自从两百多年来富兰克林发明了避雷针,有效保护了各类建筑物和在其中工作生活的人们,由此,人们似乎认为防雷这个话题已经很陈旧了。可是随着科学技术的迅猛发展,e电子时代来临了,各种线缆(电话线、CATV、网络线、电源线等等)迅速进入了千家万户和机关、单位,与各种终端智能设备接驳,创造各种缤彩纷呈的电子神话。与此同时,防雷这个话题又如老树发新芽般重新引起人们的关注。雷电具有巨大的破坏性,雷电放电的瞬时电压可达500KV以上,闪电电流幅值可达100—300KA。受强大的电荷感应和电磁场感应(通称感应雷)影响,强雷电流随时可经由多种线缆侵入各种电子终端,造成系统损毁等巨大的经济损失。当今闭路电视监控系统中,矩阵切换器、数码硬盘录像机、摄像机和解码器等关键部件中的核心器件为CMOS的IC,其击穿电压仅为几十伏的量级,也极易受雷击损毁。
自从两百多年来富兰克林发明了避雷针,有效保护了各类建筑物和在其中工作生活的人们,由此,人们似乎认为防雷这个话题已经很陈旧了。可是随着科学技术的迅猛发展,e电子时代来临了,各种线缆(电话线、CATV、网络线、电源线等等)迅速进入了千家万户和机关、单位,与各种终端智能设备接驳,创造各种缤彩纷呈的电子神话。与此同时,防雷这个话题又如老树发新芽般重新引起人们的关注。雷电具有巨大的破坏性,雷电放电的瞬时电压可达500KV以上,闪电电流幅值可达100—300KA。受强大的电荷感应和电磁场感应(通称感应雷)影响,强雷电流随时可经由多种线缆侵入各种电子终端,造成系统损毁等巨大的经济损失。当今闭路电视监控系统中,矩阵切换器、数码硬盘录像机、摄像机和解码器等关键部件中的核心器件为CMOS的IC,其击穿电压仅为几十伏的量级,也极易受雷击损毁。
面对雷电随时可能造成的潜在威胁,防雷保护就显得尤为重要。
防雷保护的基本原则
雷电分流
对从室外引入的各种线缆(包括信号线、电话线、电源线等)并接(或串接)适当的避雷器,当感应雷在线路上产生过电压波侵入室内时,避雷器迅速(一般为ns量级)趋于低阻抗状况,形成雷电流对地的通路,将雷电流分流泄放到大地中,从而保证电子设备的政党运行。为防止部分雷电流继续侵入,对一些关键的电子设备,还应采取多级分流。
接地处理
良好的接地是保证雷电流能否有效地泄放能量,减少雷电二次反击和引下线上电压降的关键。
各个项目所处的地质不同,电阻率差别甚大,因此必须实地勘察地质现场,并决定采用接地材料和接地处理方法(包括接地线埋设深度、填充材料、接地点多少等)。
对接地电阻的大小,国家标准有严格的规定。其中第I、II保护级别防感应雷的最大允许接地电阻分别为5、10Ω。
等电位连接
防雷系统的接地电阻虽然只有几Ω,但由于雷电流瞬间幅值可达100KA量级,这样即便是1Ω的接地电阻,在接地引下线也可产生幅值 100KV的浪涌电压,当浪涌电压侵入电子设备时,将在设备上产生巨大的电压降,足以使设备损毁。
为此防雷系统中必须进行等电位连接,在防雷区域建立均压环(也称汇流排),将区域内所有的接地线(包括各种金属管道)全部良好地接到均压环上,均压环再与大地连接,这样不管浪涌电压有多高,由于各点的电压基本相等,所以不存在电压降,电子设备则可完好无损。
闭路电视监控系统防雷保护实例
深圳市×花园小区,其地理位置较特殊,几年来多次发生雷击造成摄像机烧毁。
经实地勘察,该花园之所以摄像机多次遭雷击,主要是土壤电阻率较高,发生雷电后,雷电泄放较慢,造成地电位反击,损毁了相关部件。为此提出了该花园防雷的全面解决方案。
进入监控室的电源部分,并联三级避雷器,进行三级分流。当感应雷电侵入电源传输线时,避雷器将以纳秒级(<25ns=的响应速度呈现低阻抗状态,迅速将雷电能量泄放到大地。
在信号线的两端(摄像机和主机)分别串接ZGB235B-4信号避雷器,该避雷器为BNC接口,阻抗75Ω、传输速率为10Mbit/S、插入损耗≤0.5db。由于插入损耗很小,摄像机的图像画质基本没有影响。当无雷电入侵时,避雷器对地呈高阻抗;遭雷击时则呈低阻抗,迅速对地放电。
在监控室安装30×3mm的均压环,并与地网良好连接。系统内所有接地线和避雷器接地线均与均压环连接。这样,当产生浪涌过电压时,所有设备均处于等电位。
该工程实施后,经受了几个月的雷雨季节考验,系统运行正常。
展望
随着闭路电视监控系统智能化、集成化的进一步提高,业主对防雷保护的认知度也将逐步提高。但就目前而言,防雷工程在闭路电视监控系统工程中所占成本比重较大,将是防雷工程发展的瓶颈。
为了有效地降低成本,也使防雷保护工程实施趋于简单化,目前,各种防雷元件(贴片式、同轴式等)已开始问市。各种核心电子器材(如摄像机、解码盒、矩阵切换器、数码硬盘录像机、调制解调器等)的生产厂家,只要对电子线路销作改动,即可制造出既具有防雷功能、成本又增加无几的单件产品,这应该是业主和工程商的一个福音。