淺析安防監控LED補光燈應用、監控桿防雷、供電鏈路等問題

福建省東方四維科技有限公司 廖開堂

淺析安防監控LED補光燈應用、監控桿防雷、供電鏈路等問題

福建省東方四維科技有限公司 廖開堂

安防系統是建筑智能化系統中的重要組成部分，而視頻監控系統又是安防系統的核心子系統，在“平安城市、平安社區”“雪亮工程”等建設項目中基本為視頻監控系統建設。視頻監控系統在當前社會治安、社會秩序維護中越來越承擔著重要的作用。在開展視頻監控系統工程設計及施工中，應該根據應用需求選擇適當的設備和施工工藝，提高視頻監控系統的性能及穩定可靠性。基于此，本文就將對視頻監控系統工程中LED補光燈的應用、監控桿防雷、供電鏈路實施中存在的一些問題展開研究，希望對這項工作的開展起到一定的指導意義。

智能化建設；視頻監控系統；LED；防雷；接地；供電

在當前社會大開放的環境下，視頻監控系統是公共安全管理及社會秩序維護的有力工具和手段，當前各級政府在大力推廣“雪亮工程”等視頻監控建設。視頻監控系統建設費用在智能化建設項目中占據較大的比重，能否把視頻監控系統建成優良項目，確定了一個智能化建設的成敗。筆者通過多年的實際經驗，就視頻監控系統中的LED補光燈應用、監控桿防雷、供電鏈路實施過程中的一些設計缺陷、工藝誤區作些探討，以其為同行業者提供一些借鑒和幫助。

一、監控補光燈設計及應用問題

為保證良好的監控效果，應為攝像機提供適當的環境照明條件。戶內監控環境一般問題不大，大都有足夠的照度條件，但對于戶外監控則需對此做好補光的設計規劃。

雖然當前廠家有推出低照度攝像機，如星光級攝像機、微光攝像機等在暗環境下能獲得較理想的監控圖像，但基于成本等方面的考量，采用一般低照度攝像機配合人工補光燈的設計仍是性價比較高的方案。

在實際工程應用中，對于補光燈的選型及安裝存在一些普遍性的問題。下文就此展開一些探討。

1.補光燈的設計技術要求

參考上海地標DB31/294《住宅小區安全技術防范系統要求2010版》，對攝像機監控區域范圍內的照度是有要求的：

a）監控區域應無盲區，并應避免或減少圖像出現逆光現象；

b）攝像機應采用穩定、牢固的安裝支架，安裝位置應不易受外界干擾、損傷…；

c）固定攝像機的安裝指向與監控目標的垂直夾角宜≤30°，水平夾角宜≤45°；

d）攝像機工作時，監控范圍內的平均照度應≥10Lx，必要時應設置與攝像機指向一致的輔助照明光源。

2.補光燈具的選型

應用于安防監控領域，在環境照度不足時，給安防攝像機提供輔助光源，補足監控所需的光照度。監控LED補光燈，通常用白光和紅外（波長為850nm和940nm）兩種LED作為光源，白光LED補光燈是可見光，常用來配套彩色攝像機。紅外LED補光燈常用來配套黑白或彩轉黑攝像機。

LED補光燈的工作方式通常有：光敏光控、常亮照明、頻閃等。安防補光一般是測光控制。

3.場景補光的方案

a）園區出入口監控照明

（1）人行通道采用散射角較大的節能燈，安裝在遮棚，墻柱等位置。

（2）人車混行在道路的兩側采用散射節能燈加LED投射燈的組合方式，投射燈方向朝外但不宜直射車行方向，側照車道的角度可以根據照射距離做合理布置，光強可調節。

（3）如果安裝位置LED投射燈直射車道對駕駛有影響，可以壓低投射角甚至照射地面，靠地面反光散射來達到補光效果。

（4）無崗亭的園區出入口，應首選增加路燈照明。

（5）補光效果應調整到圖像清晰柔和的效果。

b）園區周界監控照明

（1）宜在每個防區設置照明補光。

（2）安裝在周界實體圍墻的內側。

（3）周界照明補光應可受控于報警聯動。

c）園區道路監控照明

（1）除了通常的道路照明以外，可以根據攝像點監視的區域增補照明。

d）建筑物出入口監控照明

（1）建筑物出入口攝像機安裝在室外的，攝像機朝向建筑物出入口

（2）補光可以采用散射節能燈和LED投射燈相結合的方法，LED投射燈朝向出入口，光強可以根據距離適當調整到圖像清晰柔和。

4.補光燈配置設計中經常存在一些問題

（1）戶外監控紅外LED補光燈效果差：戶外樹木、草地、水面會吸收紅外光，導致被攝物體沒有足夠的環境照度，未起到補光效果，圖像不清。因此，對于上述監控區域盡量采用白光補光燈；

（2）對于如水庫大壩等場所監控，如安裝白光補光燈會吸引白蚊聚集，導致其在大壩筑窠破壞大壩的安全。在該特殊區域，則建議不要安裝補光燈，而采用星光級攝像機。

二、監控桿防雷接地

戶外監控攝像機大部分采用立桿安裝方式，常規治安監控桿約6米高（交通監控桿約9米高）。戶外監控設施安全首先是防雷接地問題，包括防直擊雷及信號防雷。

1.避雷針的安裝

下圖為我們常見的監控立桿規格及制作方式：

上圖監控桿總高6600mm，其中監控攝像機安裝于6m高處，上部連接一600mm的避雷針。橫壁分別為600mm和1500mm。

參考國標GB50057-2016《建筑物防雷設計規范》和GB 50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》這兩本規范，依據監控所在區域的雷電條件，分為一，二，三類雷擊區。直擊雷的防護區按滾球法進行測算，計算式為：

其中：

h—接閃桿高度

rx—接閃桿在hx高度的xx＇平面上的保護半徑

hr—滾球半徑

hx—被保護物的高度

由此，如果接閃桿高度為6.6米（避雷針高度為0.6米），三類雷擊區在6米高位置的保防范圍見下表：

建筑物防雷類別 滾球半徑hr（米） 接閃桿高度h（米） 6米處監控安裝位的防護半徑（米）第一類 30 6.60 0.77第二類 45 6.60 1.01第三類 60 6.60 1.20

從上表測算結果可以看出，如攝像機安裝橫桿≤0.6米，均在直擊雷防護范圍內，亦即不會被直擊雷擊中。

但如攝像機安裝橫桿為1.5米，則均超出直擊雷防護范圍，需相應增加接閃桿高度才能達到保護目的。

要解決該問題，則要提高接閃桿的高度，如調整為接閃桿高度到7.5米（避雷針的高度為1.5米），計算出的6米設備安裝位的防護半徑如下：

建筑物防雷類別 滾球半徑hr（米） 接閃桿高度h（米）6米處監控安裝位的防護半徑（米）第一類 30 7.50 1.84第二類 45 7.50 2.42第三類 60 7.50 2.90

由此，在上述范圍內的長橫桿安裝攝像機均是直擊雷保護范圍內。

在當前很多工程案例中沒有注意到直擊雷的防護范圍測算，只是簡單地做個避雷針，實際上是達不到防護目的地。建議設計單位要分析監控區域的雷擊氣像條件，對于不同監控安裝方式，仔細測算監控桿的制作參數。

2.信號防雷

上面所述為監控桿防直擊雷的設計問題，實際工程實施時還應考慮設備信號防雷措施，包括信號鏈路的防雷、供電線路防雷。

當前普遍采用二合一（三合一）防雷器，在同一設備上實現對信號及供電鏈路引入的感應雷防護。

3.接地電阻及引下線

上述防直擊雷及感應雷的措施實現的前提條件是有良好的接地條件。戶外監控接地電阻要求≤10Ω（有些地方標準要求≤4Ω）。

如監控桿立桿區域為腐質土，一般在基坑周邊直接打入1米接地棒即可獲得理想的接地效果，但如是回填土，則要考慮采用接地網加接地模塊或物理降阻劑等措施，以其達到接地電阻值要求。

避雷針及設備接地要分別通過不同的引下線，與接地匯流排相連接。

下圖為接地地質條件較差區域接地方案示例：

三、監控供電與鏈路問題

視頻監控系統應能長期穩定及持斷不間斷運行，這需求首先就要有穩定的供電保證。在筆者接觸到的一些建設及設計方案中，經常存在供電設計不良問題，主要有以下幾個方面：

非集中供電：部分設計方案為節省傳輸線路，會采用就近取電方式，從監控點周邊的其它應用系統接電，如該應用系統為非UPS不間斷電源或一旦因原系統檢修等原因誤關，則導致攝像機停電無圖像。筆者建議視頻監控系統應采用由監控中心（或機房）集中向所有攝像機供電，且應配置UPS不間斷電源。如分散的辦公園區、酒店群樓建筑等不適合集中供電的，則應在各樓幢內設置集中供電節點，在節點配置相應的UPS電源；

供電負荷計算錯誤：當前主流高清攝像機的功耗指標：槍機（半球）在5W左右、球機（云臺機）在30W左右，如有內置紅外燈，內置紅外燈的功耗在3W~20W左右，外置LED補光燈（白光燈或紅外燈）功耗在20~40W左右。一些設計方案會忽略補光燈這一用電設備，導致夜間補光燈啟動后供電負載不足，攝像機工作不穩定，從而視頻中斷或視頻質量不佳。

供電線路太細：設計中未充分計算傳輸線損以及線路質量不佳導致的壓降損失，供電線路線徑不足，在個別項目中出現遠端攝像機工作電壓不足，攝像機不工作或圖像質量差；

POE供電問題：當前主流的IEEE802.3a POE支持的設備負載≤13W,下一代的IEEE802.3at POE支持的設備負載≤30W。因此，如采用IEEE802.3a POE交換機來接球機存在過載問題，這在設計中要注意到。

四、結束語

綜上所述，雖然都是一些常識性的議題，但如未引起設計部們或施工部門的足夠重視，則達不到應有的建設目的。只有做到在實踐工作中施工經驗和專業技能的積累，才能做到對設計方案的不斷完善，更有效的提升安防系統的有效性。希望在本文的研究下，工作人員能在施工過程中，確保質量控制工作的順利開展的前提下，為提升安防工程的穩定性和可靠性做出更大的貢獻，有效提升我國智能建筑水平。

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