高清攝像機的防雷

文｜西安航嘉電子有限責任公司 李宗哲

目前，數字高清網絡攝像機在視頻監控上的應用越來越成熟，越來越廣泛。由于高清百萬像素網絡攝像機不但清晰度高而且操作簡便、易于安裝，可在很大程度上減少工程布線和施工成本，讓CCTV網絡無限延伸。

高清網絡攝像機的防雷與模擬攝像機防雷的不同之處在于感應雷的防護。高清攝像機視頻信號和控制信號可以采用TCP/IP協議在網線上傳輸（攝像機上設置有RJ45網絡接口，而高清攝像機的安裝，在布線時一般選用網線來傳輸視頻信號和控制信號）。高清攝像機的布線特點決定了高清攝像機感應雷防護的重點是攝像機電源線路的防雷和RJ45網口的防雷保護。

下面具體地介紹室外高清攝像機的全方位防雷解決方案。

1 高清攝像機直擊雷的防護

室外高清攝像機的防雷需要考慮直擊雷防護和感應雷防護。如果攝像機處于雷擊危險區域，容易遭受直接雷擊，就需要安裝直擊雷防護裝置，在攝像機位置處安裝接閃器引下線和接地裝置來組成直擊雷的防護系統。一般接閃器選用避雷針，引下線選用金屬立桿或鍍鋅扁鋼、鍍鋅圓鋼，接地裝置采用接地模塊或金屬接地極。

避雷針的安裝高度要根據滾球法來計算，滾球半徑一般取60m。在避雷針的針尖接閃60m半徑滾球的情況下，能使攝像機處于滾球半徑保護范圍之內的避雷針的高度就是合適的，否則避雷針的安裝高度就需要增加。

引下線是把避雷針和接地裝置連接起來，提供一個雷擊接閃的泄放通路；接地裝置的作用是把雷擊能量盡可能快地，盡可能有效地泄放到大地，以避免直擊雷對攝像機及線路造成破壞。

根據相關國標要求，監控系統前端攝像機接地系統接地電阻不能大于10Ω，對于高土壤電阻率的山地，土壤電阻率大于2000Ω·m時，接地電阻不大于20Ω。相關標準為《安全防范工程技術規范》（GB 50348）3.9.3和《安全防范系統雷電浪涌防護技術要求》（GA/T 670-2006）4.11。

攝像機直擊雷防護避雷針安裝方式如圖1、圖2所示。

2 高清攝像機對感應雷的防護

高清攝像機的感應雷防護主要包括高清攝像機電源端口的防雷和網絡RJ45接口的防雷。

感應雷的防護也就是電涌保護。電涌（surge）也稱瞬態過電壓或浪涌過電壓，是一種電路中出現的短暫電壓波動，產生的時間僅幾毫秒，但電壓可達幾十千伏。它們以感應耦合方式，通過相連的電網饋電、檢測或者數據傳輸導線進入電子、電氣設備。目前，電涌是導致電子設備頻繁損壞的最大原因。

引起電涌過電壓的常見原因主要有：雷擊放電、操作過電壓、靜電放電（ESD）、核爆電磁脈沖等，其中雷擊放電是造成電涌過電壓的主要原因。

圖1 避雷針設置于攝像機立桿上的示意圖

圖2 避雷針獨立設置的示意圖

感應雷防護的主要措施就是在高清攝像機的電源端口和網絡端口設置電涌保護器。電涌保護器曾有多個名稱，包括浪涌保護器、過電壓保護器、防雷器等，現在國內統一的書面正式名稱為SPD，翻譯為電涌保護器。

2.1 高清攝像機電源部分防雷

高清攝像機電源部分防雷比較完善的方案是在高清攝像機電源部分設置兩級電源防雷，具體方案如下：

◆ 在220VAC電源進線端設置C級電源電涌保護器，如HJSPD40/2-385，作為前端的第一級防雷；其標稱放電電流（8/20）20kA， 最大放電電流40kA，泄放能量大，用于對前端攝像機及前端設備箱所有用電設備電源端的防雷保護；

◆ 前端設備的第二級電源防雷裝置是在攝像機電源適配器進線端設置的D級電源電涌保護器，如HJSPD FLD230，其標稱放電電流5kA，最大放電電流10kA。

方案配置如圖3所示。

如果選擇將電涌保護器安裝于攝像機的適配器出線端，則選用24V電源電涌保護器，如HJSPD FLD24，其標稱放電電流5kA，最大放電電流10kA。

方案配置如圖4所示。

對于雷暴日比較多，雷擊比較頻繁，雷擊強度比較大，比較重要的場所，建議按以上配置來設置電涌保護器，以實現對前端攝像機的可靠保護。

所有設置的電涌保護器接地端要用不小于6mm2的銅質導線穿金屬護管與攝像機的接地裝置連接。

對于不太重要，雷擊強度不大的一般場所的攝像機，可以只配置D級電源電涌保護器，如在攝像機適配器220V交流電源進線端設置HJSPD FLD230，或者在適配器的出線端，24V或12V端，設置HJSPD FLD24。

配置方案如圖5、圖6所示。

圖3

2.2 高清攝像機信號部分防雷

高清攝像機一般選用RJ45網絡端口連接網線，用網線傳輸視頻信號和控制信號到視頻服務器或視頻光端機。

對于攝像機網絡端口的電涌保護，配置方案是在網絡端口設置網絡電涌保護器，如HJRJ45E100/4。

如果要保護視頻服務器或光端機的網絡接口，就需要在相應位置也安裝網絡電涌保護器HJRJ45E100/4。

配置方案如圖7所示。

所有的信號電涌保護器都要做好接地，這樣才能使電涌保護器起到防雷保護的作用；否則沒有泄流通路，是無法起到保護作用的。

只有對高清攝像機進行了直擊雷和感應雷的系統防護設置，才能提高攝像機的防雷能力，保證室外攝像機的可靠安全運行。

圖4

圖5

圖6

圖7