一、视频监控系统的组成
视频监控系统的监控点数量多、分布广,且大多安装在室外。通常由以下两部分组成:
1、监控点:由云台摄像枪与控制器组成。供电采用220V的交流电源,摄像枪由直流变压器提供DC12V。信号部分包括摄像枪视频信号和云台485控制信号。
2、监控中心机房: 机房配电箱、视频矩阵、云台控制器和UPS电源。
二、视频监控系统遭受雷击的途径
1、直击雷
安装在监控中心机房的设备,是不会遭受直击雷的。而地处室外的摄像枪,如果没有保护,容易被雷电直接击中,造成设备损坏。
2、感应雷
因雷云之间或雷云对地之间的放电,而在附近的架空、埋地(监控传输)线路上产生感应电压。视频监控信号线传输距离长,耐压水平低,易感应雷电流而间接摧毁微电子设备。
3、电磁感应
雷电流经监控点避雷针引下线入地时,在引下线周围产生磁场,造成其周围的电源、视频和控制线上产生感应过电压,由此损坏监控设备。
4、地电位反击
直击雷经过避雷针入地时,导致地网地电位上升,高电位由设备接地线引入电子设备造成监控设备损坏。
5、监控中心机房的电源线或视频、控制线等在户外受直击雷或感应雷的侵入,而窜入到监控设备。
三、参考依据
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》 GB50198-94
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 GB50343-2004
《雷电电磁脉冲的防护》IEC1312
《电信交换设备过电压过电流防护技术要求及试验方法》YD/T950-1998
《电信终端设备防雷技术要求及试验方法》YD/T 993-1998
四、综合防雷解决方案
1、直击雷的防护
由于监控设备和摄像枪完全暴露在室外环境,并被安装在电杆的顶部,遭受直接雷击的概率比较高。为此,需在摄像机的支撑杆安装避雷针。它的作用是将在其保护范围内的雷电拦截下来并通过引下线导入大地,使处于其保护范围内的摄像枪、云台控制模块等等不会遭受直接雷击。
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。
2、户外监控设备的电源、信号感应雷防护
为防止感应雷沿线路侵入设备,应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器,如电源线(220V或DC12V)、视频线、信号线和云台控制线。考虑到监控设备保护的完整性,特将电源线、视频线及信号控制线集合在一起进行保护。这样不仅便于安装而且维护简单。
设备防雷保护措施
“三合一避雷器"专为视频监控系统设计,安装维护简单,占用空间少,布线美观。在位置有限的杆内,可避免各分立避雷器凌乱安装而带来的工艺问题,使防雷接地更加合理。
三合一视频监控避雷器,串联连接在电源线、视频信号和控制信号输入线与系统设备之间,用以保护设备不受由于感应雷击而产生的过电压、浪涌电流、以及系统内部的过电压、浪涌电流对设备的损坏。
产品具有以下特点:
本产品将电源防护以及信号防护集中设计;
采用系统设备标准物理接口方便用户连接:电源接口采用压接端子,视频信号采用BNC接口、数据控制信号采用压接端子;
采用多级组合防护电路,通流容量大、防护电平低;
产品内部器件采用高品质防护器件,响应速度快、性能稳定;
根据被防护设备特点而设计,具有结构合理、安装快捷方便、无需维护等特点;
电源防护电路增加过流过热装置,产品的工作更可靠、安全,有效杜绝火灾的发生;
产品设置了工作及故障指示灯,避雷器正常工作时,绿色指示灯常亮;当防护器件损坏时,指示灯熄灭
当雷电流通过避雷针下地时,由于接地电阻的存在必然引起地网电位的升高。因视频设备全部接在保护地上,一旦超过设备绝缘耐压的容许限度时必然造成监控设备的损坏。根据我们多年做高速公路监控以及校园网的经验,超过50%的雷击事故都与此有关。
为此,我们在保证设备安全接地的同时,合理安排户外监控点的接地方式,从而达到抑制地面反击的目的。具体要求工艺如下:
1) 电源线是单相三线(含地线)。
2) 接地引入线用不小于10mm2多芯铜线套PVC管后,联至三合一避雷器的接地端。
3) 所以设备的地线都联到联至三合一避雷器的接地端。(或增加一小地排)
4) 不允许监控设备贪图方便,而直接与监控杆相联。
3、地网及联合接地
良好的接地是设备正常工作与防雷技术非常重要的环节。直击雷和感应雷的保护都是把雷电流引入大地。合理而良好的接地系统是可靠、有效降低雷害的前提。根据公安机关治安监控有关防雷接地规范要求接地电阻≤10欧姆。
地网施工需考虑下述几方面的因素:
1) 地网施工时应详细勘察现场注意地下通信光缆、高压电缆、供水管道、煤气管道等设施
2) 地网施工应选择在距监控摄像头周围较近潮湿、土壤电阻率较低的地方,避开干燥、有腐蚀性物质的区域。
3) 根据现场实地和施工具体情况,可采用不同的地网形状。如一字形L型或方形等。
4) 地网施工时应尽量避免影响交通和市政。在土壤电阻率比较低的地方,尽量做到单组接地就可满足接地电阻的要求。
5) 引下线与接地网连接时(与接地极直接连接或与水平接地线连接),为确保连接质量、接头不因时间推移而老化、松脱等,应采用铜铁转换头连接。即电缆与铜头连接铁头与地网焊接。
6) 接地体埋设深度在0.5~1m间为宜,如果埋设点土壤电阻率太高时,应换上电阻率较小的土壤,并锤紧。当土壤电阻率实在太高而不能满足要求时,如果深层土壤电阻率较低,可以考虑采用垂直接地极深入低土壤电阻率土层,从而利用接地极深度来有效降低接地电阻。
监控机房:
对于监控机房的地网,因受位置限制,不可能有地方大面积开挖敷设水平接地体。为达到一定的阻值,可在支撑杆旁设置较深的垂直接地体。为达到强度与深度,采用铜包钢接地极;水平接地体埋深地面0.7米以上。接地电阻要求≤4欧姆。
户外监控点
对于户外监控点的地网,因受位置限制,不可能有地方大面积开挖敷设水平接地体。为达到一定的阻值,可在支撑杆旁设置较深的垂直接地体。为达到强度与深度,采用铜包钢接地极。接地电阻要求≤10欧姆
1)地网施工
铜包钢接地极构成的地网由多条铜包钢棒组成,其一端切削60度角,另一端切平且截角。多根铜包钢棒通过螺纹联轴器连接而成,用于深度接地。每根地棒两端均制成细螺纹,且截平倒角,以便提高插入大地时施加的受力面。
安装在接地体顶端的端盖,承受接地体在打入大地时的打击力,可多次使用。每条地极的长度大约为1米,地网通常由5-6条地极组成。通过联轴器将地棒连接起来。
2)焊接
引入线与接地网连接时,为确保连接质量、接头不因时间推移而老化、松脱等,应采用放热焊接。
放热焊接是通过化学反应产生的热量,将需连接的各种金属进行溶接。金属间的复合介面是分子连接,无残留物,结合面不会出现腐蚀现象。焊接过程不需要外部电源和热源。
放热焊接能产生一个溶接点,其性能优于电焊连接,更优于用机械压力把导线作表面连通的压接。由于它是一种分子结合,因此焊接点即使在严酷的条件下,也不会出现松脱或腐蚀的现象而引致电阻增大。可取代传统的导线连接方法:电焊、用螺栓与螺母、线耳和压接。
户外监控点因高度通常会低于路灯和周围建筑,其遭受直击雷的概率并不高,地网的作用主要是设备工作与安全的需要。所以对其接地电阻值无需要求太高,通常10欧母基本可以满足要求,以减少建设投资。
施工注意事项
1 地网施工前需详细勘察附近有关公共设施的标识,严禁在通信光缆、高压电缆、煤气管道、供水管道铺设区域或标注有地下设施的区域开挖。
所以在施工前有大量的勘察和检测工作,施工时有巨大风险。