|
 |
 |
視頻監控系統知識 |
|
 |
|
 |
| 光端機與視頻監控攝像機防雷技術集結 |
隨著安防行業的迅猛發展，防雷行業參與安防監控系統防雷設計的機會越來越多。視頻監控系統越來越明顯地朝著集成化的方向發展，于是前端攝像機逐漸在被各種技術、功能模塊充實。目前前置的防雷器盡管沒有表現出比外接防雷設計更好的防雷效果，但是集成化趨勢必然讓防雷攝像機成為未來監控攝像機市場的一顆新星。
光端機防雷技術
數據光端機特別是作為前端設備的發射機通常安裝于室外的設備箱中，現場環境相當惡劣，防雷就顯得異常重要，防雷措施的優劣直接決定了數據光端機發生故障的幾率。
雷電的破壞方式主要分為直擊雷、感應雷和地電位反擊三種形式，對數據光端機而言影響最嚴重的主要是地電位反擊。
所謂地電位反擊是當避雷針等接閃器將直擊雷強大的雷電流經過引下線和接地體泄入大地時，在引下線，接地體以及與其相連的金屬物體上會產生相當高的瞬間電壓，這個高電壓會對離他們很近但是又沒有直接接觸的金屬物體、線纜等電子設備之間產生巨大的電位差，這個電位差引起的電擊就是地電位反擊。
地電位反擊是通過以下形式對數據光端機造成損壞的：當雷電流泄入大地時，接地網的地電位會在數微秒之內被抬高到數萬或數十萬伏。
高度破壞性的雷電流將從各種設備的接地部分流向這些設備，或者通過擊穿大地絕緣而流向其它附近設備，最終造成設備的破壞或損害，損壞的部分主要有：機殼電源的PCB板上電子元器件、視頻接口處芯片及其相關電子元器件、音頻及數據端口處芯片。
加好防雷設備是很重要的，剩下的便是接地網的設計問題。接地樁一定要打到位，保證數據光端機良好接地，一個好的低阻抗接地網設計能夠保證系統中的防雷設備發揮良好效果且能有效均衡整個傳輸系統內各部位電壓，防止地電位差對線路中設備的干擾，同時也可有效避免地電位反擊對設備的損壞。
視頻監控攝像機防雷技術
監控攝像機必須連續不間斷，往往是7×24小時連續工作的，不能采用建議家庭電視在雷雨天氣下拔下電源和天線采用躲避防雷一樣進行防雷。因此，必須在監控攝像機正常工作情況對雷電實施防護，這是其中必要性的一個方面。監控系統往往安裝在人員不能輕易到達的場所，例如高速公路沿線、無人值守的野外機房等，或者雖然安裝在人員容易到達，但維護不太方便的場所，例如交通要道上，因此如何降低系統故障維護率將是一個重要的考慮因素。我們可以想象兩個場景來描述這個監控系統進行電涌保護的意義：一、高速公路上某個監控點無圖像了，維護人員需驅車30公里進行維護;二、某交通要道監控點，在上下班的高峰期突然沒有圖像了，工程人員需要在十字路口架起云梯進行維護。
目前，市場上出現部分防雷型攝像機，使攝像機本身具備防雷功能，這類防雷攝像機通常是在電路板上集成GDT(氣放管)或TVS(瞬態抑制二極管)等過電壓器件，起到雷電浪涌抑制作用。這和專業的防雷器SPD的作用相比還是有很大缺陷。
缺陷一：雷電浪涌往往是沿著攝像機的傳輸線路引入，進入攝像機的線路包含電源、同軸、信號、網絡等，由于線路板上的集成器件往往只針對部分線路進行防護，無法阻止雷電浪涌通過其他線路進入，從而損壞攝像機。
缺陷二：單一的器件保護不符合防雷的多級保護、逐級限壓的要求，如單一TVS雖然能夠極快吸收雷電浪涌能量，但自身承受能力有限(只有幾百安)，面對幾kA、幾十kA的雷電浪涌電流，自身都很容易損壞，而單一的GDT器件雖然可承受的能量高，但反應速度慢、殘壓高，無法做到充分保護。
缺陷三：單一的過電壓器件在線路中缺乏安全保護器件配合，一旦過電壓器件性能降低或損壞，卻無法從線路中斷開，會導致持續發熱致燃燒損壞攝像機。
缺陷四：過電壓器件集成在設備電路板上，一旦發生故障，就需要更換攝像機，不但非常麻煩，而且成本會大大增加。
缺陷五：組合式過電壓器件受監控攝像機內部空間以及電路板設計限制，導致無法充分安裝，從而無法達到理想的保護狀態。而解決前端監控攝像機的防雷保護，最有效、最合理、風險最低的解決方案其實就是采用了安裝組合式監控防雷器(SPD)為主的集成式解決方案，通過接閃、屏蔽、接地、分流、等電位等防雷原理來設計，從而達到對監控攝像機的全方位保護。
接閃指的是在室外較高的攝像機金屬立桿上安裝避雷短針，利用金屬立桿本身或銅導線作為防直擊雷的引下線，并且在立桿下設置一組地網，地網的接地電阻宜小于4歐姆。
屏蔽指的是將攝像機、光端機等監控主設備以及之間的傳輸線纜采用連接在一起的金屬外殼包圍起來，從而形成防雷分區的I區，通過金屬的屏蔽電磁場作用降低感應雷的破壞性。
接地指的是將上述屏蔽層包括設備箱、設備外殼部分以及SPD的接地等真正連接到大地，使得雷擊時能量能夠通過大地泄放。
分流指的是通過安裝SPD，使得本可能流經監控系統設備的雷電流流經SPD，將高于系統能承受的額外能量通過SPD泄放到大地。
等電位指的是所有系統中的設備通過SPD設計和線路連接方案設計，使得在雷擊發生時都處于一個相同的高電位或者低電位。
值得注意的是現在市場上的SPD品質良莠不齊，如果選擇質量無法保障的產品，不但達不到上述效果，往往還會帶來傳輸干擾、線路短路、甚至故障燃燒等嚴重后果，因此建議選用大品牌且質量獲得國家認證的產品，比如ASP等。
結束語
防雷是一個系統工程，脫離整個系統的防雷設計，是不完善而且不安全的，如果選用單一產品來解決，很可能出現“頭痛醫頭，腳痛醫腳”的局面。只有采用多種方式結合的全方位保護模式，才能真正起到對攝像機的保護作用。
|
|
|
