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安全監(jiān)控系統(tǒng)防雷保護設(shè)計

來源:數(shù)字音視工程網(wǎng)        編輯:ann    2012-08-18 00:00:00     加入收藏

  一、 引言

  隨著安全監(jiān)控系統(tǒng)在銀行、交通、小區(qū)、庫房管理中的迅速普及應(yīng)用,監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備因雷擊破壞的可能性就大大增加了。其后果可能會使整個監(jiān)控系統(tǒng)運行失靈,并造成難以估計的經(jīng)濟損失。

  為了對安全監(jiān)控系統(tǒng)采取有效的防雷保護措施,保障監(jiān)控系統(tǒng)正??煽康倪\行,首先應(yīng)明確監(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)備的防雷保護裝置,以及研究和探討信號、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等??梢允垢靼卜拦こ坦?,對提高監(jiān)控系統(tǒng)的抗雷電能力,優(yōu)化系統(tǒng)的防雷水平起到很好的作用。

  二、 閉路監(jiān)視系統(tǒng)的組成及雷害成因

  1、電視監(jiān)控系統(tǒng)(Closed Circait Televisiow,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(shè)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(shè)備等組成。2、 CCTV系統(tǒng)雷害成因

  直擊雷:雷電直接擊在露天的攝像機上造成設(shè)備損壞;雷電直接擊在架空線纜上造成線纜熔斷。

  電波侵入:CCTV的電源線、信號傳輸或進入監(jiān)控室的金屬管線到雷擊或被雷電感應(yīng)時,雷電波沿這些金屬導(dǎo)線侵入設(shè)備,造成電位差使設(shè)備損壞。

  雷電感應(yīng):當(dāng)雷擊避雷針時,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(shè)備和傳輸線路會感應(yīng)出較大的電動勢。這現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。當(dāng)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(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,信號線路上可40-60kv。這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)稱為感應(yīng)雷,又叫二次雷。它對設(shè)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。

  三、CCTV系統(tǒng)的綜合防雷

  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(dāng)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Φ 8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

  CCTV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。

  控制信號傳輸線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。

  GB50198-1994規(guī)定,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(dāng)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其它線路其溝的最小間距(見表1)和與其它線路共桿架設(shè)的最小垂直間距(見表2)

  表1電纜與其它線路共溝(隧道)的最小間距(m)種類最小間距220V交流電線0.5通訊電纜0.1表2電纜與其它線路共桿架設(shè)的最小垂直間距(m)種類最小垂直間距1—10KV電力線2.51KV以下電力線1.5廣播線1.0通信線0.6

  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(yuǎn)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CCTV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。

  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)直擊雷保護的規(guī)定。

  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。

  四、結(jié)束語

  雷電對安全監(jiān)控系統(tǒng)的損害途徑是多方面的。本文主要對安全監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要大原因,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(shù)進行了相應(yīng)的介紹。需要說明的是,防雷保護是一個比較復(fù)雜的問題,對安全監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護設(shè)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(shè)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(shè)計合適的線纜布放方式、屏蔽及接地方式。總之,防雷保護設(shè)計應(yīng)綜合考慮,才能獲得良好的效果。

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