安防监控系统防雷设计要点分析

    唐剑波

    摘 要：随着安防行业的发展，对安防监控系统中防雷设计的要求也越来越高。近些年来，我国科学技术的不断进步，带动了安防监控系统很多设备的发展，使安防监控系统的很多设备步入到了电子行业的队伍当中，大部分的安防监控系统中的防雷设备也都具有了高密度、低电压和高速度的功能。文章对一般安防监控系统遭受雷击损害的主要原因进行了简单分析，说明了安防监控系统的基本构成，详细分析了安防监控系统防雷设计的要点。

    关键词：安防监控系统；防雷设计；要点

    随着人们生活质量的提高，对社会管理的安全要求也越来越高。如今，电子技术和网络已经普及到了每一个家庭当中，所以，安防监控系统也就更多地应用到了人们的生活当中。正因为安防监控系统的应用如此广泛，导致在一些特殊的场所，比如银行、军事单位等公共场所，安防监控系统的设备遭到雷击而导致的破坏频率也就增加了。所以，对一些监控设备的电源、信号和设备进行防雷设计也就成了人们更加关注的一个难题[1]。

    1 安防系统遭受雷击损害的主要原因

    如果因为安防监控系统的防雷设计没有做到位，那么这种不到位的设计可能会导致整个安防监控系统无法正常工作，从而就会给社会以及国家造成难以估计的损失。而为了避免这种情况的发生，安防监控系统的设计人员在设计时就要考虑到各方面的因素，以保证安防监控系统能够正常运行[2]。设计人员要将设计工作做到位，首先应该明确一般安防系统遭受雷击损害的主要原因，或者雷电可能入侵到设备的途径有哪些，具体如下。

    1.1 直击雷

    直击雷，顾名思义就是雷电直接击中露天环境下的设备上损坏了设备；或者说是雷电击中了与设备连接的架空线缆，使架空线缆瞬间熔断，造成线路短路，损坏了设备。

    1.2 雷电波

    雷电波入侵就是累计或者雷电波感应到了进入到监控室的金属管线、电源线或者信号传输线，这些金属管线中都会有金属丝，而雷电波就是沿着这些金属导体直接入侵到了设备上，造成了设备的损坏。

    1.3 雷电感应

    避雷针就是专门针对防雷击而制造的。实际情况下，当雷电击中避雷针时，避雷针的周围就会瞬间产生非常强的瞬变电磁场，这时在电磁场中就会感应出强大的电动势，感应出来的电动势就是感应雷，也就是人们经常说的二次雷。虽然它不会像直击雷那样对设备造成非常猛然的损害，但是它比起直击雷却有着非常高的发生率。

    所以，在对设备损坏的原因进行分析时，应该选择正确的防雷设计方案和防雷保护装置，做好正确的防雷接地方式，以此提高安防监控系统的抗雷电能力，优化系统的防雷水平[3]。

    2 安防监控系统的基本构成

    电源设备以及传输线路：主要有不间断的电源、稳压器和变压器等设备。前端设备：摄像机、刷卡器、报警器、电话、光端机等。传输线路：能够将视频、音频、信号等传输出去的传输线路，这种传输线路是同轴电缆或者电线，它的传输方式可以是架空，也可以是地埋。终端的控制设备：可以是画面监视器或者是硬盘录像机等在终端对整个安防监控系统进行控制的设备[4]。

    3 安防监控系统防雷设计的要点

    3.1 防雷设备的电源系统防雷设计

    目前为止，经过大量的实际运行经验得出，由电源系统耦合进入的感应雷击造成的设备损坏占雷击损害的3/5，甚至还高于这个数。所以，在对安防监控系统进行防雷设计时，对设备的电源系统进行避雷设计是整个监控防雷系统中一定不能够漏掉的重要环节[5]。

    3.1.1 防雷设备电源的防雷设计

    对安防监控系统的主机房和前端设备的电源系统进行雷电防护时，可以分别采取三级和二级防雷保护的设计方案。第一级设备电源的防雷器：在设计时需要将这一级的防雷器设计在主控机房所在楼层的三相电源的配电箱里面。将这个避雷器作为监控系统中主控机房的第一级的设备电源防雷保护，并且要在这个防雷设备的回路中串连一组空开，串联空开的主要目的就是保护供电线路的正常运行。第二级设备电源的防雷器：在主控机房和前端设备配电箱的输入端安装一套三相C级的防雷器。这个防雷器就可以作为设备电源的第二级电源的防雷保护，对线路中的电器设备进行保护，使它们免受各种电压浪涌的危害。第三级设备电源的防雷器：如果监控系统的主控机房和前端的设备都为USP集中供电的方式，那么就需要在USP的后端安装一套第三级设备电源的防雷器。

    3.1.2 防雷设备的选择

    对安防监控系统防雷设备进行选择时，所选取的防雷设备要符合国家防雷设备的相关标准。

    3.2 对监控系统的前端设备防雷设计

    监控系统的前端设备可以安装在室内，也可以安装在室外。安装在室内的监控系统的前端设备虽然在一般情况下不会受到直击雷的损害，但是在设计时一定要考虑到雷电过电压对设备造成的损坏；而安装在室外的监控系统的前端设备在进行设计时需要将以上两种情况都考虑在内。任何一个监控系统都必须要有以下4个系统，即前端系统、终端系统、传输系统以及控制系统。因为监控系统的前端系统一般都是安装在室外的，所以也是最容易遭受到直击雷和感应雷入侵的，如果前端系统遭受到了雷电入侵，那么雷电感应就会将雷电传输给监控中心，从而损坏监控系统终端的设备，使整个安防监控系统的控制系统无法正常工作。在监控设备的每一条进线端上都加装上相应的防雷保护，对与一些比较长的线路上，在线路的两端都加上防雷保护。

    监控系统中安装在室外的前端设备应该设计安全的接地系统。安防监控系统的前端设备在设计时应该考虑到它是否在接闪器有效的保护范围之内。如果在特殊情况下需要独立架设一台前端设备（如摄像机）时，需要将避雷针安装在离前端设备最佳的距離，这个最佳的安装距离就是离摄像机3～4米之间，如果因为周边环境或者其他原因而达不到现场安装前台设备（如摄像机）的条件，也可以在摄像机的支撑杆上面架设避雷针，沿着金属杆引入摄像机的电源线和信号线时，需要将电源线和信号线进行穿金属管而达到屏蔽的效果。

    3.3 传输线路的防雷设计

    在安防监控系统中，如果摄像机是在室外，那么此时摄像机的电源引入端可以就近选择，从设备的终端进行引入也行，或者从监视点附近的电源引入也行，可视现场情况而定。一般情况下信号线的传输距离都比较长，而它的耐压水平又特别低，所以它很容易受到雷电流的感应，進而损坏设备。而我们为了把雷电流从信号传输线导入到大地，就要使输电线路的过电压保护器快速地进行响应，所以在对设计信号的传输线路进行设计时，必须考虑到信号的传输速率，信号的启动电压以及雷电的通行量等相关参数。控制信号的传输线和报警线一般选用铜芯屏蔽的软线，并且将它架设在前端和终端之间。一般在城市郊区或者乡村时，可将控制信号的传输线埋敷在地下，当外部条件达不到线路的埋敷条件时，可以用通信管道或者架空的方式，但是此时，传输线路与其他线路之间的间隙最小距离应该符合相关规范和要求。

    3.4 终端设备的防雷设计

    在监控室的防雷设计中，最重要的是要做好建筑物的防雷设计和控制机房的防雷设计，重点是在机房接地网的建设上要严格地设计好等电位的连接网，以及各种防雷接地，当好几个接地共用一个接地系统时，接地装置的电阻值要满足最小电阻值的要求（<1 Ω），还要从多个防雷保护方面着手。其中在设计时，可以把进入监控室的各种金属管线都接到防感应雷的接地装置上。而如果需要将架空电缆直接引入监控室时，一定要在电缆进入监控室的地方设计上避雷器装置，并且还要将线缆的金属外护层以及自承钢索一起连接到接地装置上面。在监控室里面应该设计一等电位的连接母线，这条一等电位的连接母线应该与建筑物的防雷接地、PE线、设备保护地等连接到一起，能够有效地防止产生电位差[6]。

    4 结语

    安防监控系统已经被广泛地应用在了我们生活中的每一个角落，以至于安防监控系统中的防雷设计问题也日益突出，而雷电对安防监控系统的损害是多种多样的，也就说明防雷保护是一个非常复杂的问题。而安防监控系统的防雷保护设计除了和防雷装置的性能有关外，还和安防监控系统的地理环境、线缆布放的方式、屏蔽方式以及接地方式等有关。总而言之，安防监控系统中的防雷保护设计应该结合多种因素综合考虑，才能在之后的运行当中看到良好的效果。

    [参考文献]

    [1]李勇.现阶段安防监控系统的防雷设计要点分析[J].信息通信，2016（5）：56-57.

    [2]白鑫.有关安防监控系统防雷技术要点的分析[J].通讯世界，2017（23）：272-273.

    [3]徐有根.安防监控系统防雷工程设计[J].现代建筑电气，2014（16）：22-26.

    [4]李庆君，淡奇峰.安防监控系统的防雷设计[J].知识经济，2015（3）：113.

    [5]查国平.室（野）外安防监控系统防雷保护设计和应用[J].电子世界，2015（26）：154.

    [6]代建新.安防监控系统的雷电防护设计[J].科技资讯，2014（11）：35-37，39.