側(cè)SPD的接地端可連接到云臺(tái)金屬外殼的保護(hù)接地線上，再從云臺(tái)金屬外殼保護(hù)接地端連接至攝像頭支撐桿地網(wǎng)上；微機(jī)控制室一側(cè)的工作機(jī)房應(yīng)設(shè)局部等電位連接端子板，各個(gè)SPD的接地端應(yīng)分別連接到機(jī)房接地端子板上，再從端子板引至共用地網(wǎng)。工作機(jī)房所有設(shè)備的金屬外殼、金屬機(jī)架和構(gòu)件，均應(yīng)與機(jī)房接地端子板或共用接地網(wǎng)連接[2]。
　　安防監(jiān)控系統(tǒng)過電壓保護(hù)方式示意圖如圖2[3]所示。
　　
　　圖2安防監(jiān)控系統(tǒng)過電壓保護(hù)方式示意圖
　　
　　3.6直流電源防護(hù)，控制線信號(hào)保護(hù)。
　　直流電源以及控制信號(hào)應(yīng)根據(jù)工作電壓，接線形式等選擇適配的SPD。
　　4．結(jié)束語
　　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)監(jiān)視系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因，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。需要說明的是，防雷保護(hù)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，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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　　[3]劉興順主編.建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)設(shè)計(jì)手冊(cè).（第302頁）北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004
　　
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