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安防监控系统防雷设计方案
1 序言
安防监控系统防雷设计在实际应用中极少用到，不过这是很关键首先，尤其室外监控系统，雷电天气常出现地方更应做防雷设计。

2 概述
我们首先应正确了解安防监控系统系统组成，进而，正确分析安防监控系统遭受雷击损害关键原因和可能雷击过电压入侵路径。在此基础上，选择适宜防雷保护装置，研究和探讨信号、电源线路合理布放，明确屏蔽及接地方法，方可给出正确、系统防雷处理方案。有效提升安防监控系统抗雷击过电压干扰能力，优化系统整体防雷水平。

3 安防监控系统组成、分类及雷电防护概述
3.1 安防监控系统组成
3.1.1 安防监控系统，通常由以下三部分组成
前端部分：关键由黑白（彩色）摄像机、云台、防护罩、支架等组成。
传输部分：使用同轴电缆、电线、双绞线，采取架空、地埋或沿墙敷设等方法传输音频、视频、控制信号和馈送交、直流电源等。
终端部分：关键由控制设备、画面分割器、监视器、录像存放设备等组成。

3.1.2 安防监控系统防雷分类
依传输部分传输方法分类，安防监控系统关键分为以下几类：
A．同轴电缆传输监控系统：雷电防护关键在于传输电缆两端线路接口防护及传输电缆本身保护；
B．双绞线传输监控系统：雷电防护关键在于，前端及终端电源防护及双绞线接口防护；
C．光缆传输监控系统：雷电防护关键在于，前端及终端电源防护及光缆本身屏蔽铠层及加强筋防护；
D．微波传输监控系统：防护关键在于，前后两站无线设备本身直击雷防护。
3.2 安防监控系统遭受雷击损害关键原因
3.2.1 直击雷
A．雷电直接击中露天摄像机上，直接损毁设备；
B．雷电直接击在线缆上，造成线缆熔断、损坏。
3.2.2 雷电侵入波
安防监控系统电源线、信号传输线或进入监控室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/导体侵入设备，造成高电位差使设备损坏。
3.2.3 雷电感应
电磁感应：当周围区域有雷击闪络时，在雷击落实通道周围会产生强大瞬变电磁场。处于电磁场中监控设备和传输线路会感应出较大电动势，以致损坏、损毁设备。
静电感应：当有带电雷云出现时，在雷云下面建筑物和传输线路上会感应出和雷云相反束缚电荷。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40－60kV静电电位，一旦雷云放电后，束缚电荷快速扩散，即引发感应雷击。
电磁感应和静电感应引发雷击现象均称为感应雷，又称二次雷。它对设备损害没有直击雷来猛烈，但它要比直击雷发生机率大得多，有统计显示，感应雷击约占现代雷击事故80%以上。
3.2.4 地电位反击
直击雷防护装置（避雷针）在引导强大雷电流流入大地时，在它引下线、接地体和和它们相连接金属导体上产生很高瞬时电压，对周围和它们靠得近却又没和它们连接金属物体、设备、线路、人体之间产生巨大电位差，这个电位差引发电击就是地电位反击。这种反击不仅足以损坏电器和设备，也可能造成人身伤害或火灾爆炸事故。

4 设计依据
GB50057-94〈建筑物防雷设计规范〉
GB50174-93〈计算机房防雷设计规范〉
GB2887-89 〈计算站场地技术文件〉
GB9361-88 〈计算站场地安全要求〉
JGJ/T16-92 〈民用建筑电气实施规范〉
GA173-1998 〈计算机信息系统防雷保安器〉
IEC1312〈雷电电磁脉冲防护〉
IEC 61643 〈SPD电源防雷器〉
IEC 61644 〈SPD 通讯网络防雷器〉
VDE0675〈过电压保护器〉
GB50343-〈建筑物电子信息系统防雷技术规范〉

5 防雷设计方案
依据第二条分析,结合实际情况,参考国家防雷规范,制订本设计方案。
5.1 室外设备保护
直击雷防护:在室外摄象机支撑杆上端,安装一个小避雷针,高度要高于摄象机,避雷针引下线,能够直接利用金属杆本身,还能够敷设人工引下线,引下线连接到下端地网.地网电阻要小于10欧姆。
摄象机感应雷防护:在摄象机电源,控制线,视频线路上分别安装防雷器,能够采取三合一集中式防雷器。
5.2 监控机房防雷保护
在建筑物总配电上安装第一级电源防雷器，作为整个建筑物第一级电源防雷保护。
在机房配电上安装第二级电源防雷器，作为机房设备第二级电源防雷保护。
在UPS电源前端,安装第三级防雷器，保护UPS和其以后设备。
5.3 接地系统
在室外摄象机周围全部要就近做一套接地网,假如2个地网之间距离小于20米,2个地网要连接在一起.摄象机和避雷针地网阻值要小于10欧姆。
监控机房地网要小于4欧姆.考虑到接地空间限制,能够采取高科技接地模块。

6 安防监控系统防雷处理方案关键点、常见问题、注意事项
6.1 直击雷防护
直击雷电击中露天摄像机上，直接损毁设备;雷电直接击在线缆上，造成线缆熔断、损坏。直击雷防护，是防雷保护不可或缺关键基础，是防雷保护不可忽略组成部分。

6.1.1 前端设备直
安防监控系统前端设备有室外和室内两种，安装在室内设备通常不会遭受直击雷，而安装于室外设备，多数处于相正确开阔地带，直击雷风险较大，则必需考虑直击雷防护问题。
安防监控系统前端设备，如摄像头等，应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。对于已经处于其它接闪器或高层建筑原有接闪系统保护范围之内前端设备，通常能够不再另行考虑直击雷防护；对于未处于任何接闪系统保护范围之内前端设备，则均应考虑直击雷防护问题。从技术经济角度考虑，前端设备直击雷防护安装独立避雷针不含有可行性，通常全部采取将避雷针架设在摄像机支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身（也可采取Φ8镀锌圆钢或30×3镀锌扁钢），但为了预防电磁感应，沿杆引上摄像机电源线和信号线应穿金属管敷设，金属管应可靠接地。
6.1.2 传输线路直击雷防护
为了使传输线路免遭直击雷侵害，传输线路应尽可能避免架空敷设，最好是穿金属管埋地敷设，金属管两端应可靠接地。
6.1.3 终端设备直击雷防护
终端设备机房（通常称监控机房）所在建筑物应采取防直击雷方法，可采取φ10圆钢（刷银粉漆）在楼顶构筑避雷带，另3.1.3终端设备直击雷防护终端设备机房（通常称监控机房）所在建筑物应采取防直击雷方法，可采取φ10圆钢（刷银粉漆）在楼顶构筑避雷带，另外用φ10圆钢做避雷带支撑，支撑高度15cm，每隔1m设一支撑，并用40×4mm镀锌扁钢作为引下线和地网（地网电阻应小于10Ω）连接，引下线间距应小于25米。也能够采取避雷针作为防直击雷方法，用40×4mm镀锌扁钢作为引下线和地网连接，避雷针高度、安装位置应依据滚球法进行计算。

6.2 防雷接地系统
全部防雷保护系统均应有可靠、有效接地。接地系统亦是防雷保护必需组成部分之一。安防监控系统前端、终端设备均应有良好防雷接地，对应接地系统应符合规范要求。通常独立于监控机房所在建筑物前端设备均须设有独立接地。但在此需要尤其指出是：
不管前端还是终端设备接地系统，假如距离小于20米情况，两个接地系统之间应做等电位连接。

6.3 沿墙敷设应注意问题
很多布线人员，因对防雷知识了解有限，或图简单方便，习惯于将户外走线线路和建筑物避雷带、引下线相互捆绑。方便了工程施工和美观同时，也带来了较大防雷安全隐患。这一点是值得重视和注意。为减小雷害风险，任何导线/金属线路均应尽可能避免和直击雷防护系统平行捆扎，而应依相关规范要求。

6.4 交流电源防雷器选择
对于安防监控系统全部交流电源进线端均作有效防雷保护。而且应确保设备所处建筑物系有良好防雷接地系统，深入确定，所在建筑雷电防护装置是否使用合适。前端设备交流电源进线处应安装对应电源防雷器。考虑到安防监控系统电源系统通常全部不是很规范，零、地之间通常全部会有几伏、十几伏电压，有时甚至会有几十伏电压，另外，在安装单相电源防雷器时候，安装人员通常也不会注意区分零、火线，鉴于这种情况，我们提议选择单相电源防雷器时，尽可能避免选择1+NPE保护模式产品，因为假如NPE模块上有交流电压存在，在NPE模块动作时会产生工频续流，使NPE模块难以熄弧，造成NPE模块烧坏。
进入到监控机房电源线应考虑三级防护，可在建筑物总配电房电源进线处安装一级电源防雷器，在监控机房所在楼层配电箱电源进线处安装二级电源防雷器，在监控机房关键设备电源进线处安装三级电源防雷器，在零、地电压比较高情况下，不提议采取3+NPE或1+NPE保护模式电源防雷器。全部防雷器应可靠接地。

6.5 安防监控系统传输线路防护
统计数据资料表明，安防监控系统80%以上雷害事故全部是因为和系统相连线路上感应雷电侵入波过电压造成。所以，做好和系统相连线路防护是整体防雷中不容忽略一环。
最安全布线方法，应采取全程穿金属管埋地敷设，同时，也请注意，金属管两端务必做有效接地。穿金属管埋地敷设传输线路，能够使雷电侵入波幅值得到相当程度衰减，从而降低设备遭受雷电侵入波损害概率。实际工程中，很多情况下条件不许可时，能够全程穿金属管架空走线；或不作全程穿金属管，但在电缆进入监控机房和前端设备前务必穿金属管埋地敷设，埋地长度应大于15米，在入户端将电缆金属外皮、金属管和防雷接地有效连接。全部传输线路两端均应安装对应防雷器。

6.6 光纤通讯线路防护
通常来讲，光纤线路无须作加装防雷电浪涌保护装置，因为光纤线路本身不属于导体，也就不会感应/传输过电压浪涌。这一点很多人知道，但常常轻易被忽略是光纤线缆防雷保护，从而造成部分雷电过电压闪络，损坏设备情况发生。其发生关键原因是，光纤线缆通常有金属加强筋和金属铠层用于保护光纤线缆，光纤本身虽不会感应和传输过电压，但其金属加强筋和金属铠层却极易感应、传输雷击过电压，必需给妥善处理，即在光纤进户端务必做好接地保护。
6.7 视频信号防雷注意事项
视频信号防雷，概念比较简单，但也常常出现因工作步骤上疏忽造成防雷保护失败，同时造成视频防雷本身遭到损坏。现在，市场上大部分信号防雷产品，通常采取两级保护方法，前一级作为粗保护通常采取气体放电管作为保护器件；后一级为细保护，通常采取TVS作为保护器件。如此一来，信号防雷器就肯定有了前后之分，进出端之分。因通常信号防雷电路采取TVS通流能力是很有限，假如前后级接反，一旦有过电压浪涌进来以后，TVS极易首先被击穿，造成防雷器损坏/失效。而这一情况，在市场上时有发生。因为很多防雷企业业务人员对此问题并不熟悉，在签协议时往往轻易忽略“阴入阳出”和“阳入阴出”区分；很多防雷工程企业采购人员也轻易忽略此问题，只管下单采购“视频信号防雷器”；最终产品到了现场后，工程人员未仔细考虑、认真对待，只管能接上即可，最终造成部分视频信号防雷器接反现象发生。深圳市天泰科技出品一款视频防雷器，采取双一级保护，能够有效预防上述问题发生。使“阴入阳出”和“阳入阴出”通用，减轻了销售人员、采购人员工作压力，让工作愈加简单、愈加方便，愈加便于视频防雷器调配使用。

6.8 直流电源防护，控制线信号保护
直流电源防护、控制线信号保护和视频信号保护常见问题一致，所不一样是，直流电源防护、控制线信号保护，连接方法通常为压接式，没有“阴”“阳”头之分，也就不会出现上述销错货、购错货问题。但现场工程人员必需注意，正确连接这类防雷器。通常常见标识为：输入（IN）、输出（OUT），或：浪涌端、保护端，亦称之为：远端、近端。换言之，输入（IN），即浪涌端，也称为远端，应连接有远程线路，轻易引入雷电过电压一端；输出（OUT），即保护端，也称为近端，应连接被保护设备一端。