浅析视频监控系统的雷电防护

聂新宇++唐嵘++唐瑶

摘要：视频监控系统遭受雷击损害的途径是有很多。该文主要对视频监控系统遭受雷击损害的主要原因以及雷电可能侵入的途径进行了初步探究分析，在此基础上结合实际案例对视频监控系统如何进行雷电防护进行了阐述。

关键词：视频监控系统 组成 雷击损害 防雷措施

中图分类号：TM86文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

视频监控系统由于能实时反映某一特定区域所发生的事情，有效提高安全性，在银行、监狱、军工单位、交通、住宅、库房管理、公共场所等各行各业中的应用越来越普遍。视频监控系统在普及的同时，由于其所处环境的特殊性，其自身的防雷安全也成为一个越来越受人关注、重视的问题。

现代的视频监控系统产品设备是敏感的电子设备，具有高速度、高密度、低功耗和低电压的特点。视频监控系统抗浪涌能力、抗干扰的能力较差，特别是在雷雨季节。这就使得监控系统设备特别容易被雷击过电压损坏，以至于整个视频监控系统不能正常运行，由此带来经济损失和安全风险。为了使视频监控系统的抗雷击过电压干扰能力和整体的防雷水平得到有效提高，本文从能够有效、准确地提供视频监控系统的防雷解决方案的角度，先了解监控系统的系统构成，然后准确分析监控系统遭受雷击损害的主要原因以及可能的雷击过电压的入侵途径，并在此基础上提出采取合适的防雷保护措施，加以防范。

1 视频监控系统和其遭受雷击损害的原因

1.1视频监控系统的构成

视频监控系统主要有三部分组成，主要包括摄像机、镜头、支架、解码器云台、防护罩等。

传输部分采用双绞线、光纤、同轴电缆通过架空、埋地或沿墙敷设等方式传输图像信号。终端部分可以分为控制部分和显示部分，主要由画面分割器、监视器、控制设备和视频储存设备等组成。

1.2视频监控系统遭受雷击损害的主要原因

1.2.1直击雷

当雷电直接击中露天的摄像机或架空线缆，电效应、热效应和机械力就同时产生，结果直接损毁设备和线路。

1.2.2雷电侵入波

由于雷击在监控系统的电源线、信号传输线或引入监控中心的金属管道上产生的冲击电压，雷电波可能沿这些线路或管道侵入设备，从而导致高电位差的产生，使设备损坏或线路。

1.2.3雷电感应

电磁感应：当监控系统所在的附近区域有闪电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场，监控设备和传输线路上会感应出很高的电动势，从而造成损坏、损毁设备。

静电感应：带电的积云接近地面时， 在附近的金属导体和传输线路上会感应出大量的电荷。雷云主放电后，云与大地间的电场虽消失，但建筑物和传输线路上感应集聚的电如果不就近泄散入地就会产生很高的静电感应电压，从而损坏损毁设备。

1.2.4地电位反击

接闪器、引下线、接地体在遭受强大的直击雷时，在接闪瞬间与它们相连接的金属导体上会产生很高的瞬时电压，这时周围金属物体、设备、线路体之间与瞬时电压会形成巨大的电位差，这个电位差引起的电击就是足以损坏电器和设备的地电位反击。

2 视频监控系统综合防雷措施

2.1 前端设备的防雷

在室内视频监控系统前端设备或其他防雷系统的保护范围之内，一般没有直击雷击。需加装直击雷防护措施的是没有处于直击雷保护范围之内的前端设备。一般都采用将接闪器架设在前端设备的金属支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身，但沿杆引上的电源线和信号线应穿金属管敷设，金属管应可靠接地，以防止电磁感应。

室外的前端设备应有良好的防直击雷接地，同时为了防止雷电波入侵前端设备，每天线路进入前端设备前要加装合适的SPD，SPD接地与直击雷接地应采用共用接地，接地电阻值要求<4Ω。

2.2 传输线路的防雷

传输线路最安全的布线方式应是采用屏蔽层的电缆或全过程穿金属管埋地敷设，金属管两端做有效接地。在实际工程中不允许的情况下，可以全程穿金属管架空走线，这样为避免首尾端设备损坏，架空线传输时应在每一电杆上作接地处理。

2.3 终端设备的防雷

在视频监控系统中，做好监控室的直击雷防护、雷电波侵入、屏蔽和等电位连接、电涌保护等至关重要。监控室的直击雷保护措施，应满足GB50057-2010中的有关直击雷保护的规定。同时，良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻越小过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不得>4Ω。采用联合地网时，其接地电阻不得>1Ω。接地线材应尽量选用线径粗的铜材，泄流快，并能减低地电位反击电压。

监控室内的各种浪涌保护器接地、电源PE线、防静电接地等应均连接到设置的等电位连接母排，等电位连接排与直击雷保护应共用一套接地网。金属穿线管在进入机房前两端应与地网连接，如果采用架空线的方式引入监控室内，为避免首尾端设备遭受损坏，架空传输时应在每一电杆上作接地处理，架空线的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。为防止监控室内出现地电位反击，与等电位母排进行连接的监控室内各种SPD的接地线应是最直、最短的距离，且不应>0.5m，当>0.5m时应适度加粗线径。

进入监控室的各种金属管线在入户处应加装电涌保护器（光缆除外），同时应接到防雷接地装置上，并将线缆金属保护层也接到接地装置上。一般而言，摄像机和进入视频监控室的的视频线是相对应的，同轴视频信号避雷器应在每条视频传输线进入硬盘录像机或其他设备前加装，每一路加装一支。采用光缆传输视频的监控系统，不需要安装视频防雷器了。

接各种设备前，在云台控制信号线、数据采集器通讯信号线或其他监控信号线的接线端子前串装入信号避雷器，能够有效避免浪涌电压对设备的损毁。每一路加装1支。

3 简牍博物馆视频监控系统防雷设计方案

简牍博物馆的视频监控系统主要采用1个监控中心连接6个弱电柜（光缆通讯），弱电柜再与几个视频监控器、红外对射和红外探头相连，对全博物馆进行视频监控保护。

3.1前端设备的防雷

对于没有处于接闪器范围内的摄像机或红外探测器，在金属支撑杆上架设接闪器，并利用金属杆本身作其引下线，就近接地。前端设备处安装合适的SPD，为防止SPD接地与前端设备接地产生地电位反击的可能，SPD接地与弱电柜地网共用接地。

3.2弱电柜的防雷

在弱电柜处建设一接地电阻小于4Ω的新建地网，同时弱电柜内设置一等电位连接排，将各种浪涌保护器接地、电源PE线、设备保护接地等均连接到等电位连接排上，进入弱电柜内的电源、信号、视频安装合适的SPD，这些线缆的金属外皮均连接到等电位连接排上。等电位连接新建地网。

3.3非光缆线路防雷

为消除感应雷对非光缆线路的影响，电源、视频、信号线路全程穿钢管埋地深0.8米引入弱电柜，同时钢管两端分别与弱电柜地网和前端设备的直击雷接地做等电位连接。

3.4视频监控中心机房防雷

接地网：视频监控中心机房建设接地电阻<1Ω的地网。

防雷电波侵入：视频监控中心机房电源在进入视频监控中心设备前需做2级雷电防护。

防雷电感应：由弱电柜进入监控中心机房的光缆金属外皮就近连接到机房内的均压环上。

视频监控中心机房内设置一均压环，将各种浪涌保护器接地、电源PE线、设备保护接地、防静电接地等就近连接到等电位连接排上，均压环连接新建地网。

防地电位反击：新建地网与建筑物防直击雷接地网相连，均压环引入地网点与引下线局里大于3m。

该文通过对视频监控系统可能遭受雷击损害的主要原因分析及其雷电防护解决措施，结合简牍博物馆视频监控系统防雷实际施工中的一些问题，有限地阐述了防雷技术在提高视频监控系统安全性中的应用。，

电柜

参考文献

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