1、 國家職業資格全國統一鑒定（國家職業資格二級）二級電工技師（職業名稱）論文論文題目：淺談監控系統防雷編號：（ ）淺談監控系統防雷摘要：隨著社會的進步與發展，監控系統在社會的各行各業以及各個區域得到了廣泛的運用。同時，監控系統因遭雷擊而損壞的比例也越來越多，增加了監控系統的維護成本。本文結合監控系統安裝、運行特點，談一下實際運維工作中對于監控系統防雷的一些經驗，僅供各位同行參考。關鍵詞：監控系統；防雷；直擊雷；感應雷；球形雷；防雷措施；避雷器；接地1、 前言 在電力系統中，對于強電系統的防雷措施比較完善，經驗也比較豐富。但是對于弱電系統的防雷顯得相對比較薄弱，每年各種弱電系統因雷擊損壞的事例屢見

2、不鮮，由于監控系統有部分設備工作在室外開闊區域，所以監控系統因雷擊損壞的故障非常頻繁。給使用單位造成了很多不必要的經濟損失。因此，如何保護監控系統免遭雷擊損壞的工作也顯得越來越重要。2、 監控系統的構成監控系統一般由以下三部分組成：（1）前端部分：主要由黑白（彩色）攝像機、云臺、防護罩、支架等組成。（2）傳輸部分：使用同軸電纜、電線、多芯線、光纖等，采取架空、地下敷設、沿墻敷設等方式，傳輸音頻、視頻、控制信號和饋送交直流電源等。（3）終端部分：主要由視頻分配器、硬盤錄像機、視頻矩陣、電視墻等組成。三、雷電的分類 雷電是雷云層接近大地時，地面感應出相反電荷，當電荷積聚到一定程度，產生云和云之間以

3、及云和大地之間放電，并發出光和聲的現象。雷電可分為直擊雷、感應雷（包括靜電感應和電磁感應）和球形雷。3.1直擊雷 大氣中帶有電荷的雷云對地電壓可高達幾億伏。雷云同地面凸出物之間的電場強度達到空氣的擊穿強度時，產生的放電現象稱為直擊雷。此時雷電的主要破壞力在于電流特性而不在于放電產生的高電位。大氣放電直接通過地面建構筑物和地面設備，強大的雷電流經過這些物體入地，在瞬間產生很大的機械振動力和高溫高熱使物體遭到破壞。當雷電流通過具有電阻或電感的物體時將產生很大的電壓降和感應電壓，能破壞絕緣，產生火花，引起燃燒、爆炸，使設備部件熔化，在雷電流流過的通道上物體水分受熱汽化而劇烈膨脹，產生強大的沖擊性機械

4、力。該機械力可以達到50006000N，因而可使人體組織，建筑物結構、設備部件等斷裂破碎，從而導致人員傷亡、建筑物破壞，以及設備毀壞等。3.2感應雷 感應雷是指當雷云來臨時地面上的一切物體，尤其是導體，由于靜電感應，都聚集起大量的雷電極性相反的束縛電荷，在雷云對地或對另一雷云閃擊放電后，云中的電荷就變成了自由電荷，從而產生出很高的靜電電壓（感應電壓），其過電壓幅值可達到幾萬到幾十萬伏，這種過電壓往往會造成建筑物內的導線，接地不良的金屬物導體和大型的金屬設備放電而引起電火花，從而引起火災、爆炸、危及人身安全或對供電系統造成的危害。另一種情況是，在雷電閃擊時，由于雷電流的變化率大而在雷電流的通道附

5、近就形成了一個很強的感應電磁場，對建筑物內的電子設備造成干擾、破壞，又可能使周圍的金屬構件產生感應電流，從而產生大量的熱而引起火災。另外，當架空線遭受直擊雷或產生感應雷，高電位便會沿著導線電源線以及信號侵入變電站或建筑物內，這種雷電波侵入也會對電氣設備造成危害或使建筑物內的金屬設備放電，引起破壞作用。它具體可以劃分為靜電感應雷和電磁感應雷。（1）靜電感應雷：是由于帶電積云接近地面，在架空線路導線或其他導電凸出物頂部感應出大量電荷引起的。它將產生很高的電位。（2）電磁感應雷：是由于雷電放電時，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產生迅速變化的強磁場引起的。這種迅速變化的磁場能在鄰近的導體上感應出很高的電動

6、勢。雷電感應引起的電磁能量若不及時泄入地下，可能產生放電火花，引起火災、爆炸或造成觸電事故。3.3球形雷球形雷通常認為是一個熾熱的等離子體，溫度極高，并發生紅色、橙色的球形發光體，直徑在1020cm以上。球雷常沿著地面滾動或在空氣中飄動，可從煙囪、門窗或其他縫隙進入建筑物內部，有時也自行消失，或傷害人身和破壞物體。四、監控系統遭雷擊損壞的主要原因4.1直擊雷（1）雷電直接集中露天攝像機，導致設備損壞。（2）雷電直接擊中線纜，導致線纜損壞。4.2雷電侵入波監控系統的電源線、信號傳輸線或者進入監控室其它金屬線纜遭受雷擊或被雷電感應時，雷電波沿著線纜侵入設備，導致高電位差使設備損壞。4.3雷電感應（

7、1）電磁感應：當附近區域有雷擊閃絡時，在雷擊落實通道周圍會產生強大的瞬變電磁場。處在電磁場中監控設備和傳輸線路會產生較大的感應電動勢，導致設備損壞。（2）靜電感應：當有帶電的雷云出現時，在雷云下面的建筑物和傳輸線路上會感應出與雷云相反的束縛電荷。這種感應電荷在低壓架空線路上可達100KV靜電電位，信號線路上可達4060KV的靜電電位，一旦雷云放電結束，束縛電荷迅速擴散，引起感應雷擊。電磁感應和靜電感應引發的雷擊現象均稱為感應雷。監控系統損壞的原因中，感應雷的機率要比直擊雷的機率大很多。4.4地電位反擊 建筑物外部的防雷系統（如避雷針、避雷網等）遭受直接雷擊，在接地電阻的兩端會產生危險的過電壓，

8、由設備的接地線，建筑物或附近的其它建筑物的外部防雷系統或其它自然接閃物（各種管道、電纜屏蔽管等）引入設備，造成設備損壞。五、監控系統防雷措施5.1直擊雷的防護（1）監控系統前端設備攝像機安裝方式分為室內安裝和室外安裝，室內安裝的設備一般不會遭受直擊雷。安裝在室外的攝像機，多數處于開闊地帶，直擊雷的風險較大，所以必須考慮直擊雷的防護問題。為了使傳輸線路免遭直擊雷的侵害，傳輸線路應該盡量避免架空敷設，而是采用線纜穿金屬管埋地敷設，金屬管之間要保持可靠的電氣連通，金屬管兩端應可靠接地。（2）監控系統的前端設備（如攝像機等），應置于接閃器的有效保護范圍之內。對已經處于其它接閃器保護范圍之內的前端設備，

9、一般可以不另行考慮直擊雷的防護，對于未處于任何接閃器保護范圍之內的前端設備，均應考慮直擊雷的防護問題。從技術經濟的角度考慮，前端設備的直擊雷防護安裝獨立的避雷針不具備可行性。一般都采用將避雷針架設在攝像機的支撐桿上，引下線可以直接利用金屬桿本身（也可以采用10的鍍鋅圓鋼或采用30×3的鍍鋅扁鋼），但是為了防止電磁感應，沿桿引上攝像機的電源線和信號線應穿金屬管敷設，金屬管應可靠接地。5.2雷電侵入波及感應雷的防護（1）監控系統的視頻信號、控制信號是由分布在室內外各處的信號傳輸線纜將各種信號集中傳輸至監控中心主機集中控制。為了防止雷電產生的感應過電壓和過電流，在所有監控設備的電源線入口，

10、信號連接的設備兩端均安裝相應的避雷器。（2）進入到監控機房的電源線應考慮做三級防護，可在建筑物的總配電房的電源進線處安裝一級電源避雷器，第一級可采用限壓型避雷器，其雷電通量應80KA（8/20），如果采用開關型避雷器其雷電通量應15KA（10/350）。在監控機房所在樓層的配電箱的電源進線處安裝二級電源避雷器，避雷器要求雷電通量40KA（8/20）。在監控機房重要設備的電源進線處安裝三級電源避雷器，要求雷電通量20KA（8/20）。（3）對于前端已經安裝了電源避雷器的監控室，應使用電源防雷插座對終端設備進行精細防護，將供電入口避雷器的剩余浪涌能量進行更完善的吸收，較好抑制瞬態過電壓，以達到完全

11、消除微小瞬態過電壓的目的。對于有室內空氣開關的，可以在空氣開關處安裝末級防雷模塊。（4）進出監控室的視頻線均應加裝視頻避雷器，一般情況下，前端有多少臺攝像機，后端就有多少條視頻線進入監控室，視頻避雷器的數量是與進入監控室的視頻線相等的，即每一路加裝一只。進入監控室的控制線（如云臺控制線等），一般采用485線進入到信號控制柜，必須加裝信號避雷器后，再接設備，可以有效防止浪涌電壓對設備的損壞。所有進入監控室的線纜最好埋地敷設，金屬線管進入機房前應可靠接地。六、監控系統防雷接地與等電位連接6.1防雷等電位連接 等電位連接是現代防雷技術重要的防護措施之一。將進入建筑物的各類管線的屏蔽層在進入大樓前進行

12、等電位連接后接地。在進入設備前，在進行第二次等電位連接后接地。可以有效減少建筑物金屬構件與設備之間，設備與設備之間因雷擊產生的電位差，有效保護監控設備。6.2防雷接地（1）監控系統應有良好的防雷接地。（2）監控設備防雷接地電阻應小于4歐姆，采用綜合接地時，接地電阻應小于1歐姆。（3）防雷接地線應采用專用接地干線，由監控室引入接地體。專用的接地干線應采用銅芯絕緣導線和電纜。接地線的截面積應不小于20平方毫米。（4）監控系統的接地線不能與交流電網的地線和零線短接或混接，接地線不能形成封閉回路。（5）由監控室引到其它監控設備的接地線，應選用銅芯絕緣軟線，其截面積應不小于4mm²。（6）監控系統一般采用單點接地。（7）監控室內應設置一個等電位連接母排，將監控系統各個設備保護接地、避雷器的接地線連接到一起。各種避雷器接地線應以最直、最短的距離與等電位母排進行連接。7、 結束語 雷電對監控系統的損壞是多方面、多途徑的。監控系統的防雷保護不僅僅取決于防雷設備的性能，更重要