室外弱電系統(tǒng)接地防雷解決方案

室外弱電系統(tǒng)接地防雷解決方案安防監(jiān)控設(shè)備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性。它們對各種諸如雷電過電壓、電力系統(tǒng)操作過電壓、靜電放電、電磁輻射等電磁干擾非常敏感，使得監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備極易遭受雷擊和過電壓破壞，其后果可能會使整個監(jiān)控系統(tǒng)運行失靈，甚至造成難以估計的經(jīng)濟損失和危害人身安全。而安防監(jiān)控系統(tǒng)防雷設(shè)計在實際應(yīng)用中很少用到，但是這是很重要的一方面，尤其室外監(jiān)控系統(tǒng)，雷電天氣常出現(xiàn)的地方更應(yīng)做防雷設(shè)計。為了能夠準確有效地解決安防監(jiān)控系統(tǒng)的防雷方案，首先應(yīng)準確了解安防監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成，進而準確分析安防監(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裝置，研究和探討信號、電源線路的合理布放，明確屏蔽及接地方式，方可給出準確系統(tǒng)的防雷解決方案。這樣才能有效提高安防監(jiān)控系統(tǒng)的抗雷擊過電壓干擾能力，優(yōu)化系統(tǒng)的整體防雷水平。一首先分析視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成：前端部分：主要由攝像機、鏡頭、云臺、防護罩、支架等組成。傳輸部分：使用同軸電纜、網(wǎng)線、電線、多芯線采取架空、地埋或沿墻敷設(shè)等方式傳輸視頻、音頻或控制信號等。終端部分：主要由視頻存儲、矩陣、監(jiān)視器、控制設(shè)備等組成。二安防監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因（1）直擊雷：直接擊中露天的攝像機，直接損毀設(shè)備；直接擊在線纜上；造成線纜熔斷、損壞。（2）雷電波入侵：安防監(jiān)控系統(tǒng)中的電源線、信號傳輸線或進入監(jiān)控室的其他金屬線纜遭到雷擊或被雷電感應(yīng)時，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。（3）雷電感應(yīng)電磁感應(yīng)：當附近區(qū)域有雷擊閃絡(luò)時，在雷擊落實通道周圍會產(chǎn)生強大的瞬變電磁場。處在電磁場中的監(jiān)控設(shè)備和傳輸線路會感應(yīng)出較大的電動勢，以致?lián)p壞、損毀設(shè)備。靜電感應(yīng)：當有帶電的雷云出現(xiàn)時，在雷云下面的建筑物和傳輸線路上會感應(yīng)出與雷云相反的束縛電荷。這種感應(yīng)電荷在低壓架空線路上可達100kV靜電電位，信號線路上可40－60kV靜電電位，一旦雷云放電后，束縛電荷迅速擴散，即引起感應(yīng)雷擊。電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)引發(fā)的雷擊現(xiàn)象均稱為感應(yīng)雷，又稱二次雷。它對設(shè)備的損害沒有直擊雷來的猛烈，但它要比直擊雷發(fā)生的機率大得多，有統(tǒng)計顯示，感應(yīng)雷擊約占現(xiàn)代雷擊事故的80%以上。（4）地電位反擊：直擊雷防護裝置在引導(dǎo)強大的雷電流流入大地時，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)生非常高的瞬間電壓，對周圍與它們靠的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，這個電位差引起的電機就是地電位反擊。三清楚安防監(jiān)控系統(tǒng)的分類依傳輸部分的傳輸方式分類，安防監(jiān)控系統(tǒng)主要分為如下幾類：（1）同軸電纜傳輸監(jiān)控系統(tǒng)：雷電防護重點在于傳輸電纜的兩端線路接口防護及傳輸電纜自身的保護;（2）雙絞線傳輸監(jiān)控系統(tǒng)：雷電防護重點在于前端及終端的電源防護及雙絞線接口防護;（3）光纜傳輸監(jiān)控系統(tǒng)：雷電防護重點在于前端及終端的電源防護及光纜自身屏蔽鎧層及加強筋的防護;（4）微波傳輸監(jiān)控系統(tǒng)：雷電防護重點在于前后兩站無線設(shè)備的自身直擊防護。四安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)防雷設(shè)計方案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)備一般不會遭受直擊雷擊，但需考慮防止雷電過電壓對設(shè)備的侵害，而室外的設(shè)備則同時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）有效保護范圍之內(nèi)。當攝像機獨立架設(shè)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(shè)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Φ8的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應(yīng)，沿桿引上攝像機的電源線和信號線應(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（220V或DC12V）、視頻線、信號線和云臺控制線。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(yīng)串聯(lián)或并聯(lián)在直流變壓器前端，如直流電源傳輸距離大于15米，則攝像機端還應(yīng)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(yīng)雷電流而損壞設(shè)備，為了將雷電流從信號傳輸線傳導(dǎo)入地，信號過電壓保護器須快速響應(yīng)，在設(shè)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(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<10Ω。2、傳輸線路的防雷視頻監(jiān)控系統(tǒng)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(shè)備處引入，也可從監(jiān)視點附近的電源引入?？刂菩盘杺鬏斁€和報警信號傳輸線一般選用芯屏蔽軟線，架設(shè)（或敷設(shè)）在前端與終端之間。傳輸部分的線路在城市郊區(qū)、鄉(xiāng)村敷設(shè)時，可采用直埋敷設(shè)方式。當條件不充許時，可采用通信管道或架空方式，此時規(guī)定了傳輸線纜與其它線路的最小間距和與其它線路共桿架設(shè)的最小垂直間距。從防雷角度看，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(shè)，保持鋼管的電氣連通。對防護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，可在電纜進入終端和前端設(shè)備前穿金屬管埋地引入，但埋地長度不得小于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(shè)備的防雷在視頻監(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、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護多方面進行。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)。進入監(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，在入戶處應(yīng)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。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(yīng)以最直和最短的距離與等電位連接母排進行電氣連接。由于有80％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(shè)備之前或進入中心控制臺前應(yīng)加裝相應(yīng)的避雷保護器。良好的接地是防雷中至關(guān)重要的一環(huán)。接地電阻值越小過電壓值越低。監(jiān)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(wǎng)時，其接地電阻不得大于1Ω。4、接地系統(tǒng)防雷所有防雷保護系統(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。一般獨立于監(jiān)控機房所在建筑物的前端設(shè)備均須設(shè)有獨立接地。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2個地網(wǎng)之間距離小于20米,2個地網(wǎng)要連接在一起.攝象機和避雷針的地網(wǎng)阻值要小于10歐姆.監(jiān)控機房的地網(wǎng)要小于4歐姆.考慮到接地空間的限制,可以采用高