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監控系統雷害成因

來源:張工 發布時間:2011-11-5 10:19:29

  直擊雷:雷電直接擊在露天的攝像機上造成設備損壞;雷電直接擊在架空線纜上造成線纜熔斷,瞬間高電壓沿各線路引入低電位端的設備上,造成設備損壞。
  雷電波侵入:監控系統的電源線、信號傳輸線或進入監控室的金屬管線受到雷擊或感應到雷電波時,在線纜上發生電磁感應,產生高電壓;高電壓沿這些金屬導線侵入設備,造成電位差使設備損壞。
  雷電感應:當雷擊避雷針時,在引下線周圍會產生很強的瞬變電磁場。處在電磁場中的監控設備和傳輸線路會感應出較大的電動勢,這現象叫電磁感應。當有帶電的雷云出現時,在雷云下面的建筑物和傳輸線路上都會感應出與雷云相反的電荷。這種感應電荷在低壓架空線路上可達100kv,信號線路上可4060kv。這種現象叫靜電感應,電磁感應和靜電感應稱為感應雷,又叫二次雷。它對設備的損害沒有直擊雷來的猛然,但它要比直擊雷發生的機率大得多。
  靜電:在字化領域靜點被稱為“隱形殺手”,在黑暗中脫一件晴倫外套,會伴有“啪,啪”聲,并疲憊不堪大量火花,這就是靜電。靜電電壓高達3000V左右。因為無法形成電流,所以不會對人造成傷害,但在微電子領域,因這些器件集成度高,功率低,低電壓,輸入阻抗高,敏感性強,極度易受到靜電傷寄存,如果靜電電壓達到250,那么,90%以上的器件都會被擊穿,設備損壞。據調查,攝象機的損壞有60%以上都是靜電造成的
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、傳輸線路的防雷
  視頻信號的傳輸一般由:視頻線、光釬、雙絞線、微波等傳輸方式。視頻線傳輸的防雷:在視頻線的兩側端分別串聯相應的信號SPD。光釬傳輸的防雷:由于光釬的傳輸本身采用光信號的傳輸,其光釬本身無法進行防雷保護,則要保護的是光端機與設備之間傳輸防雷保護。傳統光端機配合快球傳輸系統的雷擊隱患,傳統光端機和快球配合方式中,光端機與攝象機之間的視頻線和控制線很容易受到感應雷的破壞。傳統方式中,除了在設備附件加裝接閃器和做好接地處理來防止直擊雷的破壞,還需要在控制信號線的起始端和結束端加裝信號防雷器,視頻線起始端和結束端加裝視頻防雷器;并且在攝像機和光端機的電源輸入端也加上電源防雷器件,否則攝像機和光端機的電源輸入電路也很容易感受到感應雷擊的破壞。加裝電源及信號防雷器等增加了工程成本,有些工程商為節約成本省去防雷器件,將造成雷擊隱患,給整個系統帶來很大的不安全性,往往造成設備的損壞和系統的癱瘓,給安全防范帶來不可估量的損失。雙絞線傳輸的防雷:在雙絞線的兩側端分別串聯相應的信號SPD。微波傳輸的防雷:在微波設備和攝象機之間加相應的SPD,在天線發射線和微波設備之間加相應的SPD。監控系統主要是傳輸信號線和電源線。室外攝像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芯屏蔽軟線,架設(或敷設)在前端與終端之間。
  傳輸部分的線路在城市郊區、鄉村敷設時,可采用直埋敷設方式。當條件不充許時,可采用通信管道或架空方式,此時傳輸線纜與其它線路其溝的最小間距和與其它線路共桿架設的最小垂直間距,可參照GB50198-94《民用閉路監視電視系統工程技術規范》進行敷設。如:傳輸線纜與220V交流電線線路共溝(隧道)的最小間距為0.5 m,與通訊電纜的最小間距為0.1 m;傳輸線纜與110KV電力線共桿架設的最小垂直間距這2.5 m,1KV以下電力線最小垂直間距為1.5 m,與廣播線最小垂直間距為1.0 m ,與通信線最小垂直間距為0.6 m。傳輸部分的線路在建筑物內部敷設時,與其它線纜的最小間距則應參照GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》來做。從防雷角看,直埋敷設方式防雷效果最佳,架空線最容易遭受雷擊,并且破壞性大,波及范圍廣,為避免首尾端設備損壞,架空線傳輸時應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。
  傳輸線埋地敷設并不能阻止雷擊設備的發生,大量的事實顯示,雷擊造成埋地線纜故障,大約占總故障的30%左右,即使雷擊比較遠的地方,也仍然會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,保持鋼管的電氣連通。對防護電磁干擾和電磁感應非常有效,這主要是由于金屬管的屏蔽作用和雷電流的集膚效應。如電纜全程穿金屬管有困難時,可在電纜進入終端和前端設備前穿金屬管埋地引入,但埋地長度不得小于15,在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。
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、前端設備的防雷
  前端設備有室外和室內安裝兩種情況,安裝在室內的設備一般不會遭受直擊雷擊,但需考慮防止雷電過電壓對設備的侵害,而室外的設備則同時需考慮防止直擊雷擊。
  前端設備如攝像頭應置于接閃器(避雷針或其它接閃導體)有效保護范圍之內。當攝像機獨立架設時,避雷針最好距攝像機34的距離。如有困難避雷針也可以架設在攝像機的支撐桿上,引下線可直接利用金屬桿本身或選用Φ12的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應,沿桿引上攝像機的電源線和信號線應穿金屬管屏蔽。
  為防止雷電波沿線路侵入前端設備,應在設備前的每條線路上加裝合適的避雷器,如電源線(AC220V,AC24VDC12V)、視頻線、信號線和云臺控制線。
  攝像機的電源一般使用AC220V、24VDC12V。攝像機由變壓器供電的,單相電源避雷器應串聯或并聯在變壓器前端,如直流電源傳輸距離大于15,則攝像機端還應串接低壓直流避雷器。
  信號線傳輸距離長,極電容大,耐壓水平低,極易產生靜電和感應到雷電而損壞設備,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信號的傳輸速率、信號電平,啟動電壓以及雷電通量等參數。比如:由電源AC220V+視頻+控制信號的攝象機可用三合一220V防雷器。由電源AC220V+視頻的攝象機可用二合一220V防雷器。由電源AC24V+視頻+控制信號的攝象機可用三合一24V防雷器。由電源AC24V+視頻的攝象機可用二合一防雷器、三合一防雷器。室外的前端設備應有良好的接地,接地電阻小于4Ω,高土壤電阻率地區可放寬至 <10Ω。
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、終端設備的防雷
  在監控系統中,監控室的防雷最為重要,應從直擊雷防護、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護多方面進行。監控室所在建筑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GB5005794中有關直擊雷保護的規定。進入監控室的各種金屬管線應接到防感應雷的接地裝置上。電纜線直接引入時,在入戶處應加裝避雷器,并將線纜金屬外護層及自承鋼索接到接地裝置上。具體方法:機房的電源供電系統防雷應該做到三級防護,電源系統的精細保護很重要。在所有視頻線進入機房的第一個設備前加視頻防雷器。在485控制總線進入機房的控制設備前加控制信號防雷器。監控室內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筑物防雷接地、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。各種電涌保護器(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。良好的接地是防雷中至關重要的一環。接地電阻值越小過電壓值越低。監控中心采用專用接地裝置時,其接地電阻不得大于4Ω。采用綜合接地網時,其接地電阻不得大于1Ω。

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