主頁（http://m.by236.com）：視頻監控系統中前端設備的防雷

    隨著社會的不斷發展，人民生活水平的不斷提高，視頻監控系統在社會生活中發揮的作用越來越重要。顯然，在維護社會公共安全的同時，視頻監控系統自身的安全性也變成一個重要的課題。

    在眾多造成過電壓的原因中，雷電比較典型，這不但是由于它的不確定性和無預測性，還由于視頻監控系統的特殊性質。監控系統通常分為前端部分也就是視頻采集部分、信號傳輸部分和后端控制與存儲顯示部分，而后端部分通常在建筑物內部，由于建筑物本身具有防雷保護，所以后端設備遭受雷害的概率不大，而前端部分和信號傳輸部分一般安裝在室外，甚至野外，這些設備遭受雷害的概率就相當大了。顯然，一旦前端部分和信號傳輸部分被雷電破壞，整個視頻監控系統就會失去作用，后果不堪設想。如果前端設備分布較分散，用戶的維護成本也將急劇上升，而造成不必要的開支。

    鑒于此，視頻監控系統中前端設備的防雷才顯得尤為重要。設備防雷做的好，不但使工程質量上一個檔次，更重要的是，也切實為用戶最大限度地節省了維護成本，也使監控系統發揮了應有的作用，可謂一舉三得。

    因此，本文對視頻監控系統中前端設備的防雷做一個初步的探討，供讀者參考。

雷害的種類
    在探討設備防雷之前，有必要了解雷害的種類，這樣才能有的放矢，從而采取有針對性的措施更好地對前端設備進行防雷保護。

直擊雷
    直擊雷是指雷電直接擊中物體或人員，造成物體損壞或者人員傷亡。首先要明確的是，雷電所造成危害的根本不在于高電壓，而在于擊中對象時，通過對象的大電流。聯系現實生活，不少建筑圍墻上都會有電子圍欄，這些電子圍欄的電壓非常高，但是一旦人觸及，流過人體的電流卻非常小，會使人產生不適感，但卻不會對人造成實質的傷害。電的一個重要的特點就是分流，流過物體的電流大小和其阻抗大小成反比，也就是說電流的大部分都會通過阻抗較小的路徑。這個特點決定了直擊雷的放電路徑，也就是雷電直擊的點（如圖1所示）。

    圖1描述的情況，形象地反應出上述特征。因為雷云和甲之間的距離A小于雷云和乙之間的距離B，所以對雷云來說，和甲之間的阻值顯然小于和乙之間的阻值，雷電會擊穿甲處濕潤的空氣，優先在甲處放電。由于人員甲與大地構成了電流回路，使極大的電流通過甲，造成甲的傷亡，而乙卻不會被雷擊，當然這是個很極端的例子。當時如果大地上還有個高度明顯高于甲的建筑物，雷電會優先擊穿建筑物上空的空氣，在建筑物上放電而對甲乙兩人都起到保護作用，這就是避雷針的原理。這個例子其實也說明了，為什么在空曠的空地上，雷雨天氣是非常危險的，由于周圍沒有比人高的物體，那么人體離雷云的距離小于地面離雷云的距離，雷云放電會優先從人體經過，人因此遭到雷擊。話說回來，如果人體周圍有更高的物體，那么那個物體受到雷擊的概率就大于人了。總而言之，直擊雷造成的危害是由于雷擊時流過對象的大電流，而非雷云的大電壓。回到監控系統，直擊雷可能直接擊中露天曠野中的攝像機，也可能擊中架空的傳輸線纜，放電時造成的大電流會直接造成設備毀壞，通常這種損壞是十分嚴重的。

雷電感應
    雷電感應其實又分為兩種，其一是電磁感應，當直擊雷流過物體放電時，雷擊通道周圍會出現相當大的瞬變電磁場，處在電磁場中的監控設備和傳輸線纜都會感應出較大的電動勢，造成設備損壞。其二就是靜電感應，當有帶電的雷云出現時，雷云下面的建筑物和線纜就會感應出大量和雷云極性相反的束縛電荷，這種束縛電荷在低壓架空線路上可達100KV的靜電電位，在信號線路上可達60KV的靜電電位，一旦雷云放電后，束縛電荷失去束縛而迅速擴散，就會引起感應雷擊。

    電磁感應和靜電感應引起的雷擊就是通常所說的感應雷擊，也叫二次雷擊，雖然其對設備不會造成猛烈的損害，但是發生的概率要大的多。尤其以傳輸線纜的感應雷擊為甚，一旦雷云放電，傳輸線纜上累積的大量感應電荷就會對線纜兩端的設備造成很大的沖擊，使設備損壞。感應雷對監控系統的危害要占到所有雷害的八成以上，所以，感應雷防護將是前端防雷工作的重點。

地電位反擊
    當直擊雷防護裝置把強大的雷電流引導入大地時，其引下線，接地體以及與其相連的金屬物體上會產生相當高的瞬間電壓，這個高電壓會對離他們很近但是又沒有直接接觸的金屬物體、線纜、人體或者設備之間產生巨大的電位差，這個電位差引起的電擊就是地電位反擊。雨天，空曠的原野上，人最好不要站在大樹下面就是這個道理，樹比人高，會優先引雷，但是，樹在引導雷電流傾瀉入大地時，本身產生瞬間高電位，會對站在樹邊的人體產生地電位反擊，造成人的觸電。在監控系統中，需要注意的就是在直擊雷引下線和接地體附近不要安裝儀器設備，以防地電位反擊。

如何做前端設備的防雷
    了解了雷害的種類和原理后，就可以采取針對性的措施來保護前端設備。

直擊雷防護
    上文在講述直擊雷造成傷害的原理時，其實已經提到了如何防護直擊雷，簡單的說，就是用比較高的物體優先引導雷云放電，從而保護周圍的設備。防護直擊雷的設備都很熟悉，就是接閃器，最常見的接閃器是避雷針。避雷針確切的說是引雷針，它把雷電引到自身而避免雷電流流過需要保護的設備，從而實現保護。監控前端設備，比如攝像機，尤其是野外置于立桿頂部的攝像機，都應該置于接閃器保護范圍之內，對于已經處于其它接閃器或建筑物接閃器的保護范圍之內的攝像機，可以不用另加接閃器，但對于未處于其它接閃器保護范圍之內的前端設備，均應考慮安裝接閃器即避雷針。一般來說，對于前端設備，不會另外設置獨立的避雷針，而是把避雷針做在攝像機的立桿之上，引下線可以用直徑8cm的圓鋼，也可以利用立桿本身，避雷針的防護原理如圖2。

(中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮)