- 閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)簡介
- 監(jiān)控系統(tǒng)防雷防護特點
- CCTV系統(tǒng)防雷措施
- 前端設備的防雷
- 傳輸線路的防雷
- 終端設備的防雷
- 閉路監(jiān)視機房的等電位連接
一、閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)簡介：
CCTV系統(tǒng)結構：
電視監(jiān)控系統(tǒng)（ClosedCircuitTelevision,簡稱CCTV），一般由以下三部分組成：
前端部分：
主要由黑白（彩色）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、電線、多芯線采取架空、地埋或沿墻敷設等方式傳輸視頻、音頻或控制信號等。
終端部分：
主要由畫面分割器、監(jiān)視器、控制設備等組成。
二、雷擊破壞途徑：
中達電通認為，CCTV這樣一個電視監(jiān)控系統(tǒng)如果遭受雷擊，將可能由以下幾種途徑對系統(tǒng)產(chǎn)生破壞。
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：
CCTV的電源線、信號傳輸或進入監(jiān)控室的金屬管線遭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。
雷電感應：
當雷擊中避雷針時，在引下線周圍會產(chǎn)生很強的瞬變電磁場。處在電磁場中的監(jiān)控設備和傳輸線路會感應出較大的電動勢。這種現(xiàn)象叫電磁感應。
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40－60kv。這種現(xiàn)象叫靜電感應。研究表明：靜電感應方式引起的浪涌數(shù)倍于電磁感應引起的浪涌。
電磁感應和靜電感應稱為感應雷，又叫二次雷擊。它對設備的損害沒有直擊雷來的猛然，但它要比直擊雷發(fā)生的機率大得多，按原郵電部的統(tǒng)計感應雷造成的雷擊事故約占雷擊事故總和的80%。
三、CCTV系統(tǒng)防雷措施：
根據(jù)對CCTV電視監(jiān)控系統(tǒng)的結構分析，以及雷電可能的侵入途徑，中達電通為CCTV的電視監(jiān)控系統(tǒng)設計了以下防雷解決方案。
1、前端設備的防雷
典型監(jiān)控架構
前端設備有室外和室內(nèi)安裝兩種情況，安裝在室內(nèi)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(nèi)。當攝像機獨立架設時，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Φ8的鍍鋅圓鋼。
為防止電磁感應，沿電線桿引上的攝像機電源線和信號線應穿在金屬管內(nèi)以達到屏蔽作用，屏蔽金屬管的兩端均應接地。
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（DC24V或220V）、視頻線、信號線和云臺控制線。中達電通為此專門開發(fā)了監(jiān)控攝像機多功能浪涌保護器SV3-24DC，如直流電源傳輸距離大于15米，則攝像機端還應串接低壓直流避雷器。
電源輸入前端還應加裝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實際情況，根據(jù)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)等選取正確的防雷設備。中達SV系列交/直流供電監(jiān)控攝像機電涌保護器為一體化功能防雷器，可以分為對攝像機的電源、視頻/音頻、云臺控制線路實施浪涌保護，最高通流容量可達10000A。而限制電壓則可低至15V，反應速度為皮秒級，可充分保護采用最新技術的監(jiān)控設備。
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2、傳輸線路的防雷
CCTV系統(tǒng)中的線路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(jiān)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有加強芯屏蔽軟線，架設（或敷設）在前端與終端之間，其中的加強芯與屏蔽層兩端均應做良好的接地。
GB50198－1994規(guī)定，傳輸部分的線路在城市郊區(qū)、鄉(xiāng)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。
從防雷角度看，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，即使距離雷擊比較遠的地方，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，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米，在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。
布置電子信息系統(tǒng)信號線纜的路由走向時，應盡量減小由線纜自身形成的感應環(huán)路面積。
3、終端設備的防雷
在CCTV系統(tǒng)中，監(jiān)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(jiān)控室所在建筑物應有防直擊雷的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)。其防直擊雷措施應符合GB50057－94中有關直擊雷保護的規(guī)定。
進入監(jiān)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，并將線纜金屬外護層及自承鋼索接到接地裝置上。
由于有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，末級加裝中達MP3-10/2防雷模塊，該防雷模塊標稱通流容量為10KA，限制電壓<1200V（設備的耐壓值為1.2KA）。
- 在視頻傳輸線進入中心控制臺前端加裝中達SCTV-1B避雷器。
- 在信號控制線進入中心控制臺前端加裝中達24VAC/2SP避雷器。
- 在電源線進入中心控制臺前端加裝中達MPDC－24防雷模塊。
4、閉路監(jiān)視機房的等電位連接
監(jiān)控室內(nèi)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。
GB50057-94（2000年版）條文說明第3.1.2條第3.1.1款："為減小在需要防雷的空間內(nèi)發(fā)生火災、爆炸、生命危險，等電位是一項很重要的措施。"和第3.3款："在需要防雷的空間內(nèi)防止發(fā)生生命危險的最重要措施是采用等電位連接。"
等電位連接是內(nèi)部防雷裝置的一部分，其目的在于減少雷電流所引起的電位差。等電位是用連接導線或過電壓（浪涌）保護器將處在需要防雷的空間內(nèi)的防雷裝置，建筑物的金屬構架、金屬裝置、外來導線、電氣裝置、電信裝置等連接起來，形成一個等電位連接網(wǎng)絡，以實現(xiàn)均壓等電位，防止需要防雷空間內(nèi)的火災、爆炸、生命危險和設備損壞。
為實施等電位和浪涌保護器的安裝，IEC標準將需要保護的空間劃分為不同的雷電防護區(qū)（LPZ），以規(guī)定各部分空間不同的雷電電磁脈沖（LEMP）的嚴重程度和指明各區(qū)交界處等電位連接點的位置。
監(jiān)控機房設備間內(nèi)敷設400×100×10mm的銅板作為設備接地的局部等電位連接排。將室內(nèi)所有電子設備以及所有進入機房的金屬管道、金屬門窗、信號電纜外屏蔽層、電力電纜外鎧裝、計算機裝置本身（含外露可導電部分）、PE線、防靜電地板、電力線（通過SPD連接）等與等電位端子排連接并接地。
5、閉路監(jiān)視系統(tǒng)的接地
GB50198-94《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》：
第2．5．8條：“防雷接地裝置宜與電氣設備接地裝置和埋地金屬管道相連，當不相連時，兩者間的距離不宜小于20m”
第2．5．4條：“系統(tǒng)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。”
GB50343－2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》：
第5．2．5條（本條為強制性條款）：“防雷接地應與交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地共用一組接地裝置，接地裝置的接地電阻值必須按接入設備中要求的最小值確定。”
第5．2．6條（本條為強制性條款）：“接地裝置應利用建筑物的自然接地體，當自然接地體的接地電阻達不到要求時必須增加人工接地體。
根據(jù)以上條款分析：監(jiān)控系統(tǒng)的防雷接地應與系統(tǒng)的交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地共用一組接地裝置，接地電阻不得大于1Ω。
監(jiān)控系統(tǒng)防雷防護特點：
雷電對安全監(jiān)控系統(tǒng)的損害途徑是多方面的。本文主要對閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因，以及可能的侵入途徑作了初步的分析，同時對安全監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護技術進行了相應的介紹。需要說明的是，防雷保護是一個比較復雜的問題，對安全監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護設計不僅取決于防雷裝置的性能，更重要的是在監(jiān)控系統(tǒng)的設計施工之前，就要考慮到監(jiān)控系統(tǒng)所處的地理環(huán)境，設計合適的線纜布放方式、屏蔽及接地方式。總之，防雷保護設計應綜合考慮，才能獲得良好的效果。
注意事項：
1、在制定方案之前應對保護的對象進行雷擊風險評估，確定防雷等級。
2、防雷方案設計，應認真調(diào)查地理、地質(zhì)、地貌、土壤、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動規(guī)律以及被保護物的特點等基礎上，詳細研究防雷裝置的形式及其布置，因地制宜地采取防雷措施，做到安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理。
