肖鈞

摘 要：初夏雷雨交際，城市建筑雷電頻發(fā)區(qū)，雷電情況十分復(fù)雜，防雷任務(wù)非常艱巨。因此電子設(shè)備在啟動(dòng)、運(yùn)行過程中必須具備不引燃周圍物品的性能，必須嚴(yán)格遵守相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定。結(jié)合工程的情況，應(yīng)從防直擊雷和感應(yīng)雷這兩方面實(shí)施防雷措施。

關(guān)鍵詞：防雷措施； 監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-3315（2014）03-176-002

1．概述

初夏雷雨交際，城市建筑雷電頻發(fā)區(qū)，雷電情況十分復(fù)雜，防雷任務(wù)非常艱巨。雖然建筑物設(shè)置了避雷針，這在一定程度上能避免雷電直擊的危害，但是對于由于電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)引起的損害基本無能為力，值得提出的是，當(dāng)受熱、摩擦、振動(dòng)、曝曬、靜電、火花等因素作用時(shí)，極易發(fā)生事故。因此電子設(shè)備在啟動(dòng)、運(yùn)行過程中必須具備不引燃周圍物品的性能，必須嚴(yán)格遵守相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定。結(jié)合工程的情況，應(yīng)從防直擊雷和感應(yīng)雷這兩方面實(shí)施防雷措施。

1．1直擊雷

施工時(shí)采用接地電阻測試儀全面檢測前端攝像機(jī)所在立桿已有防直擊雷措施，避雷針和提供的接地點(diǎn)的防雷接地電阻是否達(dá)到≤4Ω的要求。在室外的高速球和攝像機(jī)安裝位置高于立桿或建筑物的各安裝一支小型避雷針，并做好接地，在空曠地采用就近單點(diǎn)接地防雷處理，在每臺需接地的攝像機(jī)立桿基礎(chǔ)制作時(shí)，在坑內(nèi)將Φ40MM，長2.5米的鍍鋅鋼管（鋼筋）打入地下，坑內(nèi)適量撒鹽，以降低接地電阻，保證其接地電阻≤4Ω，鍍鋅鋼管（角鋼）用扁鋼將其和防雷器接地段或者攝像機(jī)立桿的砼基礎(chǔ)地腳螺栓相連。所有相關(guān)接點(diǎn)必須保證良好接觸?；蛘邤z像機(jī)立桿的砼基礎(chǔ)地腳螺栓相連。攝像機(jī)防護(hù)罩的外殼接地，與電源部分整體充分接地，形成等電位連接。

1．2感應(yīng)雷

所謂感應(yīng)雷主要分為兩種：一種是雷云對電源電纜產(chǎn)生等電荷量的靜電感應(yīng)，隨著雷云的擴(kuò)展，電纜線上逐漸感應(yīng)出大量異性電荷。當(dāng)雷云放電后，電纜內(nèi)聚集的感應(yīng)電荷在線路上產(chǎn)生瞬間浪涌（過電壓），并沿著電纜進(jìn)入機(jī)房擊壞通訊設(shè)備。另一種是雷云放電時(shí)產(chǎn)生巨大的交變磁場（例如大廈避雷針接到直擊雷后，通過鋼筋下泄中），使其附近的電纜內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，這種微秒至毫秒級的浪涌電壓速度快、幅值高，很容易造成電子設(shè)備的損壞。特別是目前大規(guī)模集成電路的不斷微小化，元器件能承受的沖擊能量也越來越小。這也從另一方面說明，為什么近年來雷害情況遠(yuǎn)比電子管、晶體管時(shí)代嚴(yán)重得多。雷電直接擊中電力電纜也是電源產(chǎn)生浪涌的一種原因。直擊雷只發(fā)生在雷云對地閃擊時(shí)才會對地面造成災(zāi)害，而感應(yīng)雷則不論雷云對地閃擊或者雷云對雷云之間閃擊，都可能發(fā)生并造成災(zāi)害。此外直擊雷一次只能襲擊一個(gè)小范圍的目標(biāo)，而一次雷閃擊都可以在較大的范圍內(nèi)多個(gè)小局部同時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象，并且這種感應(yīng)高壓可以通過電力線、電話線等傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)，至使雷害范圍擴(kuò)大。

預(yù)防以上兩種雷擊損害除采用傳統(tǒng)的接地線以外，還需使用防雷效果更佳的防雷器。對于室外球機(jī)前端設(shè)備取電地點(diǎn)配電箱內(nèi)再安裝一套電源、視頻、控制信號三合一的防雷保護(hù)器作為保護(hù)；對于室外監(jiān)控前端設(shè)備取電地點(diǎn)配電箱內(nèi)再安裝一套電源、視頻二合一的防雷保護(hù)器作為保護(hù)。二合一/三合一防雷器直接串聯(lián)在保護(hù)設(shè)備與線路中，防雷器需做好接地保護(hù)。防雷器的輸入端(IN)與信號通道相連，輸出端(OUT)與被保護(hù)設(shè)備相連，并緊靠被保護(hù)設(shè)備安裝，不能接反。把防雷器的接地線與防雷系統(tǒng)接地排可靠連接，接線越短越好，最長不能超過1m。防雷器安裝好后無需特別維護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)工作出現(xiàn)故障懷疑防雷器有問題時(shí)，可拆除防雷器后再檢查，若還原到使用前的狀態(tài)后系統(tǒng)恢復(fù)正常，則說明防雷器已經(jīng)損壞，應(yīng)立即更換。

2．系統(tǒng)防雷措施

對于弱電系統(tǒng)，電纜的芯線截面要求不得低于規(guī)定，所有電纜須套穿金屬管，鋼管之間、鋼管與附件、鋼管與電氣設(shè)備引入裝置的連接應(yīng)采用螺紋連接，防松動(dòng)，使用活接頭連接，電氣設(shè)備須專門接地。

閃電是電流源，要控制雷電能量的泄放與轉(zhuǎn)換。

*外部保護(hù)：將絕大部分雷電流直接引入地下泄散；

*內(nèi)部保護(hù)及過電壓保護(hù)：阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)線、信號線引入的侵入波危害設(shè)備；

*過電壓保護(hù)：限制被保護(hù)設(shè)備上雷電過電壓幅值；

*以上三道防線相互配合，各盡其職，缺一不可。

根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析，以及雷電可能的侵入途徑，采取以下防雷解決方案。

2.1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(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（避雷針或其他接閃導(dǎo)體）有效保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)攝像機(jī)獨(dú)立立桿架設(shè)時(shí)，原則上為了防止避雷針及引下線上的暫態(tài)高電位，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鍍鋅扁鋼；

*為防止電磁感應(yīng)，沿電線桿引上的攝像機(jī)電源線和信號線應(yīng)穿在金屬管內(nèi)，以達(dá)到屏蔽作用，屏蔽金屬管的兩端均應(yīng)接地；

*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（DC24V或220V）、視頻線、信號線和云臺控制線；

*電源輸入前端加裝B、C級防雷器；

*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(hù)器須快速響應(yīng)，在設(shè)計(jì)信號傳輸線的保護(hù)時(shí)必須考慮實(shí)際情況，根據(jù)信號的傳輸速率、信號電平，啟動(dòng)電壓以及雷電通量等參數(shù)等選取正確的防雷設(shè)備。

2.2傳輸線路的防雷

*系統(tǒng)中的線路主要是傳輸信號線和電源線。室外攝像機(jī)的電源從終端電源設(shè)備處引入；

*傳輸鏈路較長的情況下，數(shù)據(jù)傳輸盡可能使用光纖，光纖使用鍍鋅鋼管穿管，埋地敷設(shè)，保持鋼管的電氣連通，對防護(hù)電磁干擾和電磁感應(yīng)非常有效。

2.3終端設(shè)備的防雷

*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)多方面進(jìn)行；

*對入室光纜的外層屏蔽進(jìn)行合理接地。

2.4監(jiān)控機(jī)房防雷保護(hù)

采用等電位接地，監(jiān)控機(jī)房接地網(wǎng)接地，電阻要小于4歐姆。在建筑物的總配電上安裝第一級電源防雷器，作為整個(gè)建筑物的第一級電源防雷保護(hù)。

在機(jī)房配電上安裝第二級電源防雷器，作為機(jī)房設(shè)備的第二級電源防雷保護(hù)。

在UPS電源前端安裝第三級防雷器，保護(hù)UPS和其以后的設(shè)備，并采用防雷插座。

防靜電接地板接地應(yīng)接入接地盒（等電位盒），現(xiàn)場沒有等電位盒，若直接到銅排上，可能影響系統(tǒng)電阻值，現(xiàn)場銅排上預(yù)留接入孔及固定螺絲，施工單位安裝等電位盒或在銅排上做好預(yù)留接地點(diǎn)。

防靜電地板接地應(yīng)單獨(dú)接入接地系統(tǒng)，盡量避免與眾多生產(chǎn)設(shè)備共同使用同一接地系統(tǒng)，防止設(shè)備自身電荷過大及電量泄漏，導(dǎo)致對所生產(chǎn)產(chǎn)品的危害，也有助于產(chǎn)品殘損率及不良率的降低。

2.5壁裝攝像機(jī)

設(shè)置保護(hù)接地和全套防雷裝置。（見圖1）

圖1防雷設(shè)計(jì)原理圖

2.6柱裝攝像機(jī)

設(shè)置保護(hù)接地和全套防雷裝置，設(shè)置避雷針和防雷接地。（見圖2）

圖2 防雷設(shè)計(jì)原理圖

2.7系統(tǒng)接地

監(jiān)控系統(tǒng)的防雷接地應(yīng)與系統(tǒng)的交流工作接地、直流工作接地、安全保護(hù)接地共用一組接地裝置，接地電阻不得大于1Ω。

3．總結(jié)

綜合以上各因素，在實(shí)施工藝上注重防雷各環(huán)節(jié)所造成的危害，將最有效防范雷電對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的危害。