隨著國家、社會不斷進(jìn)步和快速發(fā)展，人民生活日益提高，各個(gè)領(lǐng)域都需要利用閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)來保障國民的生產(chǎn)生活，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)廣泛用于校園、室外停車場、大型企業(yè)、礦山、碼頭等領(lǐng)域。這些閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備, 如攝像機(jī)大多數(shù)安裝于室外,處于相對的開闊地帶, 雷擊風(fēng)險(xiǎn)比較大。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中電子設(shè)備, 其對各種諸如雷電過電壓、電力系統(tǒng)操作過電壓、靜電放電等電磁干擾非常敏感, 使得監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備極易遭雷擊過電壓破壞, 造成整個(gè)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓。因此這些閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和施工時(shí)則必須考慮瞬間過電壓防護(hù)(防雷)措施。

　　一、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)瞬間過電壓(雷擊)三個(gè)常見的問題

　　1、已裝有避雷針、接地網(wǎng)，并采取了聯(lián)合接地，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備為什么有時(shí)還會遭雷電損壞?

　　當(dāng)雷電流通過避雷針、引入地網(wǎng)入地時(shí)，地電位瞬時(shí)升高。假設(shè)雷電流I=50KA，接地電阻R=1Ω ，地電位△U=I×R=50KA×1 Ω=50KV。

　　因?yàn)椴扇÷?lián)合接地，設(shè)備地電位也相應(yīng)升高50KV，而供電電源線和信號傳輸線是由遠(yuǎn)處引來，遠(yuǎn)端地電位仍處于零電位，因此設(shè)備外殼地電位將與設(shè)備的電源輸入端間和信號輸入端間出現(xiàn)50KV的巨大電位差(在防雷技術(shù)中稱之為“反擊”或“負(fù)電位引入”)，造成設(shè)備相應(yīng)部位損壞。

　　倘若地網(wǎng)接地不夠良好，則反擊電壓還要高，可能損壞更嚴(yán)重。

　　2、監(jiān)控中心機(jī)房并未遭雷，而是遠(yuǎn)處有落雷，為什么監(jiān)控中心機(jī)房內(nèi)設(shè)備有時(shí)也會遭損壞?

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備攝像機(jī)的傳輸線由遠(yuǎn)處機(jī)房引來。假設(shè)在傳輸線附近有一落雷，傳輸線線路上感應(yīng)瞬間過電壓。這感應(yīng)高電壓沿傳輸線線路向兩端擴(kuò)展，如果監(jiān)控中心機(jī)房距離落雷點(diǎn)不是太遠(yuǎn)，此感應(yīng)電壓傳到機(jī)房時(shí)有可能仍有一定強(qiáng)度，以致?lián)p壞機(jī)房內(nèi)設(shè)備。

　　3、在無雷的日子里，為什么監(jiān)控中心機(jī)房設(shè)備電源模塊有時(shí)仍會遭損壞?

　　對供電線路，我們總?cè)菀渍`認(rèn)為：線路中流過的是很干凈的正弦波。事實(shí)上由于電網(wǎng)的切換、同一電網(wǎng)中感性負(fù)載的啟停等原因，在供電線路中會出現(xiàn)各種電壓干擾。電網(wǎng)的有害干擾中，瞬間振蕩、瞬間脈沖的發(fā)生率很高。

　　這種瞬變電壓持續(xù)時(shí)間很短，短的只有幾個(gè)微秒，非專用儀器還不易發(fā)現(xiàn)，但它們對設(shè)備的危害卻不可低估。因?yàn)楝F(xiàn)代的監(jiān)控安防設(shè)備均系微電子化產(chǎn)品, 這些監(jiān)控設(shè)備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性，往往越先進(jìn)的設(shè)備中電路集成度越高，器件間距離有的只有零點(diǎn)幾微米，因此供電電源中只要有稍大幅度脈沖沖擊，就可能造成電路中的器件損壞 。只是它們較為隱蔽，而且是逐步造成損壞，損壞也不如雷電那么嚴(yán)重，主要體現(xiàn)在壽命縮短上，所以不易引起注意。

　　對電源中這種瞬間過電壓，UPS和穩(wěn)壓器不但不能起到保護(hù)作用，相反地它們自己也成為需保護(hù)的對象。

　　二、瞬間過電壓保護(hù)器的工作原理與選擇

　　對于前面所提三種過電壓損壞情況，我們應(yīng)在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備與外界聯(lián)系的所有端口處(如電源線、視頻信號傳輸線、控制信號傳輸線等導(dǎo)線入口處)，都加裝過電壓保護(hù)器，把端口處出現(xiàn)的過電壓旁路至地，才能不使其損壞機(jī)房內(nèi)設(shè)備。這種保護(hù)器，在我國仍習(xí)慣地稱之為“避雷器”，在國外被稱作“過電壓限制器”或“浪涌抑制器”(SURGE ARRESTER)、“瞬變電壓浪涌抑制器”(TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESSION)等。

　　其工作原理是：當(dāng)線路上電壓是在正常范圍內(nèi)，保護(hù)器(TVSS)呈現(xiàn)高阻抗，相當(dāng)于開路。當(dāng)線路上電壓超過設(shè)定范圍時(shí)，保護(hù)器迅速呈現(xiàn)低阻抗，將瞬間過電壓能量全部或大部分泄放掉。從而達(dá)到保護(hù)住設(shè)備的目的。

　　加裝保護(hù)器防過電壓是十分必要的。對曾遭到過這類損壞的，加裝保護(hù)器可以防止再遭損壞;對還沒有遭到過此類損壞的，裝置過電壓保護(hù)器后設(shè)備可以免遭損壞，防患于未然，并可延長設(shè)備壽命，保證整個(gè)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。由于雷電造成的較大，選擇過電壓保護(hù)器可以著重考慮防雷電波侵入：

　　1、過電壓保護(hù)器要選承受電流較大一些的(即通流容量大)

　　大多數(shù)情況下，雷電流是不大的，出現(xiàn)大電流的概率較低，如100KA雷電流出現(xiàn)的概率約為12%，盡管概率較低，但畢竟可能出現(xiàn)，而且出現(xiàn)在何時(shí)是難以預(yù)料的。所以，如經(jīng)濟(jì)條件允許，選用保護(hù)器可選承受電流較大些的。

　　2、過電壓保護(hù)器一定要選殘壓低的

　　保護(hù)器兩端殘壓就是加到設(shè)備去的最低電壓(還要考慮到引線附加電壓)，在同樣沖擊電流下，殘壓越低的，保護(hù)性能就越好，設(shè)備越可得到有效保護(hù)。

　　3、過電壓保護(hù)器要選性能/價(jià)格比高的

　　不同性能指標(biāo)的過電壓保護(hù)器，價(jià)格將相差很大，。故不能單看售價(jià)，還應(yīng)作性能比較。

　　目前市面上比較常見的過電壓保護(hù)器(避雷器)有：雷天科星LKWX保護(hù)器，蒙崎(HYC1)保護(hù)器，ESP furse保護(hù)器，DEHN保護(hù)器，美國北方技術(shù)公司的TVSS。

　　三、怎樣在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)抑制瞬間過電壓

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心機(jī)房所在建筑物應(yīng)有防直擊雷的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)，其防直擊雷措施應(yīng)符合GB50057-94中有關(guān)直擊雷保護(hù)的規(guī)定。接地系統(tǒng)是防雷系統(tǒng)必要組成部分之一。所有防雷保護(hù)系統(tǒng)均應(yīng)有可靠、有效的接地。良好的接地是防雷中至關(guān)重要的一環(huán)。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)前端、終端設(shè)備均應(yīng)有良好的防雷接地,接地電阻值越小過電壓值越低。監(jiān)控中心機(jī)房采用專用接地裝置時(shí)，其接地電阻不得大于4Ω，采用綜合接地網(wǎng)時(shí)，其接地電阻不得大于1Ω。前端設(shè)備如攝像頭應(yīng)置于接閃器(避雷針或其它接閃導(dǎo)體)有效保護(hù)范圍之內(nèi)。進(jìn)入監(jiān)控中心機(jī)房的各種金屬管線應(yīng)接到接地裝置上。

　　由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級泄放，將雷擊能量逐步泄放到大地。所以要在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)安裝避雷針、接地網(wǎng)等保護(hù)措施是僅僅不夠的，還要在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)遭受瞬間過電壓的入侵途徑(電源線、視頻信號傳輸線、控制信號傳輸線等導(dǎo)線)上采取措施。

　　1、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中電源線上瞬間過電壓的保護(hù)

　　由于有80%雷擊高電位是從電源線侵入的，為了保證監(jiān)控安防系統(tǒng)設(shè)備安全，對監(jiān)控安防系統(tǒng)的所有交流電源進(jìn)線端均作有效的防雷保護(hù)。前端設(shè)備的交流電源進(jìn)線處應(yīng)安裝相應(yīng)的電源過電壓保護(hù)器。進(jìn)入到監(jiān)控機(jī)房的電源線應(yīng)考慮三級防護(hù), 可在建筑物的總配電房的電源進(jìn)線處安裝一級電源過電壓保護(hù)器, 在監(jiān)控機(jī)房所在樓層配電箱的電源進(jìn)線處安裝二級電源過電壓保護(hù)器, 在監(jiān)控機(jī)房重要設(shè)備的電源進(jìn)線處安裝三級電源過電壓保護(hù)器。

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備攝像機(jī)的電源一般使用AC220V或AC24V，攝像機(jī)電源是由安防監(jiān)控中心集中供電，在電源傳輸線兩端應(yīng)串聯(lián)電源過電壓保護(hù)器，也就是進(jìn)入前端設(shè)備之前或進(jìn)入閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)終端控制中心前應(yīng)加裝相應(yīng)的電源保護(hù)器。

　　2、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中視頻信號線上瞬間過電壓的保護(hù)

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像信號由前端設(shè)備攝像機(jī)通過同軸電纜傳輸?shù)奖O(jiān)控中心主機(jī)上，然后在監(jiān)視器顯示圖像，視頻傳輸線一般采用專用的SYV75歐姆系列同軸電纜。視頻傳輸線上也會感應(yīng)雷擊，進(jìn)而損壞閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)。在視頻傳輸線兩端應(yīng)串聯(lián)同軸過電壓保護(hù)器，同軸過電壓保護(hù)器的輸入端(IN)與信號通道相連，輸出端(OUT)與被保護(hù)設(shè)備相連并緊靠被保護(hù)設(shè)備安裝，不能接反。把同軸過電壓保護(hù)器的接地線與防雷系統(tǒng)接地線可靠連接，接線越短越好，最長不能超過1m。

　　當(dāng)傳輸網(wǎng)絡(luò)處于正常工作狀態(tài)，同軸信號過電壓保護(hù)器對視頻信號傳輸沒有任何影響。當(dāng)危害傳輸設(shè)備的瞬間過電壓經(jīng)直接或感應(yīng)方式侵入傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)，同軸保護(hù)器立即導(dǎo)通，對地放電(能量釋放)，同軸過電壓保護(hù)器內(nèi)的限壓原件把過電壓的幅值降到設(shè)備能承受的耐壓范圍內(nèi)，從而起到保護(hù)作用。當(dāng)瞬間過電壓消失后，同軸過電壓保護(hù)器重新恢復(fù)工作狀態(tài)。選擇同軸過電壓保護(hù)器應(yīng)考慮視頻信號基帶頻率(約6MHz帶寬)，如果低于此基帶頻率，會影響圖像傳輸質(zhì)量。

　　3、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中控制信號線上瞬間過電壓的保護(hù)

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中前端設(shè)備攝像機(jī)有的是帶電動云臺和電動鏡頭的，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)終端控制設(shè)備通過控制信號線纜控制，包括云臺的上、下、左、右、自動旋轉(zhuǎn)和電動鏡頭的變倍、聚焦、光圈控制。目前閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中控制信號一般采用RS485通信方式。RS-485通信線纜一般采用屏蔽雙絞線傳輸。

　　控制信號線傳輸距離長，耐壓水平低，極易感應(yīng)雷電流而損壞設(shè)備，為了將雷電流從信號傳輸線傳導(dǎo)入地，在控制信號兩端應(yīng)串聯(lián)信號過電壓保護(hù)器，信號過電壓保護(hù)器接口的“A”、“B”端與前端攝像機(jī)控制信號 “A”、“B” 接口相連，通過屏蔽雙絞線與閉路電視監(jiān)控中心機(jī)房信號過電壓保護(hù)器接口的“A”、“B”連接，再與閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)終端控制設(shè)備的“A”、“B” 接口相連，不要接反，否則無法控制攝像機(jī)。注意前端信號過電壓保護(hù)器和終端信號過電壓保護(hù)器的接地線與防雷系統(tǒng)接地線可靠連接，否則整個(gè)控制信號線就會像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波，極易遭受感應(yīng)雷的入侵。

　　控制信號過電壓保護(hù)器須快速響應(yīng)，在設(shè)計(jì)信號傳輸線的保護(hù)時(shí)必須考慮信號的傳輸速率、信號電平，啟動電壓以及雷電通量等參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境不同，需要有不同的過電壓保護(hù)形式。在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工中一定要考慮一項(xiàng)或多項(xiàng)過電壓保護(hù)器組合方案，既要實(shí)用有效又能性能價(jià)格比好的過電壓保護(hù)器。