淺談閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護(hù)
李鑫 大連源潤建筑設(shè)計(jì)有限公司
王弘成 萬達(dá)商業(yè)規(guī)劃研究院有限公司
一、概述
隨著當(dāng)前人們安全防范意識(shí)的增強(qiáng),閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱系統(tǒng))的應(yīng)用也越來越廣泛。由于系統(tǒng)的主要設(shè)備均為微電子化產(chǎn)品,這些設(shè)備具有高密度、低電壓和低功耗等特性,對(duì)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,這就使得系統(tǒng)設(shè)備極易遭受雷擊/過電壓破壞,其后果可能會(huì)使整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行失靈,并造成難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失和安全方面的風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)的防雷接地系統(tǒng),主要的目的是在雷電發(fā)生時(shí),保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備不受損壞,保障監(jiān)控系統(tǒng)正?煽康倪\(yùn)行。
二、系統(tǒng)遭受雷擊損害的原因
系統(tǒng)如果遭受雷擊,將可能由以下幾種途徑對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞。
直擊雷:
雷電直接擊在露天的攝像機(jī)上造成設(shè)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:
系統(tǒng)的電源線、視頻線、控制線或進(jìn)入監(jiān)控室的金屬管路遭到雷擊或被雷電感應(yīng)時(shí),雷電波沿這些金屬導(dǎo)體侵入設(shè)備,造成大電位差使設(shè)備損壞。
雷電感應(yīng):
當(dāng)雷擊中避雷針時(shí),在引下線周圍會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的瞬變電磁場。處在電磁場中的系統(tǒng)設(shè)備和傳輸線路會(huì)感應(yīng)出較大的感應(yīng)電動(dòng)勢。這種現(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40-60kv。這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。研究表明:靜電感應(yīng)方式引起的浪涌數(shù)倍于電磁感應(yīng)引起的浪涌。
電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)稱為感應(yīng)雷,又叫二次雷擊。它對(duì)設(shè)備的損害沒有直擊雷來得猛烈,但它要比直擊雷發(fā)生的機(jī)率大得多,按照相關(guān)部門統(tǒng)計(jì),感應(yīng)雷造成的雷擊事故約占雷擊事故總和的80%。
地電位反擊,直擊雷防護(hù)裝置(避雷針)在引導(dǎo)強(qiáng)大的雷電流流入大地時(shí),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)生非常高的瞬時(shí)電壓,對(duì)周圍與它們靠得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(gè)電位差引起的電擊就是地電位反擊。這種反擊不僅足以損壞電器和設(shè)備,也可能造成人身傷害或火災(zāi)爆炸事故。
三、系統(tǒng)的防護(hù)措施
1、系統(tǒng)前端設(shè)備防護(hù)
系統(tǒng)的攝像機(jī)分為室內(nèi)安裝和室外安裝兩種。室內(nèi)安裝的攝像機(jī)受到直擊雷電襲擊的概率極小,一般不考慮直擊雷的防護(hù)措施。而安裝于室外的設(shè)備,很多處于相對(duì)的開闊地帶,直擊雷風(fēng)險(xiǎn)較大,則必須考慮直擊雷防護(hù)問題。在室外攝像機(jī)的立桿頂部安裝一支避雷針,通過避雷針的引下線將雷電導(dǎo)入大地。避雷針的引下線,可以直接利用攝像機(jī)立桿,還可以敷設(shè)人工引下線,引下線連接到下端的地網(wǎng)。地網(wǎng)的電阻要小于10歐姆。
2、系統(tǒng)傳輸線路防護(hù)
另外,攝像機(jī)是通過線纜與監(jiān)控中心連接,傳輸系統(tǒng)的信號(hào)線架設(shè)分為兩種方式,直接架在空中和埋在地里。將信號(hào)線埋在地里是能夠起到一定的防雷效果,但并不是百分之百的能夠起到防雷的作用,還需要將信號(hào)線裝入空間比較大的金屬管內(nèi),在金屬管的前端安裝接地避雷裝置,才能有效防止雷電襲擊。架在空中的信號(hào)線最易遭到直擊雷電襲擊,同時(shí)也容易遭到感應(yīng)雷電襲擊,所以我們需要在信號(hào)線的前端安裝避雷器,同時(shí)在支撐信號(hào)線的支撐點(diǎn)處安裝接地避雷裝置,才能最大限度的限制雷電給系統(tǒng)帶來的危害。
3、監(jiān)控機(jī)房的防護(hù)
在整個(gè)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、等電位連接和浪涌保護(hù)多方面進(jìn)行。
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。架空電纜直接引入時(shí),在入戶處應(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)置等電位連接母線(或金屬板),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。
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(jí)避雷保護(hù)。目前總配電箱及分配電箱均由強(qiáng)電專業(yè)安裝一、二級(jí)防雷器,所以閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的防雷起始端基本上在UPS電源的前端安裝防雷器。比較完善的的防雷設(shè)計(jì),各中控設(shè)備應(yīng)該選用具有防雷功能的防雷插排,做到多重防護(hù)。
在視頻傳輸線、信號(hào)控制線、前端攝像機(jī)電源線進(jìn)入前端設(shè)備前和進(jìn)入中心控制設(shè)備前應(yīng)安裝相應(yīng)的避雷保護(hù)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(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,特殊要求有的要求0.5Ω。
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護(hù)問題,在整個(gè)智能建筑各子系統(tǒng)中具有著較強(qiáng)的代表性,本文通過對(duì)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因分析及防雷保護(hù)方法的一些要點(diǎn)的探討,闡明對(duì)防雷保護(hù)問題的一些看法,期待能起到拋磚引玉的作用,也真心希望能得到行業(yè)專家的批評(píng)指正,并不斷完善防雷保護(hù)的方法,最終達(dá)到減少雷電對(duì)整個(gè)智能建筑系統(tǒng)的影響的目的。
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