视频监控系统防雷探讨

摘要： 视频监控系统已经得到了广泛的应用，为单位和个人的安全提供了保障。但是，视频监控系统的安全往往没有得到应有的重视。对视频监控系统最大的威胁主要来自于雷击，在系统设计与施工的过程中要注意对雷击的防护。

关键词： 视频监控 防雷

一、序言

现代的视频监控产品均系微电子化产品，这些监控设备具有高密度、高速度、低电压和低功耗等特性。其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感，这就使得监控系统设备极易遭受雷击/过电压破坏，其后果可能会使整个视频监控系统运行失灵，并造成难以估计的经济损失和安全方面的风险。

二、视频监控系统的构成

视频监控系统，一般由以下三部分组成：前端部分：主要由黑白（彩色）摄像机、云台、防护罩、支架等组成。传输部分：使用同轴电缆、电线、多芯线，采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输音频、视频、控制信号和馈送交、直流电源等。终端部分：主要由控制设备、画面分割器、视频矩阵、监视器、录像存储设备等组成。

三、视频监控系统遭受雷击损害的主要原因

（一）直击雷

一是雷电直接击中露天的摄像机、云台等前端设备，造成直接损毁；二是雷电直接击在线缆上，造成线缆熔断、损坏。

（二）雷电侵入波

视频监控系统的电源线、信号传输线或进入监控室的其它金属线缆遭到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线/导体侵入设备，导致高电位差使设备损坏。

（三）雷电感应

电磁感应：当附近区域有雷击闪络时，在雷击落实通道周围会产生强大的瞬变电磁场。处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电动势，以致损坏、损毁设备。

静电感应：当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上会感应出与雷云相反的束缚电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kV静电电位，信号线路上可达40-60kV静电电位，一旦雷云放电后，束缚电荷迅速扩散，即引起感应雷击。

（四）地电位反击

直击雷防护装置（避雷针）在引导强大的雷电流流入大地时，在它的引下线、接地体以及与它们相连接的金属导体上产生非常高的瞬时电压，对周围与它们靠得近却又没与它们连接的金属物体、设备、线路、人体之间产生巨大的电位差，这个电位差引起的电击就是地电位反击。这种反击不仅足以损坏电器和设备，也可能造成人身伤害或火灾爆炸事故。

四、视频监控系统防雷解决

（一）直击雷防护

直击雷防护，是防雷保护不可或缺的重要基础，是防雷保护不可忽视的组成部分。

一是前端设备的直击雷防护。安装于室外的设备，多数处于相对开阔的地带，直击雷风险较大，则必须考虑直击雷防护问题。

视频监控系统前端设备，如摄像头等，应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。对于已经处于其它接闪器或高层建筑原有接闪系统保护范围之内的前端设备，一般可以不再另行考虑直击雷防护；对于未处于任何接闪系统保护范围之内的前端设备，则均应考虑直击雷防护问题。从技术经济的角度考虑，前端设备直击雷防护安装独立避雷针不具备可行性，一般都采用将避雷针架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身，但为了防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管敷设，金属管应可靠接地。

二是传输线路的直击雷防护。为了使传输线路免遭直击雷的侵害，传输线路应尽量避免架空敷设，最好是穿金属管埋地敷设，金属管的两端应可靠接地。

三是终端设备的直击雷防护。终端设备机房（一般称监控机房）所在建筑物应采取防直击雷的措施，可采用φ10的圆钢（刷银粉漆）在楼顶构筑避雷带，另外用φ10的圆钢做避雷带支撑，支撑高度15cm，每隔1m设一支撑，并用40×4mm的镀锌扁钢作为引下线与地网（地网电阻应小于10Ω）连接，引下线的间距应不大于25米。

也可以采用避雷针作为防直击雷的措施，用40×4mm的镀锌扁钢作为引下线与地网连接，避雷针的高度、安装位置应根据滚球法进行计算。

（二）防雷接地系统

视频监控系统前端、终端设备均应有良好的防雷接地，相应接地系统应符合规范要求。一般独立于监控机房所在建筑物的前端设备均须设有独立接地。无论前端还是终端设备的接地系统，如果距离小于20米的情况，两个接地系统之间应做等电位连接。

（三）沿墙敷设应注意的问题

许多布线人员，习惯于将户外走线线路与建筑物避雷带、引下线相互捆绑。方便了工程施工与美观的同时，也带来了较大的防雷安全隐患。这一点是值得重视和注意的。为减小雷害风险，任何导线/金属线路均应尽可能避免与直击雷防护系统平行捆扎，而应依有关规范要求。

（四）视频监控系统的传输线路防护

最安全的布线方式，应采取全程穿金属管埋地敷设，同时，金属管两端务必做有效接地。穿金属管埋地敷设的传输线路，可以使雷电侵入波的幅值得到相当程度的衰减，从而降低设备遭受雷电侵入波损害的概率。实际工程中，很多情况下条件不允许时，可以全程穿金属管架空走线；或者不作全程穿金属管，但在电缆进入监控机房和前端设备前务必穿金属管埋地敷设，埋地长度应不小于15米，在入户端将电缆金属外皮、金属管与防雷接地有效连接。

所有传输线路的两端均应安装相应的防雷器。

五、结束语

视频监控系统的雷电防护问题，具有着较强的综合性、复杂性和代表性，在设计、施工和使用中还应注意几个问题。一是防雷设计应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律以及被保护物的特点等的基础上，详细研究防雷装置的形式及其布置。二是在具体工程中，防雷设备安装位置及设备选型均应由专业人员根据实际情况选定。三是应采用技术和质量均符合国家标准的防雷设备、器件、器材，避免使用非标准防雷产品和器件。四是避雷针体、避雷带、支架、接地引下线、接地体、连接线等部件，均应采用热镀锌等方法，有效防止锈蚀。五是应定期检查防雷器的使用情况，发现有损坏、老化的情况应及时更换。