一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和引雷途徑
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由以下三部分組成：
①前端部分：
主要由彩色攝像機(jī)、鏡頭、云臺、防護(hù)罩、支架等組成。
②傳輸部分：
使用同軸電纜、網(wǎng)絡(luò)線纜、電線、地埋和沿墻敷設(shè)等方式傳輸視頻、音頻或控制信號等。
③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、引雷途徑
監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊，由以下幾種途徑對系統(tǒng)產(chǎn)生破壞。
①直擊雷：
雷電直接擊在露天的攝像機(jī)上造成設(shè)備損壞。攝像機(jī)立桿沒有任何保護(hù)，基本每次雷擊都會被損壞。 有部分室外立桿上安裝避雷針，直接使用立桿桿體作為引下線，在引雷過程中，竿體上傳導(dǎo)的雷電流通過與攝像機(jī)外殼的導(dǎo)體連接，仍然會對攝像機(jī)造成損害。
②雷電波侵入：
電源線、信號傳輸線、視頻線被雷電感應(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。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(jī)率大得多，按原郵電部的統(tǒng)計(jì)感應(yīng)雷造成的雷擊事故約占雷擊事故總和的80%。
二、方案設(shè)計(jì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范
依據(jù)中國GB標(biāo)準(zhǔn)與部委頒發(fā)的防雷設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)都必須有完整完善之防護(hù)措施，才能保證該系統(tǒng)能正常運(yùn)作。這包括電源供電系統(tǒng)、控制信號系統(tǒng)、視頻傳輸設(shè)備等裝置應(yīng)有防護(hù)裝置保護(hù)。
此方案的主要技術(shù)依據(jù)為：
1、《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50057-2022（2022年版）
2、《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷保安器》 GA 173-1998
3、《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)雷電電磁脈沖安全防護(hù)規(guī)范》 GA 267-2000
4、《電子計(jì)算機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50174-93
5、《計(jì)算站場地技術(shù)文件》 GB2887-89
6、《計(jì)算站場地安全要求》 GB9361-88
7、《雷電電磁脈沖的防護(hù)》 IEC1312
8、《過電壓保護(hù)器》 VDE-0675
9、《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 CECS 72-97
三、應(yīng)對措施
根據(jù)對監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析，以及雷電可能的侵入途徑， 現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)作以下防雷解決方案。
1、前端設(shè)備的防雷
室外視頻監(jiān)控設(shè)備的防雷和抗浪涌設(shè)計(jì)，在整個安防設(shè)備的系統(tǒng)中占據(jù)非常重要的地位。尤其暴露在道路兩側(cè)的立桿上的攝像機(jī)，被損壞率大于普通建筑物周圍的室外攝像機(jī)。究其原因，主要是室外直擊雷和雷電電磁感應(yīng)發(fā)生量較大，范圍較廣，防雷區(qū)域級別較高所致。
1、直擊雷：一般直擊雷的能量場極強(qiáng)，處于該雷電流過的通道附近的任何弱電設(shè)備和建筑物都會受到不同程度的損壞。目前常用的防雷手段是將被保護(hù)的對象納入接閃器的保護(hù)范圍之內(nèi)。通過引下線和接地裝置配合，將接閃器傳導(dǎo)過來的雷電流導(dǎo)引泄放到土壤之中。
2、接地體制作：依據(jù)GB50057-2022建筑物建筑物防雷規(guī)范的要求，室外建筑物防雷接地的電阻值應(yīng)＜10Ω，弱電設(shè)備接地裝置接地電阻＜4Ω。防雷接地體的形狀和安裝深度如圖1所示。制作時可用2根長度為2 m的50×50×3 mm鍍鋅角鋼作垂直接地體，每根垂直接地體的間距為2.5 m，垂直接地體之間用40×4 mm的鍍鋅扁鋼作為水平接地體連接，水平接地體的深度應(yīng)大于300 mm。水平接地體與垂直接地體焊接時，焊接搭接頭長度為扁鋼寬度的2倍（必要時可另加搭接頭）。焊接時應(yīng)采用對焊方式，焊接后用防銹漆作防腐處理。接地體引出線可采用扁鋼焊接引出，與避雷針引下線連接。若附近有攝像機(jī)的設(shè)備箱存在，可將引上線與箱體內(nèi)部的設(shè)備的接地裝置連接，或者作為防雷設(shè)備的接地裝置使用。接地電阻較高時，可采用降阻措施來解決。如更換土壤、 使用降阻劑、深埋接地極 、增加土壤的濕度等等方法。
3、監(jiān)控設(shè)備的防雷：監(jiān)控設(shè)備的核心元器件對浪涌電流非常敏感。在各種設(shè)備進(jìn)出信號的端口上安裝合適的信號防浪涌器可很好的解決此類問題。以我司防雷器舉例說明：在安裝設(shè)備之前，需要在設(shè)備箱附近預(yù)先建造一個合適的接地裝置（具體做法參閱上個段落的內(nèi)容），接著布管和安置室外設(shè)備箱，注意各種線纜的進(jìn)口端必須分開。安裝設(shè)備之前不能通電，檢查設(shè)備的安置情況是否合格。為重要的設(shè)備安裝相應(yīng)的信號防雷器，并將配置的接地線纜連接到接地匯流排上。以下是室外攝像機(jī)（網(wǎng)絡(luò)型）的抗浪涌防護(hù)的安裝示意圖：
2、監(jiān)控機(jī)房的防雷
在視頻監(jiān)控系統(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、等電位連接和電涌保護(hù)多方面進(jìn)行。
監(jiān)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GB50057－2022中有關(guān)直擊雷保護(hù)的規(guī)定。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。電纜線直接引入時，在入戶處應(yīng)加裝防雷器，并將線纜金屬外護(hù)層接到接地裝置上。由于有80％雷擊高電位是從電源線侵入的，為保證設(shè)備安全，一般電源上應(yīng)設(shè)置三級防雷器（電源防雷模塊），該系列防雷模塊最大通流容量為20～60kA。
另外，監(jiān)控室應(yīng)該有獨(dú)立的專用接地網(wǎng)，接地電阻應(yīng)在4Ω以下。室內(nèi)的靜電地板下預(yù)先鋪設(shè)接地銅排或環(huán)狀金屬帶。室內(nèi)設(shè)備之間應(yīng)做完整的等電位連接裝置，避免靜電電磁感應(yīng)和電壓差對設(shè)備和人員的損傷。
通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)的全面防雷措施的使用，直擊雷、感應(yīng)雷、過電壓均得到了有效的遏制和引導(dǎo)，線路上也可以實(shí)現(xiàn)吸收以及分流浪涌電流。雷電損壞的幾率可下降85％以上。
