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監控系統防雷設備常見問題解析

日期:2017-04-28    

 現代的安防監控產品均系微電子化產品,監控設備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性。其對各種諸如雷電過電壓、電力系統操作過電壓、靜電放電、電磁輻射等電磁干擾非常敏感,這就使得監控系統設備極易遭受雷擊/過電壓破壞,其后果可能會使整個監控系統運行失靈,并造成難以估計的經濟損失和安全方面的風險。
  監控系統防雷設備常見問題
  一、接地電阻太大或無接地!兑曨l安防監控系統工程設計規范》和《建筑物信息系統防雷技術規范》中沒有明確的規定監控系統防雷的接地阻值。一般按照計算機房阻值和信息系統接地阻值去做設計監控系統的接地阻值:獨立接地不大于4歐姆,聯合接地電阻不大于1歐姆。具體上說更具不同的地質情況可以適當的增加監控系統的接地電阻例如:森林防火單位,攝像機要求必需安裝到山脊上,地址情況是青石,200米范圍內無河流溝渠,無可以進行挖掘的大型碎石、土壤地帶。這個時候對于這個特定地方的監控系統接地如果要求做到不大于4歐姆,成本是監控系統本身的十倍甚至是幾十倍那么就選擇適當的增大接地電阻,使用大通流量的線纜作為連接地線。
  二、無直擊雷防護措施,這種情況比較常見的是槍機攝像機,有人認為已將安裝了三合一信號避雷器,接地也做好了,應該沒有問題了,可是卻不知道避雷器是防雷傳導雷、感應雷的工具,對于直擊雷沒有任何的作用。雷電對電子信息系統的損毀一般有幾種手段:1、機械效應,例如雷擊大樹,有時候會把大樹的支桿擊斷,主要靠得是雷擊的機械效應。2、熱效應,雷擊點的瞬間溫度可以達到3000度以上,使金屬瞬間熔化。3、電磁效應,這是一個無形的殺手,它功過電磁感應產生瞬間強電流燒壞設備。直擊雷防護只要使靠避雷針這個設備,改變了雷電的運行方向,使雷電不大可能直接擊中監控器。還有一種情況使使用曲桿球機的竟然安裝避雷針,這種情況的金屬桿本身已將將球機保護起來,沒有必要在增加成本,安裝避雷針。
  三、信號避雷器距離要被保護的設備太遠。如果避雷器安裝的距離離設備太遠,沒有辦法消除避雷器后到設備前端這段通信線路和電源線路上感應生出的雷電流。所以建議信號避雷器應該直接安裝到監控設備的前端,特別是哪些將信號電源線路走明顯的地方。
  四、接地線纜的問題,為了節省成本常常利用金屬桿作為工作接地系統的引下線,暫且不論"對"與"否".按照設計一般把金屬桿作為直擊雷保護系統引下線,這個時候把工作地接到金屬桿上,如果有直擊雷的時候在信號避雷器前端和金屬桿桿體瞬間沒有電壓差,也就是說你的直擊雷會直接沖擊信號避雷器或電源避雷器,這樣會使避雷器提前老化或當場損壞。所以建議工作地引下線應該單獨接出。
  五、三合一電涌保護器(或BNC電涌保護器)的選擇,根據市場的具體情況,和時間安裝經驗來看,BNC信號電泳保護器被長時間設定在避雷的范圍內,這個事對于監控器的保護是遠遠不夠的,對于監控器來說對它產生影響的還有電涌和尖鋒、毛刺等,引起電涌、尖鋒、毛刺有可能是附近大型用電工具的啟動或關閉、還有附近電磁場的變化等等,這些不僅僅需要壓敏或放電管的保護,還需要一個邏輯濾波電路,給監控器提供更安全的用電環境。作為后者的因素被忽略了。
  防雷保護是一個比較復雜的問題,對安全監控系統的防雷保護設計不僅取決于防雷裝置的性能,更重要的是在監控系統的設計施工之前,就要考慮到監控系統所處的地理環境,設計合適的線纜布放方式、屏蔽及接地方式?傊,防雷保護設計應綜合考慮,才能獲得良好的效果。
  安防監控系統防雷有道
  1、前端設備的防雷
  前端攝像機的安裝位置往往有室內和室外之分,安裝在室內的攝像機一般不會遭受直擊雷擊,但是,雷電過電壓也有可能對攝像機造成侵害,而室外的設備需要考慮防止直擊雷擊。面對這種情況,我們該如何進行防雷處理呢?
  通常的方法是,我們會將前端設備如攝像頭置于接閃器(避雷針或其它接閃導體)有效保護范圍之內。當攝像機獨立架設時,為了防止避雷針及引下線上的暫態高電位,避雷針最好距攝像機3-4米的距離。
  另外,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,我們通常會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;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,根據信號的傳輸速率、信號電平,啟動電壓以及雷電通量等參數等選取正確的防雷設備。
  2、傳輸線路的防雷
  對于模擬系統來說,其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。
  按規定,傳輸部分的線路在城市郊區、鄉村敷設時,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。
  不過需要注意的是,傳輸線埋地敷設并不能阻止雷擊的發生,大量事實顯示,雷擊造成埋地線纜的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。因此,如果采用帶屏蔽層的線纜或線纜穿鋼管埋地敷設,我們需要注意保持鋼管的電氣連通,這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。當然,如果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。
  3、監控中心的防雷
  在監控系統中,監控中心往往是處理監控錄像的地方,因此其防雷也顯得格外重要。
  簡單來說,監控中心防雷應從直擊雷防護、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護多方面進行。
  從直擊雷防護來說,監控中心所在建筑物應有防直擊雷的避雷針、避雷帶或避雷網。
  其防直擊雷措施應符合GB50057-94(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發生火災、爆炸、生命危險,等電位是一項很重要的措施";第3.3款:"在需要防雷的空間內防止發生生命危險的最重要措施是采用等電位連接")中有關直擊雷保護的規定。
  從雷電波侵入防護來說,進入監控中心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)。
  下面來解釋一下監控中心的等電位連接問題,一般來說,監控中心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。等電位連接是內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絡,以實現均壓等電位,防止需要防雷空間內的火災、爆炸、生命危險和設備損壞。
  應該說,監控系統防雷保護是一個比較復雜的問題,不僅僅是對戶外監控設備的保護,而且也考慮傳輸線纜、監控中心的防雷問題。對安全監控系統的防雷保護設計不僅取決于防雷裝置的性能,更重要的是在監控系統的設計施工之前,就要考慮到監控系統所處的地理環境,設計合適的線纜布放方式、屏蔽及接地方式。面對雷電的襲擊,你的監控系統是否能夠大聲吶喊:讓暴風雨來得更猛烈些嗎





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