一、 前言 

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，電視監(jiān)控系統(tǒng)在銀行、交通、碼頭、小區(qū)、庫(kù)房管理中迅

速普及應(yīng)用，在普及應(yīng)用的同時(shí)也給我們帶來(lái)了新的課題，由于電視監(jiān)控系統(tǒng)所組成的設(shè)備大部分耐過(guò)電壓能力低，雷電電磁感應(yīng)以及雷電電磁脈沖所產(chǎn)生的過(guò)電壓對(duì)設(shè)備造成干擾甚至永久性損壞，其后果可能會(huì)使整個(gè)電視監(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。另外室外攝像槍也時(shí)有遭受直擊雷危害的事故發(fā)生。所以，電視監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護(hù)日益顯示出它的重要性。 為了對(duì)電視監(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?？煽康倪\(yùn)行，首先應(yīng)明確電視監(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，研究和探討信號(hào)、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等，對(duì)提高監(jiān)控系統(tǒng)的抗雷電能力，優(yōu)化系統(tǒng)的防雷水平能起到很好的作用。 

二、 電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成及雷害分析 

    1、現(xiàn)在攝像機(jī)多是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，所以要對(duì)網(wǎng)線和電源線需要防護(hù)

    2、攝像機(jī)POE網(wǎng)絡(luò)傳輸，需要進(jìn)行防護(hù)。

    3、監(jiān)控系統(tǒng)雷害成因 直擊雷：雷電直接擊在露天的攝像機(jī)上因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力效應(yīng)等造成攝像機(jī)損壞；雷電直接擊在傳輸線纜上造成線纜絕緣損壞或熔斷。 雷電波侵入：監(jiān)控系統(tǒng)的電源線路、網(wǎng)線進(jìn)入監(jiān)控室的金屬管線等遭受雷擊或被雷電感應(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)線路上可達(dá)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(chēng)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)的猛烈，但它要比直擊雷發(fā)生的機(jī)率大得多。 

三、監(jiān)控系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)方案 

A、設(shè)計(jì)依據(jù)

      1、IEC61024《建筑物防雷》 

      2、IEC61312《雷電電磁脈沖的防護(hù)》 

      3、JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》一、 前言 

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，電視監(jiān)控系統(tǒng)在銀行、交通、碼頭、小區(qū)、庫(kù)房管理中迅

速普及應(yīng)用，在普及應(yīng)用的同時(shí)也給我們帶來(lái)了新的課題，由于電視監(jiān)控系統(tǒng)所組成的設(shè)備大部分耐過(guò)電壓能力低，雷電電磁感應(yīng)以及雷電電磁脈沖所產(chǎn)生的過(guò)電壓對(duì)設(shè)備造成干擾甚至永久性損壞，其后果可能會(huì)使整個(gè)電視監(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。另外室外攝像槍也時(shí)有遭受直擊雷危害的事故發(fā)生。所以，電視監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護(hù)日益顯示出它的重要性。 為了對(duì)電視監(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?？煽康倪\(yùn)行，首先應(yīng)明確電視監(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，研究和探討信號(hào)、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等，對(duì)提高監(jiān)控系統(tǒng)的抗雷電能力，優(yōu)化系統(tǒng)的防雷水平能起到很好的作用。 

二、 電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成及雷害分析 

    1、現(xiàn)在攝像機(jī)多是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，所以要對(duì)網(wǎng)線和電源線需要防護(hù)

    2、攝像機(jī)POE網(wǎng)絡(luò)傳輸，需要進(jìn)行防護(hù)。

    3、監(jiān)控系統(tǒng)雷害成因 直擊雷：雷電直接擊在露天的攝像機(jī)上因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力效應(yīng)等造成攝像機(jī)損壞；雷電直接擊在傳輸線纜上造成線纜絕緣損壞或熔斷。 雷電波侵入：監(jiān)控系統(tǒng)的電源線路、網(wǎng)線進(jìn)入監(jiān)控室的金屬管線等遭受雷擊或被雷電感應(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)線路上可達(dá)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(chēng)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)的猛烈，但它要比直擊雷發(fā)生的機(jī)率大得多。 

三、監(jiān)控系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)方案 

A、設(shè)計(jì)依據(jù)

      1、IEC61024《建筑物防雷》 

      2、IEC61312《雷電電磁脈沖的防護(hù)》 

      3、JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》 

      4、GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》 

      5、GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 

      6、GB50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》 

      7、GB50200-94《有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 

      8、GB50198-94《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 

      9、GB/T50311-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》

 B、防雷設(shè)計(jì)方案 

       1、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)，避雷針最好距攝像機(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以上的鍍鋅圓鋼。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（AC220V或DC12V、24V）、網(wǎng)線線。 攝像機(jī)的電源一般使用AC220V或DC12V。攝像機(jī)由變壓器供電的，單相電源避雷器應(yīng)串聯(lián)或并聯(lián)在變壓器前端，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)可放寬至小于10Ω。 

        2、傳輸線路的防雷 監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸線路主要是傳輸信號(hào)線（網(wǎng)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。 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。 從防雷角看，直埋敷設(shè)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(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(hù)端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。 

        3、終端設(shè)備的防雷 在監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控室的防雷最為重要，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)等多方面進(jìn)行。 監(jiān)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(hù)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)以最直和最短的距離與等電位連接母排進(jìn)行電氣連接。 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)控中心采用專(zhuān)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。 

         4、實(shí)施方法 .

     1、 SPD的選擇 

    （1） 前端部分 在每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像槍的電源、網(wǎng)線前安裝一套PHXA-NE2 二合一攝像機(jī)電涌保護(hù)器，用于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)防雷保護(hù)。 在每臺(tái)POE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)前安裝一套PHXA-NE 網(wǎng)絡(luò)防雷器，用于攝像機(jī)線路的防雷保護(hù)。 

      4、GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》 

      5、GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 

      6、GB50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》 

      7、GB50200-94《有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 

      8、GB50198-94《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 

      9、GB/T50311-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》

 B、防雷設(shè)計(jì)方案 

       1、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)，避雷針最好距攝像機(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以上的鍍鋅圓鋼。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（AC220V或DC12V、24V）、網(wǎng)線線。 攝像機(jī)的電源一般使用AC220V或DC12V。攝像機(jī)由變壓器供電的，單相電源避雷器應(yīng)串聯(lián)或并聯(lián)在變壓器前端，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)可放寬至小于10Ω。 

        2、傳輸線路的防雷 監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸線路主要是傳輸信號(hào)線（網(wǎng)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。 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。 從防雷角看，直埋敷設(shè)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(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(hù)端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。 

        3、終端設(shè)備的防雷 在監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控室的防雷最為重要，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)等多方面進(jìn)行。 監(jiān)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(hù)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)以最直和最短的距離與等電位連接母排進(jìn)行電氣連接。 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)控中心采用專(zhuān)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。 

         4、實(shí)施方法 .

     1、 SPD的選擇 

    （1） 前端部分 在每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像槍的電源、網(wǎng)線前安裝一套PHXA-NE2 二合一攝像機(jī)電涌保護(hù)器，用于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)防雷保護(hù)。 在每臺(tái)POE網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)前安裝一套PHXA-NE 網(wǎng)絡(luò)防雷器，用于攝像機(jī)線路的防雷保護(hù)。 

        （2）終端部分 機(jī)房電源系統(tǒng) 由于70％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)或三級(jí)以上防雷保護(hù)。 

A、 監(jiān)控機(jī)房，建議在監(jiān)控室配電箱安裝B+C級(jí)電源防雷模塊（PHXA-MK-B）。可以解決第一、二級(jí)安裝距離的限制，具有第一、二級(jí)合并安裝，無(wú)需退耦器；通流容量大（80KA）；輸出殘壓低（≤2KV）；并聯(lián)安裝，無(wú)需考慮設(shè)備功率；配置匯流排，適用各種電源制式；模塊式、標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝等優(yōu)點(diǎn)。 

B、 在監(jiān)控室UPS電源或監(jiān)控設(shè)備前安裝單相串聯(lián)避雷器，型號(hào)：PHXA-MK-C，串聯(lián)安裝，功率≤4KW，帶LC濾波，超低殘壓輸出，作為電源線路第三級(jí)精細(xì)保護(hù)。 或在監(jiān)視器、視頻矩陣以及控制設(shè)備等電源線路上安裝電源防雷插座，型號(hào)：PHXA-MK16，串聯(lián)安裝，帶LC濾波，超低殘壓輸出，作為電源線路第三級(jí)精細(xì)保護(hù)。 信號(hào)部分 在網(wǎng)線，入侵報(bào)警信號(hào)線進(jìn)入終端設(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。 

A、 在網(wǎng)線電纜進(jìn)入機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)前安裝網(wǎng)絡(luò)機(jī)架式電涌保護(hù)器，型號(hào)為PHXA-NE，以保護(hù)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。