淺談視頻監控系統防雷保護措施

視頻監控系統防雷重要性一直不為工程商所重視，總覺得不做防雷沒有什麼問題，在一些地方一年也沒有幾次雷電現象，可以不做，但是在雷電經常發生的地區，安裝視頻監控系統必須注重防雷。

為了對安全監控系統採取有效的防雷保護措施，保障監控系統正常可靠的運行，首先應明確監控系統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重的室外監控設備，在分析其損壞原因的基礎上，正確選擇和使用監控系統設備的防雷保護裝置，以及研究和探討信號、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等。

一、視頻監視系統的組成及雷害成因

1、監控系統組成

前端部分：攝像機、鏡頭、雲台、防護罩、支架等組成。

傳輸部分：使用同軸電纜、網線、光纖、多芯線採取架空、地埋或沿牆敷設等方式傳輸視頻、音頻或控制信號等。

終端部分：主要由存儲設備、監視器、控制設備等組成。

2、 監控系統雷害成因

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。

雷電波侵入：監控的電源線、信號傳輸或進入監控室的金屬管線到雷擊或被雷電感應時，雷電波沿這些金屬導線侵入設備，造成電位差使設備損壞。

二、監控系統的綜合防雷

1、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於接閃器（避雷針或其它接閃導體）有效保護範圍之內。當攝像機獨立架設時，避雷針最好距攝像機3－4米的距離。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Φ 8的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應，沿桿

上攝像機的電源線和信號線應穿金屬管屏蔽。

室外攝像機頭防雷要求：室外型攝像槍（帶雲台）在編碼器前端需安裝防雷器，作為室外型前端設備的保護；

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（220V或DC12V）、視頻線、信號線和雲台控制線。

攝像機的電源一般使用AC220V或DC12V。攝像機由直流變壓器供電的，單相電源避雷器應串聯或並聯在直流變壓器前端，如直流電源傳輸距離大於15米，則攝像機端還應串接低壓直流避雷器。

信號線傳輸距離長，耐壓水平低，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信號的傳輸速率、信號電平，啟動電壓以及雷電通量等參數。

室外如果選用POE供電的，選用的交換機盡量選用防雷性比較好的交換機。

室外的前端設備應有良好的接地，接地電阻小於4Ω，高土壤電阻率地區可放寬至

2、傳輸線路的防雷

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，此時規定了傳輸線纜與其它線路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。電纜與其它線路共溝（隧道）的最小間距（m）種類最小間距220V交流電線0.5通訊電纜0.1，電纜與其它線路共桿架設的最小垂直間距（m）種類最小垂直間距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。

傳輸線埋地敷設並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，大約佔總故障的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。所以採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，這主要是由於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、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。架空電纜線直接引入時，在入戶處應加裝避雷器，並將線纜金屬外護層及自承鋼索接到接地裝置上。

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。由於有80％雷擊高電位是從電源線侵入的，為保證設備安全，一般電源上應設置三級避雷保護。在視頻傳輸線、信號控制線，入侵報警信號線進入前端設備之前或進入中心控制台前應加裝相應的避雷保護器。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。監控中心採用專用接地裝置時，其接地電阻不得大於4Ω。採用綜合接地網時，其接地電阻不得大於1Ω。

三、監控室屏蔽措施

1、埋地線路的金屬線管、PE線、信息線路金屬外皮應在入戶端良好接地。如入戶前架空或無屏蔽者，宜在進戶端前20米套裝金屬線管屏蔽，並把屏蔽層與防雷地可靠連通。

2、監控室內，應將金屬電腦桌、電腦設備、控制設備金屬外殼與防雷接地裝置可靠連接。

3、室外攝像槍到解碼器之間的外露信號線，應套不鏽鋼或銅金屬管，並將攝像槍金屬屏蔽外殼及解碼器金屬屏蔽外殼與引下線的柱桿可靠連接。

4、屏蔽是減少電磁干擾的基本措施，宜採取以下措施：外部屏蔽措施、線路敷設於合適的路徑、線路屏蔽，這些措施宜聯合使用。

5、為改善電磁環境，所有與建築物組合在一起的大尺寸金屬部件都應等電位連接在一起，並與接地裝置相連。屋頂為金屬表面、立面金屬表面、混凝土內鋼筋和金屬門窗框架，都必須進行等電位接地。

6、在需要保護的空間，當採用屏蔽電纜時其屏蔽層至少在兩端並宜在雷電防護區交界處做等電位連接。當微電子設備系統要求只在一端做等電位連接時，可將屏蔽電纜穿金屬管引入，金屬管在一端做等電位連接。

7、建築物之間的連接電纜應敷設在金屬管道內，這些金屬管道從一端到另一端應全線電氣貫通，並連到各建築物的等電位連接帶上。電纜屏蔽層也應連到這些帶上。

8、實踐中建築物或房間的大空間屏蔽是由金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋這些自然構件組成的。這些構件構成一個格柵形大空間屏蔽。穿入這類屏蔽的導電金屬物應就近與其做等電位連接後接地。

四、監控室等電位連接與共用接地

1、將進入監控中心大樓的各類管線的屏蔽層、機器等在進入大樓前進行等電位連接後接地。在進入設備前再進行二次等電位連接後接地。將戶外攝像頭輸出的同軸電纜的外層和其它管線外層在進入大樓前進行等電位連接後接地。

2、將分開的外導電裝置用等電位連接導體後接地，以減少系統設備所在的建築物金屬構件與設備之間或設備與設備之間因雷擊產生的電位差。利用鋼筋混凝土結構的建築物內所有金屬構件的多重連接建立一個三維的連接網路是實現等電位連接的最佳選擇。為方便等電位連接施工，應在一些地方預埋等電位連接預留件。

3、進入系統所在建築物的各類水管、採暖和空調管道等金屬管道的金屬外層在進入建築物處應做等電位連接，燃氣管道入戶後應在法蘭盤連接處插入一塊絕緣兩端用開關型SPD連接後戶內金屬管道可參加等電位連接，並與建築物組合在一起的大尺寸金屬件連接在一起，按GB50054的要求做等電位連接之後，接向總等電位連接帶，並可靠連通接地。

4、在建築物入口處，即LPZ0B與LPZ1區交界進行總等電位連接後接地，在後續的雷電防護區交界處按總等電位連接的方法進行局部等電位連接，連接主體應包含系統設備本身（含外露可導電部分）、PE線、機櫃、機架、電氣和電子設備的外殼、直流工作地、防靜電接地、金屬屏蔽線纜外層、管道、屏蔽槽、電涌保護SPD的接地等均應以最短的距離就近與這個等電位連接帶直接連接。

連接基本方法應採用網型（M）結構或星型（S）結構。網型結構的環行等電位連接帶應每隔5米經建築物牆內部鋼筋、金屬立面與接地系統連接。當採用S型等電位連接網路時，系統的所有金屬組件除在接地基準點，即ERP處連接外，均應與共用接地系統的各組件有足夠的絕緣（大於10KV，1.2/50μs）.

5、避雷器連接導線應短而直，SPD連接導線不宜大於0.5米，當長度大於0.5米時應適當加粗線徑。

6、使用含有金屬部件的光纜，如供抗拉強度的加強金屬芯、金屬潮層、防嚙齒動物外層或修理維護時使用的金屬通信設施等均應可靠接地，應接通光纜沿線的所有接頭，再生器等處的擋潮層（金屬層），並在光纜長度每一端的終端進行直接接地。

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