雷電是最常見(jiàn)的自然現(xiàn)象之一，大自然在展示她的神奇多變的雷電現(xiàn)象的同時(shí)，卻又會(huì)對(duì)人們的生活帶來(lái)極大的影響，往往造成電氣設(shè)備損毀，甚至人員傷亡。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人類對(duì)雷擊破壞性的研究、探索和采取的預(yù)防措施，已經(jīng)有了一套比較成熟的理論。比如，目前已廣泛應(yīng)用的避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)等防雷設(shè)施，可以防止和減少雷電對(duì)建筑物、人身和居室造成傷害。但由于對(duì)防雷保護(hù)的認(rèn)知水平和重視程度的不同，還是經(jīng)常會(huì)發(fā)生雷擊破壞電子電氣設(shè)備的情況。已有大量事實(shí)證明，在安裝了避雷裝置的建筑物內(nèi)，通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)、通訊網(wǎng)絡(luò)及微電子器件在發(fā)生雷擊時(shí)，卻仍然會(huì)遭受不同程度的損壞。而在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，部分前端攝像機(jī)安裝在戶外，并且為了達(dá)到更好的監(jiān)察效果，一般在旁邊無(wú)障礙物區(qū)域立桿高位安裝攝像機(jī)。這樣，攝像機(jī)就更容易受到雷擊損壞。

    為什么采取了防雷措施，仍會(huì)受到雷擊破壞呢？下面從雷電的原理進(jìn)行分析一下。

雷電產(chǎn)生與雷擊破壞分類
雷電的產(chǎn)生
    雷電是自然界一種常見(jiàn)的放電現(xiàn)象。關(guān)于雷電的產(chǎn)生有多種解釋理論，通常被認(rèn)為由于大氣中熱空氣上升，與高空冷空氣產(chǎn)生摩擦，從而形成了帶有正負(fù)電荷的小水滴。當(dāng)正負(fù)電荷累積達(dá)到一定的電荷值時(shí)，就會(huì)在帶有不同極性的云團(tuán)之間、以及云團(tuán)和大地之間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，從而產(chǎn)生云團(tuán)對(duì)云團(tuán)和云團(tuán)對(duì)大地的放電過(guò)程，這就是通常所說(shuō)的閃電和響雷。

雷擊破壞分類
    雷擊破壞最常見(jiàn)主要有兩種：直擊雷和感應(yīng)雷。

    （1）直擊雷：是指雷電直接擊在建筑物、動(dòng)植物之上，因?yàn)殡娦?yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等造成建筑物等的損壞以及人員的傷亡。一般防直擊雷是通過(guò)避雷裝置即接閃器（針、帶、網(wǎng)、線）、引下線構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。然而接閃器、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護(hù)建筑物本身免受直擊雷的損毀，而雷電仍然會(huì)以多種形式及途徑破壞電子設(shè)備。

    （2）感應(yīng)雷：是雷電在雷云之間或雷云對(duì)大地放電時(shí)，或直擊雷的雷電流通過(guò)接閃器、引下線和接地裝置向大地泄放電流時(shí)，會(huì)在周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，而使周圍的金屬導(dǎo)體因“電磁感應(yīng)”而帶上很高的電壓并通過(guò)與設(shè)備連接的傳輸線纜等侵入到設(shè)備，從而使電子設(shè)備遭受到損害。

    另一方面，雷擊入地點(diǎn)在瞬間會(huì)產(chǎn)生“地電位反擊”，當(dāng)雷電直接擊中具有避雷裝置的建筑物或設(shè)施時(shí)，接地網(wǎng)的地電位會(huì)在數(shù)微秒之內(nèi)被抬高到數(shù)萬(wàn)或數(shù)十萬(wàn)伏。高度破壞性的雷電流將從各種裝置的接地部分，流向供電系統(tǒng)及各種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)，或者通過(guò)擊穿大地絕緣而流向另一設(shè)施的供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)，最終造成對(duì)電子設(shè)備的破壞或損害。

    感應(yīng)雷雖然沒(méi)有直擊雷猛烈，但其發(fā)生的機(jī)率比直擊雷高得多，一次雷閃擊可以在較大的范圍內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)雷過(guò)電壓現(xiàn)象，并且這種感應(yīng)高壓可以通過(guò)電力線、電話線等信號(hào)線纜傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)，至使雷害范圍擴(kuò)大。

弱電系統(tǒng)防雷措施
多級(jí)分級(jí)（類）保護(hù)原則
    根據(jù)電氣、微電子設(shè)備的不同功能及不同受保護(hù)程序和所屬保護(hù)層確定防護(hù)要點(diǎn)作分類保護(hù)；根據(jù)雷電危害可能侵入的電氣路徑，實(shí)現(xiàn)對(duì)各系統(tǒng)從電源線到數(shù)據(jù)通信線等進(jìn)行多級(jí)、多層次的保護(hù)。[nextpage]

外部無(wú)源保護(hù)
    在0級(jí)保護(hù)區(qū)即外部作無(wú)源保護(hù)，主要有避雷針（網(wǎng)、線、帶）和接地裝置（接地線、地極）。保護(hù)原理：當(dāng)雷云放電接近地面時(shí)，它使地面電場(chǎng)發(fā)生畸變。在避雷針（線）頂部，形成局間電場(chǎng)強(qiáng)度畸變，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針（線）放電，再通過(guò)接地引下線，接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護(hù)物體免受雷擊。

內(nèi)部防護(hù)
    電源部分防護(hù)，雷電侵害主要是通過(guò)供電線路侵入。“電源防雷器”并接在電力線路上，可遏制瞬態(tài)過(guò)電壓和泄放浪涌電流。從總進(jìn)線到用電設(shè)備端通常配置三級(jí)防護(hù)，經(jīng)過(guò)逐級(jí)限壓和放電，逐步消除雷電能量，保證用電設(shè)備的安全。過(guò)電壓保護(hù)按國(guó)家規(guī)范應(yīng)分三部分：建議在高壓變壓器后端到樓宇總配電盤間的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對(duì)地加避雷器，作為第一級(jí)保護(hù)；在樓宇總配電盤至樓層配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對(duì)地加裝避雷器，作為第二級(jí)保護(hù)；在所有重要的、精密的設(shè)備以及UPS的前端應(yīng)對(duì)地加裝避雷器，作為第三級(jí)保護(hù)。

    信號(hào)部分保護(hù)，對(duì)于各類信號(hào)系統(tǒng)，應(yīng)分為粗保護(hù)和精細(xì)保護(hù)。粗保護(hù)量級(jí)跟據(jù)所屬保護(hù)區(qū)的級(jí)別確定，精細(xì)保護(hù)要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來(lái)進(jìn)行確定?！靶盘?hào)防雷器”接入信號(hào)線路后，一方面要能切斷雷電進(jìn)入設(shè)備的通路，同時(shí)要能迅速對(duì)地放電，另一方面要能確保在正常狀態(tài)下，通過(guò)防雷器的信號(hào)不受損害，使設(shè)備能正常工作。

按地處理
    在計(jì)算機(jī)房及各類弱電機(jī)房的建設(shè)中，一定要求有一個(gè)良好的接地系統(tǒng)，因所有防雷設(shè)備都需要通過(guò)接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地，從而保護(hù)設(shè)備和人身安全。如果機(jī)房接地系統(tǒng)做得不好，不但會(huì)引起設(shè)備故障，燒壞元器件，嚴(yán)重的還將危害工作人員的生命安全。另外還有防干擾的屏蔽問(wèn)題及防靜電問(wèn)題等都需要通過(guò)建立良好的接地系統(tǒng)來(lái)解決。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的防雷應(yīng)用
    在視頻監(jiān)控系統(tǒng)施工過(guò)程中，戶外前端設(shè)備需要采用防雷保護(hù)措施。不在建筑物直擊雷保護(hù)范圍內(nèi)的攝像機(jī)一般在立桿上方安裝避雷針來(lái)防護(hù)攝像機(jī)免遭直擊雷破壞，而對(duì)于感應(yīng)雷的破壞，有些工程安裝公司卻忽略了。前端攝像機(jī)一般通過(guò)同軸電纜或者光纜將信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，而傳輸系統(tǒng)是最容易受到感應(yīng)雷侵襲的。在同軸電纜傳輸?shù)南到y(tǒng)中，一般都在攝像機(jī)的電源、視頻信號(hào)和控制信號(hào)的輸出、輸入口安裝電源、信號(hào)防雷器。而在使用光端機(jī)傳輸?shù)南到y(tǒng)中，有人認(rèn)為光纜不受感應(yīng)雷影響，為了節(jié)省成本，不安裝信號(hào)防雷器?？墒窃诠舛藱C(jī)與攝像機(jī)之間終究還是有一段電纜連接線，這段連接線同樣有被感應(yīng)雷破壞的可能。盡管目前許多廠商在快球上增加浪涌保護(hù)電路，但從實(shí)際設(shè)備損壞的情況統(tǒng)計(jì)來(lái)看，快球控制信號(hào)處理芯片被靜電擊壞的幾率較高。由于光端機(jī)內(nèi)部電路上基本不具備防雷功能，同樣也存在被靜電擊壞數(shù)據(jù)口的情況。 [nextpage]

傳統(tǒng)光端機(jī)配合快球傳輸系統(tǒng)的雷擊隱患
    傳統(tǒng)快球或PTZ攝像機(jī)在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，與光端機(jī)組成的結(jié)構(gòu)。

    傳統(tǒng)光端機(jī)和快球配合方式中，光端機(jī)與快球之間的視頻線和控制線很容易受到感應(yīng)雷的破壞。傳統(tǒng)方式中，除了在設(shè)備附件加裝接閃器和做好接地處理來(lái)防止直擊雷的破壞，還需要在控制信號(hào)線的起始端和結(jié)束端加裝信號(hào)防雷器，視頻線起始端和結(jié)束端加裝視頻防雷器；并且在攝像機(jī)和光端機(jī)的電源輸入端也加上電源防雷器件，否則攝像機(jī)和光端機(jī)的電源輸入電路也很容易感受到感應(yīng)雷擊的破壞。加裝電源及信號(hào)防雷器等增加了工程成本，有些工程商為節(jié)約成本省去防雷器件，將造成雷擊隱患，給整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)很大的不安全性，往往造成設(shè)備的損壞和系統(tǒng)的癱瘓，給安全防范帶來(lái)不可估量的損失。

內(nèi)置光端機(jī)快球可有效防雷
    目前已有廠家推出內(nèi)置光端機(jī)的一體化快球產(chǎn)品（如INFINOVA的V1700F系列），采用光端機(jī)與快球一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，光端機(jī)模塊與快球之間無(wú)線纜連接，在快球外部?jī)H有一根光纖和一根經(jīng)變壓器隔離輸入的電源線，這樣可以避免傳統(tǒng)分體式光端機(jī)與快球之間因?yàn)橛懈黝愡B接線（如視頻線、控制線、電源線等）而引發(fā)的感應(yīng)雷的侵?jǐn)_，也減少了施工中繁瑣的接線工作，并避免了因接線產(chǎn)生的故障隱患，使得安裝過(guò)程更方便快捷。內(nèi)置式光端機(jī)一體化快球連接。

    若采用傳統(tǒng)分體式結(jié)構(gòu)還需要將光端機(jī)固定在快球外圍附近，這樣也增加了被雷擊或感應(yīng)雷破壞的可能性，而內(nèi)置式光端機(jī)的一體化快球則可以有效地防止雷擊破壞的發(fā)生。

    另外，內(nèi)置光端機(jī)的一體化快球不需要為光端機(jī)獨(dú)立供電和安裝保護(hù)箱，整體性強(qiáng)安裝更美觀，并可以降低光端機(jī)被人為惡意破壞或者被盜的可能性，在城市交通監(jiān)控和高速公路監(jiān)控中更受業(yè)主和工程商的歡迎。