监控系统的综合防雷方案
　
一、概述
随着经济建的高速发展，安全监控系统在银行、交通、码头、小区、库房管理中的迅速普及应用，由于这些系统和设备耐过电压能力低，雷电高电压以及雷电电磁脉冲侵入所产生的电磁效应、热效应都会对系统和设备造成干扰和永久性损坏，其后果可能会使整个监控系统运行失灵，并造成难以估计的经济损失。
为了对安全监控系统采取有效的防雷保护措施，保障监控系统正常可靠的运行，首先应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，正确选择和使用监控系统设备的防雷保护装置，以及研究和探讨信号、电源线路的布放、屏蔽及接地方式等，对提高监控系统的抗雷电能力，优化系统的防雷水平起到很好的作用。
二、监视系统的组成及雷害分析
1、监控系统一般由以下三部分组成：
前端部分：主要由摄像枪、镜头、云台、防护罩、支架等组成。
传输部分：使用同轴电缆、电源线、多芯控制线组成，采取架空、地埋或沿墙等敷设方式传输视频、音频或控制信号。
终端部分：主要由画面分割器、监视器、控制设备，录像设备等组成。
2、监控系统雷害成因
直击雷：雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏；雷电直接击在架空线缆上造成线缆熔断。
雷电波侵入：监控系统的电源线、信号传输或进入监控室的金属管线到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线侵入设备，造成电位差使设备损坏。
雷电感应：当雷击避雷针时，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场。处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电动势。这现象叫电磁感应。当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可40－60kv。这种现象叫静电感应。电磁感应和静电感应称为感应雷，又叫二次雷。它对设备的损害没有直击雷来的猛然，但它要比直击雷发生的机率大得多。
三、监控系统防雷设计方案
（一）设计依据
1、IEC61024《建筑物防雷》
2、IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》
3、JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
4、GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
5、GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
6、GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
7、GB50200-94《有线电视系统工程技术规范》
8、GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
9、GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》
10、XQ3-2000《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》
（二）防雷设计方案
1、前端设备的防雷
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击雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害，而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。
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。当摄像机独立架设时，避雷针最好距摄像机3－4米的距离。如有困难避雷针也可以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Φ12的镀锌圆钢。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DC12V）、视频线、信号线和云台控制线。
摄像机的电源一般使用AC220V或DC12V。摄像机由直流变压器供电的，单相电源避雷器应串联或并联在直流变压器前端，如直流电源传输距离大于15米，则摄像机端还应串接低压直流避雷器。
信号线传输距离长，耐压水平低，极易感应雷电流而损坏设备，为了将雷电流从信号传输线传导入地，信号过电压保护器须快速响应，在设计信号传输线的保护时必须考虑信号的传输速率、信号电平，启动电压以及雷电通量等参数。
室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于4Ω，高土壤电阻率地区可放宽至 <10Ω。
2、传输线路的防雷
监控系统主要是传输信号线和电源线。室外摄像机的电源可从终端设备处引入，也可从监视点附近的电源引入。
控制信号传输线和报警信号传输线一般选用芯屏蔽软线，架设（或敷设）在前端与终端之间。
传输部分的线路在城市郊区、乡村敷设时，可采用直埋敷设方式。当条件不充许时，可采用通信管道或架空方式，此时传输线缆与其它线路其沟的最小间距和与其它线路共杆架设的最小垂直间距，可参照GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》进行敷设。如：传输线缆与220V交流电线线路共沟（隧道）的最小间距为0.5 m，与通讯电缆的最小间距为0.1 m；传输线缆与1—10KV电力线共杆架设的最小垂直间距这2.5 m，1KV以下电力线最小垂直间距为1.5 m，与广播线最小垂直间距为1.0 m ，与通信线最小垂直间距为0.6 m。
传输部分的线路在建筑物内部敷设时，与其它线缆的最小间距则应参照GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》来做。
从防雷角看，直埋敷设方式防雷效果最佳，架空线最容易遭受雷击，并且破坏性大，波及范围广，为避免首尾端设备损坏，架空线传输时应在每一电杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入合适的避雷器。
传输线埋地敷设并不能阻止雷击设备的发生，大量的事实显示，雷击造成埋地线缆故障，大约占总故障的30％左右，即使雷击比较远的地方，也仍然会有部分雷电流流入电缆。所以采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管的电气连通。对防护电磁干扰和电磁感应非常有效，这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。如电缆全程穿金属管有困难时，可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入，但埋地长度不得小于15米，在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。
3、终端设备的防雷
在监控系统中，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。其防直击雷措施应符合GB50057－94中有关直击雷保护的规定。
进入监控室的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时，在入户处应加装避雷器，并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。
监控室内应设置一等电位连接母线（或金属板），该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止危险的电位差。各种电涌保护器（避雷器）的接地线应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。
良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω。采用综合接地网时，其接地电阻不得大于1Ω。
4、SPD的选择
（1）电源系统
由于有70％雷击高电位是从电源线侵入的，为保证设备安全，一般电源上应设置三级避雷保护。
A、在监控室所在建筑物总配电处安装三相电涌保护器，通流容量为25KA（波形10/350μs），型号：REP－XEL385B25，模块式，标准导轨安装，作为电源第一级保护。
B、在监控室分电箱处安装三相模块式电源电涌保护器，最大通流容量40KA，型号：REP－XEL385M20，作为第二级保护。
C、在监控室UPS电源或监控设备前安装单相串联避雷器，型号：REP－D220UPSB，串联安装，功率≤7KW，带LC滤波，超低残压输出，作为电源线路第三级保护。
（2）信号系统
在视频传输线、信号控制线，入侵报警信号线进入前端设备之前或进入中心控制台前应加装相应的避雷保护器。
A、在摄像头到控制中心的监控摄像头到控制中心的视频传输电缆两端应安装视频信号SPD，型号为REP-GVD各一只，以保护摄像头。
B、对室外云台，每条控制线路两端应安装云台控制线路避雷器，型号为REP-X04-YT。
C、每支摄像枪电源线路均安装摄像枪专用电源避雷器，型号：REP-GVD-220VAC或REP-GVD-12VDC；对于12V电压取电较远的摄像枪，安装REP-GVD-12VDC；对于12V电压取电较近（不超出5米）的摄像枪，安装REP-GVD-220VAC。　
四、防雷方案预算（略）
五、防雷方案图
监控系统防雷方案示意图
六、机房电源系统简易选型　
七、运行维护
（1）避雷器安装之后，应检查所有接线是否正确安装，然后运行测试，看系统和设备是否正常工作，有无异常情况，如有，应及时检查，直至整个系统均正常运作。
（2）每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。
（3）接地网的接地电阻宜每年进行一次测量。
（4）每年雷雨季节前应对运行中的避雷器进行一次检测，雷雨季节中要加强外观巡视，如检测发现异常应及时处理。