模拟信号类监控系统雷电防护方案

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• 日期: 2014-11-11
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 设计方案
系统说明 
电视监控系统（CCTV）的防雷保护比较复杂，首先需要明确监控系统遭受雷击损害的主要原因以及雷电可能的侵入途径，尤其是雷击损坏较为严重的室外监控设备，在分析其损坏原因的基础上，以及研究和探讨信号、电源线路的布放、屏蔽及接地方式等，方可以正确选择和使用监控系统设备的防雷保护装置。 
监控系统一般由以下三部分组成： 1、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。2、传输部分。使用同轴电缆、电线、多芯线、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。3、终端部分。主要由画面分割器、监视器、控制设电视幕墙和控制台等组成。 

  1、前端摄像枪的防雷保护 

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接雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害，比如安装在地下停车场等的摄像机等。而室外的设备则同时需考虑防止直击雷和感应雷。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。为了施工方便避雷针一般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的镀锌圆钢或35mm2 铜导线，此时应注意依据 GB50198-94 《 民用闭路监视电视系统工程技术规范 》第 2章、第2.5节、供电、接地与安全防护、第2.5.4条的要求，系统采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω。 特殊地质情况可适当放宽要求。
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合适的避雷器，如电源线（ 220V或24V）、视频线、信号线和云台控制线。这样做比较麻烦，问题比较多，且要受安装空间的限制，因此可以选择“三合一”或者“二合一”的监控摄像机多功能电涌保护器。
实施措施：
在户外云台摄像机的电源、视频、云台控制线路前各安装安为公司生产的AS-CCTV/3监控综合防雷器，用于摄像机的电源，控制信号，图像信号的综合防雷保护,安装方式：串联。 数量：与户外云台摄像机数量一致。
在户外固定摄像机的电源、视频线路前安装安为公司生产的AS-CCTV/2二合一监控综合防雷器，用于摄像机的综合防雷保护,安装方式：串联。 数量：户外固定摄像机数量一致。
        2、机房电源防雷
GB50343-2011《建筑物电子信息系统防雷设计规范》第五章：防雷设计；第四节，浪涌保护器的选择中表5.4.3-3中对浪涌保护器的要求。及GB 50054-95《低压配电设计规范》第四章：配电线路的保护中有关低压防雷的有关规定；参照JGJ/T 16-92《民用建筑电气设计规范》第13部分：电力设备防雷、第14部分接地及安全以及GBJ 64-83《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》第五、六、八章；DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第三章到第十章；DL/T621-1997《交流电气装置的接地》第三章、第四章、第六章、第七章的部分条文。最终将限制电压限制在1.5KV以下。
设计在机房配电箱的总开关后侧安装通流量不低于40kA,保护电平不高于1.7kV的三相电源浪涌保护器作为机房的首级保护。可选择安为公司的AM-40防雷模块。若是单相市电引入请注明。数量根据引入线路确定，通常是一路常用一路备用。
末级电源防雷
安装原因：
由于DVR，视频矩阵，电视柜等监控视频设备内置有精密电子元件，其耐压水平极低，只有对其进行精密的浪涌防护措施才能保障设备电源系统持续稳定的工作。所以设计在终端用电设备：硬盘录像机，监视器和室内19寸机架内的设备供电处安装通流量不低于5kA,保护电平不高于1.2kV的电源防雷分配单元作电源系统的末级防雷保护。
产品型号：PDU-10/6：数量：每四台设备设计一个。
安装位置：机柜设备取电处

  3、集中供电电源防雷保护

为了更好的为监控摄像枪提供稳定，统一的供电，本案假设：采用了集中供电的模式。合计有2处380V集中输出。由于输出的距离较远，感应雷击概率较高。而且雷电击雷集中供电开关后，会引起整个监控前端断电的问题。所以设计在集中供电电源引出接口处并联安装最大放电电流40kA的三相电源防雷模块，防雷模块前串联32A-4P空开作防雷前置开关，方便以后维护，同时也避免SPD老化后的漏电流影响。（数量请以实际数量为准）
产品型号：AM-40（单相）
安装位置：交流电源集中供电输出端。

  4、机房内部监控主机的防雷 

在 CCTV系统中，监控室的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电涌保护多方面进行。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，防直击雷措施应符合GB 50057 94《建筑物防雷设计规范》 的规定。进入监控室的各种金属管线应接到共用的接地装置上，易采用一点法接地。 
按照 YD/T 5098-2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》第五部分：SPD 的选择；第5.3条：信号线用SPD；第5.5条：计算机、控制终端、监控系统的网络数据线用SPD的要求规范的要求，通流容量应大于3KA。 
与硬盘录像机等连接且布线经过室外的信号线路主要为视频信号传输线及云台控制线，因此对于硬盘摄像机的信号保护，需要在由外面进入中心监控机房的线路接入设备之前，安装对应的浪涌保护器。
实施措施： 
视频信号：在监控中心视频矩阵线路前安装壹套AS-BNC 视频信号电涌保护器，用于矩阵线路的防雷保护。 数量：与引入同轴信号数量一致。
注：在这种多视频线引入的情况下，建议采用组合式视频防雷器，既方便安装，同时也不影响整体的美观性。24路视频信号防雷器型号：AS-BNC（16路组合） 
控制信号：在云台控制总线的输出端串联安装一套云台控制线安装AS-CT/24控制信号电涌保护器作为控制信号的防雷保护。 
 

  5、接地系统

依据GB50343-2011《建筑物电子信息系统防雷技术规范》第5章 防雷设计 第5.2节 等电位连接和共用接地系统设计 第5.2.5条:防雷接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时，接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。
依据 GB50174-93 《电子计算机机房设计规范》第六章 电气技术：第四节接地要求：第 6.4.2条、 第 6.4.2条要求，采用共用接地时，电阻按各种接地方式的最小值要求。 
依据 GB50198-94 《 民用闭路监视电视系统工程技术规范 》第 2章、第2.5节、供电、接地与安全防护、第2.5.4条的要求，系统采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω。
 
 
 
 6、监控防雷产品清单表

设备清单
型号或措施	作用	安装位置	数量	备注
前端摄像机防雷保护
AS-CCTV-3      监控三合一信号浪涌保护器	保护前端的云台摄像机	前端带云台（球机）摄像枪的电源，控制，视频信号接口处		请注明摄像枪工作电压，串联安装
AS-CCTV-2     监控二合一信号浪涌保护器	保护前端的固定摄像机	前端固定摄像枪的电源，视频信号接口处		请注明摄像枪工作电压，串联安装
户内监控设备防雷保护
AM-40         电源浪涌保护器	保护机房用电设备，作机房的首级保护	机房配电箱电源总开关出线侧		三相共模
PDU-10/6      防雷PDU	作设备的末级电源防雷保护	机房内机柜的设备电源取电处
AM-40         电源浪涌保护器	防止集中供出电源线上的过电压对机房设备的影响	并联安装在监控集中供电输出端开关处		单相共模
AS-BNC        视频信号浪涌保护器	保护DVR，视频矩阵的信号接口	机房DVR,视频矩阵的视频信号接口处串联安装		数量多也可采用16路组合式
AS-CT/24   RS485信号浪涌保护器	保护RS485监控控制线信号端口保护	安装在机房内RS485引出处

 

 监控防雷示意图