安防監控系統防雷設計要點分析

唐劍波

摘 要：隨著安防行業的發展，對安防監控系統中防雷設計的要求也越來越高。近些年來，我國科學技術的不斷進步，帶動了安防監控系統很多設備的發展，使安防監控系統的很多設備步入到了電子行業的隊伍當中，大部分的安防監控系統中的防雷設備也都具有了高密度、低電壓和高速度的功能。文章對一般安防監控系統遭受雷擊損害的主要原因進行了簡單分析，說明了安防監控系統的基本構成，詳細分析了安防監控系統防雷設計的要點。

關鍵詞：安防監控系統；防雷設計；要點

隨著人們生活質量的提高，對社會管理的安全要求也越來越高。如今，電子技術和網絡已經普及到了每一個家庭當中，所以，安防監控系統也就更多地應用到了人們的生活當中。正因為安防監控系統的應用如此廣泛，導致在一些特殊的場所，比如銀行、軍事單位等公共場所，安防監控系統的設備遭到雷擊而導致的破壞頻率也就增加了。所以，對一些監控設備的電源、信號和設備進行防雷設計也就成了人們更加關注的一個難題[1]。

1 安防系統遭受雷擊損害的主要原因

如果因為安防監控系統的防雷設計沒有做到位，那么這種不到位的設計可能會導致整個安防監控系統無法正常工作，從而就會給社會以及國家造成難以估計的損失。而為了避免這種情況的發生，安防監控系統的設計人員在設計時就要考慮到各方面的因素，以保證安防監控系統能夠正常運行[2]。設計人員要將設計工作做到位，首先應該明確一般安防系統遭受雷擊損害的主要原因，或者雷電可能入侵到設備的途徑有哪些，具體如下。

1.1 直擊雷

直擊雷，顧名思義就是雷電直接擊中露天環境下的設備上損壞了設備；或者說是雷電擊中了與設備連接的架空線纜，使架空線纜瞬間熔斷，造成線路短路，損壞了設備。

1.2 雷電波

雷電波入侵就是累計或者雷電波感應到了進入到監控室的金屬管線、電源線或者信號傳輸線，這些金屬管線中都會有金屬絲，而雷電波就是沿著這些金屬導體直接入侵到了設備上，造成了設備的損壞。

1.3 雷電感應

避雷針就是專門針對防雷擊而制造的。實際情況下，當雷電擊中避雷針時，避雷針的周圍就會瞬間產生非常強的瞬變電磁場，這時在電磁場中就會感應出強大的電動勢，感應出來的電動勢就是感應雷，也就是人們經常說的二次雷。雖然它不會像直擊雷那樣對設備造成非常猛然的損害，但是它比起直擊雷卻有著非常高的發生率。

所以，在對設備損壞的原因進行分析時，應該選擇正確的防雷設計方案和防雷保護裝置，做好正確的防雷接地方式，以此提高安防監控系統的抗雷電能力，優化系統的防雷水平[3]。

2 安防監控系統的基本構成

電源設備以及傳輸線路：主要有不間斷的電源、穩壓器和變壓器等設備。前端設備：攝像機、刷卡器、報警器、電話、光端機等。傳輸線路：能夠將視頻、音頻、信號等傳輸出去的傳輸線路，這種傳輸線路是同軸電纜或者電線，它的傳輸方式可以是架空，也可以是地埋。終端的控制設備：可以是畫面監視器或者是硬盤錄像機等在終端對整個安防監控系統進行控制的設備[4]。

3 安防監控系統防雷設計的要點

3.1 防雷設備的電源系統防雷設計

目前為止，經過大量的實際運行經驗得出，由電源系統耦合進入的感應雷擊造成的設備損壞占雷擊損害的3/5，甚至還高于這個數。所以，在對安防監控系統進行防雷設計時，對設備的電源系統進行避雷設計是整個監控防雷系統中一定不能夠漏掉的重要環節[5]。

3.1.1 防雷設備電源的防雷設計

對安防監控系統的主機房和前端設備的電源系統進行雷電防護時，可以分別采取三級和二級防雷保護的設計方案。第一級設備電源的防雷器：在設計時需要將這一級的防雷器設計在主控機房所在樓層的三相電源的配電箱里面。將這個避雷器作為監控系統中主控機房的第一級的設備電源防雷保護，并且要在這個防雷設備的回路中串連一組空開，串聯空開的主要目的就是保護供電線路的正常運行。第二級設備電源的防雷器：在主控機房和前端設備配電箱的輸入端安裝一套三相C級的防雷器。這個防雷器就可以作為設備電源的第二級電源的防雷保護，對線路中的電器設備進行保護，使它們免受各種電壓浪涌的危害。第三級設備電源的防雷器：如果監控系統的主控機房和前端的設備都為USP集中供電的方式，那么就需要在USP的后端安裝一套第三級設備電源的防雷器。

3.1.2 防雷設備的選擇

對安防監控系統防雷設備進行選擇時，所選取的防雷設備要符合國家防雷設備的相關標準。

3.2 對監控系統的前端設備防雷設計

監控系統的前端設備可以安裝在室內，也可以安裝在室外。安裝在室內的監控系統的前端設備雖然在一般情況下不會受到直擊雷的損害，但是在設計時一定要考慮到雷電過電壓對設備造成的損壞；而安裝在室外的監控系統的前端設備在進行設計時需要將以上兩種情況都考慮在內。任何一個監控系統都必須要有以下4個系統，即前端系統、終端系統、傳輸系統以及控制系統。因為監控系統的前端系統一般都是安裝在室外的，所以也是最容易遭受到直擊雷和感應雷入侵的，如果前端系統遭受到了雷電入侵，那么雷電感應就會將雷電傳輸給監控中心，從而損壞監控系統終端的設備，使整個安防監控系統的控制系統無法正常工作。在監控設備的每一條進線端上都加裝上相應的防雷保護，對與一些比較長的線路上，在線路的兩端都加上防雷保護。

監控系統中安裝在室外的前端設備應該設計安全的接地系統。安防監控系統的前端設備在設計時應該考慮到它是否在接閃器有效的保護范圍之內。如果在特殊情況下需要獨立架設一臺前端設備（如攝像機）時，需要將避雷針安裝在離前端設備最佳的距離，這個最佳的安裝距離就是離攝像機3～4米之間，如果因為周邊環境或者其他原因而達不到現場安裝前臺設備（如攝像機）的條件，也可以在攝像機的支撐桿上面架設避雷針，沿著金屬桿引入攝像機的電源線和信號線時，需要將電源線和信號線進行穿金屬管而達到屏蔽的效果。endprint

3.3 傳輸線路的防雷設計

在安防監控系統中，如果攝像機是在室外，那么此時攝像機的電源引入端可以就近選擇，從設備的終端進行引入也行，或者從監視點附近的電源引入也行，可視現場情況而定。一般情況下信號線的傳輸距離都比較長，而它的耐壓水平又特別低，所以它很容易受到雷電流的感應，進而損壞設備。而我們為了把雷電流從信號傳輸線導入到大地，就要使輸電線路的過電壓保護器快速地進行響應，所以在對設計信號的傳輸線路進行設計時，必須考慮到信號的傳輸速率，信號的啟動電壓以及雷電的通行量等相關參數。控制信號的傳輸線和報警線一般選用銅芯屏蔽的軟線，并且將它架設在前端和終端之間。一般在城市郊區或者鄉村時，可將控制信號的傳輸線埋敷在地下，當外部條件達不到線路的埋敷條件時，可以用通信管道或者架空的方式，但是此時，傳輸線路與其他線路之間的間隙最小距離應該符合相關規范和要求。

3.4 終端設備的防雷設計

在監控室的防雷設計中，最重要的是要做好建筑物的防雷設計和控制機房的防雷設計，重點是在機房接地網的建設上要嚴格地設計好等電位的連接網，以及各種防雷接地，當好幾個接地共用一個接地系統時，接地裝置的電阻值要滿足最小電阻值的要求（<1 Ω），還要從多個防雷保護方面著手。其中在設計時，可以把進入監控室的各種金屬管線都接到防感應雷的接地裝置上。而如果需要將架空電纜直接引入監控室時，一定要在電纜進入監控室的地方設計上避雷器裝置，并且還要將線纜的金屬外護層以及自承鋼索一起連接到接地裝置上面。在監控室里面應該設計一等電位的連接母線，這條一等電位的連接母線應該與建筑物的防雷接地、PE線、設備保護地等連接到一起，能夠有效地防止產生電位差[6]。

4 結語

安防監控系統已經被廣泛地應用在了我們生活中的每一個角落，以至于安防監控系統中的防雷設計問題也日益突出，而雷電對安防監控系統的損害是多種多樣的，也就說明防雷保護是一個非常復雜的問題。而安防監控系統的防雷保護設計除了和防雷裝置的性能有關外，還和安防監控系統的地理環境、線纜布放的方式、屏蔽方式以及接地方式等有關。總而言之，安防監控系統中的防雷保護設計應該結合多種因素綜合考慮，才能在之后的運行當中看到良好的效果。

[參考文獻]

[1]李勇.現階段安防監控系統的防雷設計要點分析[J].信息通信，2016（5）：56-57.

[2]白鑫.有關安防監控系統防雷技術要點的分析[J].通訊世界，2017（23）：272-273.

[3]徐有根.安防監控系統防雷工程設計[J].現代建筑電氣，2014（16）：22-26.

[4]李慶君，淡奇峰.安防監控系統的防雷設計[J].知識經濟，2015（3）：113.

[5]查國平.室（野）外安防監控系統防雷保護設計和應用[J].電子世界，2015（26）：154.

[6]代建新.安防監控系統的雷電防護設計[J].科技資訊，2014（11）：35-37，39.endprint