解决方案及案例

概述

本方案适用于平安（城市）工程、城市视频监控系统防雷、乡村视频监控系统防雷、治安视频监控系统防雷，户外监控系统、监控中心机房防雷，工厂企业周界防范系统防雷，银行证券医院监控工程系统防雷，学校、矿山、机场、交通等各类型监控系统网络的防雷设计和选型。

目前视频监控系统在安防各个领域中迅速普及应用，由于电视监控系统所组成的设备大部分耐过电压能力低，雷电电磁感应以及雷电电磁脉冲所产生的过电压对设备造成干扰甚至永久性损坏，其后果可能会使整个电视监控系统运行失灵，并造成难以估计的经济损失。因此加强并完善视频监控系统的雷电防护已十分必要。

为了能有效的制定视频监控雷电防护措施，保障系统正常运行，首先应明确系统可能遭受雷电入侵的途径，正确选择和使用监控系统设备的雷电防护装置，合理将信号、电源线路进行布放、屏蔽及接地等，可有效提高监控系统的抗雷电能力，优化系统的防雷效果。

视频监控系统的组成及雷害分析

1.组成部分

前端部分：主要由摄像机、镜头、云台、解码器、防护罩、支架等组成。

传输部分：使用同轴电缆、电线、多芯线、双绞线、光纤等采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。

终端部分：主要由画面分割器、监视器、控制设备、电视幕墙和控制台等组成。

2.雷电入侵途径

直击雷：雷电直接击在露天的摄像机上因电效应、热效应和机械力效应等造成摄像机损坏；雷电直接击在传输线缆上造成线缆绝缘损坏或熔断。

雷电波侵入：监控系统的电源线路、视频线路、控制线路或进入监控室的金属管线等遭受雷击或雷电感应过电压时，雷电波沿这些金属导线侵入设备，造成设备损坏。

电磁感应：当雷击避雷针时，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场。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。这现象叫电磁感应。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都会感应出与雷云相反的电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可达40－60kv。这种现象叫静电感应。电磁感应和静电感应称为感应雷，又叫二次雷。它对设备的损害没有直击雷来的猛烈，但它要比直击雷发生的机率大得多。

3. 雷电防护设计方案

设计依据

IEC61024《建筑物防雷》

IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》

JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》

GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》

GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

3.1 方案设计

1.前端设备的雷电防护

前端设备有室外和室内安装两种情况，安装在室内的设备一般不会遭受直击雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害，而室外  的设备则同时需考虑防止直击雷击。
前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。当摄像机独立架设时，避雷针最好距摄像机3－4米的距离。如有困难避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ8以上的镀锌圆钢。为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。
为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装防雷能量对应的电涌保护器，如电源线（AC220V或DC12V）、视频线、信号线和云台控制线。
摄像机的电源一般使用AC220V或DC12V。摄像机由变压器供电的，单相电涌保护器应串联或并联在变压器前端，如直流电源传输  距离大于15米，则摄像机端还应串接低压直流电涌保护器。
信号线传输距离长，耐压水平低，极易感应雷电流而损坏设备，为了将雷电流从信号传输线传导入地，信号过电涌保护器须快速响  应，在设计信号传输线的保护时必须考虑信号的传输速率、信号电平，启动电压以及雷电通量等参数。
室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于4Ω，高土壤电阻率地区可放宽至小于10Ω。

3.2 传输线路的雷电防护

传输线路主要有传输信号线（视频线、云台控制线）和电源线。室外摄像机的电源可从终端设备处引入，也可从监视点附近的电源引入。

控制信号传输线和报警信号传输线一般选用多芯屏蔽软线，视频信号线一般采用同轴电缆，少数采用双绞线，架设（或敷设）在前端与终端之间。

传输部分的线路在城市郊区、乡村敷设时，可采用直埋敷设方式。当条件不充许时，可采用通信管道或架空方式，此时传输线缆与其它线路其沟的最小间距和与其它线路共杆架设的最小垂直间距，可参照GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》进行敷设。如：传输线缆与220V交流电线线路共沟（隧道）的最小间距为0.5 m，与通讯电缆的最小间距为0.1 m；传输线缆与1—10KV电力线共杆架设的最小垂直间距这2.5 m，1KV以下电力线最小垂直间距为1.5 m，与广播线最小垂直间距为1.0 m ，与通信线最小垂直间距为0.6 m。

传输部分的线路在建筑内部敷设时，与其它线缆的最小间距应参照GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》来做。

从防雷角看，直埋敷设方式防雷效果最佳，架空线最容易遭受雷击，并且破坏性大，波及范围广，为避免首尾端设备损坏，架空线传输时应在每一电杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入合适的避雷器。
传输线埋地敷设并不能阻止雷击设备的发生，大量的事实显示，雷击造成埋地线缆故障，大约占总故障的30％左右，即使雷击比较远的地方，也仍然会有部分雷电流流入电缆。所以采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管的电气连通。对防护电磁干扰和电磁感应非常有效，这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。如电缆全程穿金属管有困难时，可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入，但埋地长度不得小于15米，在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。

3.3 终端设备的雷电防护

在监控系统中，监控室的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电入侵、等电位连接和电涌保护器等多方面进行。

监控室所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网。其防直击雷措施应符合GB50057-94中有关直击雷保护的规定。

进入监控室的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时，在入户处应加装电涌保护器，并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。

监控室内应设置一等电位连接母线（或金属板），该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止危险的电位差。各种电涌保护器的接地线应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。

良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω。采用综合接地网时，其接地电阻不得大于1Ω。

3.4 电涌保护器的选择

3.4.1前端部分

在每支云台摄像枪的电源、视频、云台控制线路前安装一套LM-SN3电涌保护器，用于云台摄像枪的雷电防护。

在每支固定摄像机的电源、视频线路前安装一套 LM-SN2 二合一摄像枪电涌保护器，用于固定摄像枪的防雷保护。

或者实施以下方法：

在每支摄像枪的电源线路前安装一套LM-XD275-20/2P 或 LM-DC20-24 ， LM-DC20-12 电源电涌保护器，用于摄像枪电源线路的防      雷保护。

在每支摄像枪的视频线路前安装一套LM-RJ45E100视频信号电涌保护器，用于摄像枪视频线路的防雷保护。

在每支摄像枪的云台控制线路前安装一套LM-CSV控制信号电涌保护器，用于摄像枪控制信号线路的防雷保护。

3.4.2传输部分

在中间放大器输入输出端的信号线上各安装一套 LM-BNC/TV 同轴视频信号电涌保护器。

在中间放大器输入端的电源线上安装一套LM-DC110电源电涌保护器用于中间放大器的保护。

3.5 终端部分

机房电源系统

由于大部分雷击高电位都是从电源线侵入，为提高并保证设备安全，通常电源上应设置三级或三级以上防雷保护。

a.考虑到监控机房空间所限，可选择在监控室配电箱安装B+C复合型电涌保护器（LM-KB255-25BC40）。可解决第一、二级安装距离小的限制，具有T1级、T2级组合安装，能量自动匹配，满足耦器要求；通流容量大；残压低（≤2KV）；35mm导轨安装等优点。

b.在监控室UPS电源或监控设备前安装单相电涌保护器（LM-XD275-20），超低残压输出，响应速度纳秒级，作为电源线路第三级精细保护。或在监视器、视频矩阵以及控制设备等电源线路上安装电源防雷插座（LM-PDU16），接插式安装，方便灵活，超低残压输出，作为电源线路第三级精细保护。

信号部分

在视频传输电缆进入机房的视频矩阵或其它设备前安装视频信号电涌保护器（LM-RJ45E100），以保护视频矩阵。

在云台控制线进入机房控制设备前安装控制信号电涌保护器（LM-CSV），以保护控制设备。