校园安防监控系统的防雷

校园安防监控系统的防雷

孙佳羽

武汉雷光防雷有限公司湖北武汉430074

摘要：每年因雷击安防监控系统而受破坏的案例也屡见不鲜，造成的损失更是难以估算。做好安防监控系统的防雷设计、施工就显得尤为重要。随着安防监控系统越来越明显朝着集成化方向发展，前端摄像机逐渐在被各种技术、功能模块充实，若该系统的防雷措施没有得到相关人员的充分关注，若发生雷击现象，缺乏有效防雷措施，会极大损伤此系统，甚至导致其失灵。防雷措施势必成为视频监控系统设计的重要内容。

关键词：校园；安防监控系统；防雷

引言

视频监控系统是学校中不可缺少的部分，一个好的监控技术的方案可以解决很多学校安防技术的难题。我们主要采集监控学校的重要出入口，每个建筑门口，停车场出入口，和各种公共场所等重点区域的视频监控图像，使室内的值班的保安人员能够实时的监控到整个学校的现场情况；并能够对每路视频图像进行控制，实时纪录、回放检索录像文件，管理中心可通过网络实现远程监控与控制。监控系统为弱电系统，容易遭受到雷电的袭击。近年来，出现许多监控设备被雷击的现象因此给学校的安全管理带来很多困难。目前，校园监控得到了各类学校以及各级教育主管机构越来越多的重视。为此，为加强学校的视频监控系统自身安全，必须做好雷电防护措施。

1雷电的危险性

在雷电放电环节，可能会产生静电、机械、电磁以及热等效应，其在一定程度上威胁到建筑物或电气设备；雷电流进入地层时，地面会出现非常高的冲击电流，就人体而言，两者相互影响，产生冲击接触电压以及跨步电压，从而危害人体；若雷直接击中人，后者必然死亡。

2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。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。

2.1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。

2.2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。

2.3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校园安防监控系统的雷击途径及其防护措施

4.1直击雷

一是雷电直接击中露天的摄像机上，直接损毁设备。因此可以在其露天的摄像头的部位安装一个简单的Φ10的镀锌圆钢来保护该摄像头，使它处于滚球的保护范围以内，并与引下线可靠地连接。二是雷电直接击在线缆上，由于雷电流的物理效应造成线缆熔断、损坏。为了避免这种雷击直接击在线路上的情况，最好是将光纤（校园中多半采用）埋地敷设，埋设的深度在地中一米以上，与其它管线障碍物不宜交叉跨越，在于电力线平行或者交叉敷设时，交叉间距不得小于0.3m。当线路附近有强电磁场干扰时，电缆应在金属管内穿过，并埋入地下。当必须采取架空敷设时，应采取防干扰措施。

4.2雷电侵入波

一是线缆的选择及其布置要求。安防监控系统的电源线、信号传输线或进入监控室的其它金属线缆遭到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线或者导体朝着两个方向传输，导致处于两个方向上的终端设备或者是前端设备都遭受到不同程度的损害。产生很高的电位差，形成瞬间的浪涌。因此可以最简单解决的方法是直接将光纤线缆埋地，在选择光纤线缆时，应满足衰减、带宽、温度特性、物理特性、防潮等要求。当光缆直埋时，宜采用充油膏铝塑粘结加铠装聚乙烯外护套。二是适配的浪涌保护器（SPD）的选择。在传输线缆与进入建筑物内的终端设备的接口处经常会发生不同程度的雷击，光信号与电信号的接口处（光电转换器）也是如此，而为了避免和减少雷击造成终端设备的损害，经常在实际中会安装适配的浪涌保护器（SPD），在给浪涌保护器（SPD）进行测试时，应使用这些浪涌保护器（SPD）在现场安装时使用的连接器或接线端子。另外，宜在这些浪涌保护器（SPD）的连接器或接线端子处进行测量。在用接线座试验时，宜尽量靠近浪涌保护器（SPD）的端部测量。在选择该类信号浪涌保护器时，应该考虑其标称导通电压≥1.2Un，标称放电电流≥3KA，并且信号浪涌保护器应根据工作频率（≥1.5倍的系统平均功率）、传输介质、传输数率、传输带宽、工作电压、接口形式、特性阻抗等参数选用电压驻波比、插入损耗≤1.5dB和响应时间≤10ns等的参数选择适配的浪涌保护器。

4.3雷电感应

雷电感应其实是由电磁感应和静电感应共同作用的。进入建筑物内的终端设备经常会发生电磁感应，供电部分和弱电部分的线缆会形成闭合的环路，由于法拉第电磁感应定律会形成感应的过电压从而形成感应的电流，使设备造成损坏。在雷击落实通道周围会产生强大的瞬变电磁场。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，并且形成隐形的闭合环路，从而导致设备的损坏。为了避免这种现象的发生，则防雷中要求在进入建筑物的入户处屏蔽层及钢管两端应接地，信号线路与供电线路应分开敷设。雷云过境时，在雷云下面的建筑物和传输线路上会感应出与雷云相反的束缚电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kV静电电位，信号线路上可达40kV～60kV静电电位，一旦雷云放电后，束缚电荷迅速扩散，变成自由电荷向着周围传播。因此这里接地的作用显而易见很重要的。在前端设备处，云台下端的引下线（可直接利用云台的金属杆）做好良好地接地系统。

4.4地电位反击

在安全监控系统的前端处，利用金属杆作为引下线和所做的独立的接地系统的接合处，经常会由于施工工艺的问题产生高电位差，将地电位电压太高，因此必须将所有的设备金属机架（壳）、金属线槽、保护接地和浪涌保护器的接地端等均应做等电位连接并接地。

结束语

安防监控系统的雷电防护问题，是保护人民的生命和财产安全不受损失的很重要的一个环节，监控系统的防护应该在前端部分、传输部分、以及终端设备等处均采取必要的雷电防护，缺少中间任何一个环节都是功亏一篑的。

参考文献：

[1]卜银军，李雪梅.安防监控系统雷电防护技术探讨[J].中国安防.2011（12）

[2]邵坤.监控系统综合防雷设计[J].黑龙江科技信息.2010（18）

[3]孙亚宁，周妍，李亮.安防监控系统的防雷策略研究[J].民营科技.2010（11）