監(jiān)控系統(tǒng)雷電災(zāi)害防御技術(shù)應(yīng)用研究

殷國華　王路亞

[摘 要]監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)常會受到雷電災(zāi)害的襲擊，這不僅造成了經(jīng)濟(jì)的損失，也會產(chǎn)生巨大的安全隱患，只有監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行才能更好地保護(hù)我們家園的安寧。本文主要闡述了監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理，并結(jié)合我國近些年發(fā)生的雷電擊對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備損害的案例，總結(jié)出雷電擊對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備損壞方式的原因分析，并提出了監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備防雷技術(shù)新要求。

[關(guān)鍵詞]監(jiān)控系統(tǒng)；雷電災(zāi)害；防御技術(shù)；應(yīng)用

[中圖分類號]TP277 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

在現(xiàn)代社會中，電子科學(xué)技術(shù)隨著時代的發(fā)展也在高速發(fā)展，電子科技的發(fā)展也帶動了安防技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)是安防工作的重要組成部分，在我們生活、學(xué)習(xí)、工作中隨處可見監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備，我國公安部建設(shè)的“天網(wǎng)”工程就是在監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)之上建立的。監(jiān)控系統(tǒng)主要是以微電子技術(shù)作為基礎(chǔ)支撐，由于監(jiān)控系統(tǒng)集成度高、承受高壓較差、抗雷電電磁脈沖能力差等原因，使得監(jiān)控系統(tǒng)容易遭受到雷電危害，特別是戶外監(jiān)控設(shè)備極易受到雷電危害，如果發(fā)生雷擊監(jiān)控事件會引發(fā)很多安全問題。隨著近年來監(jiān)控系統(tǒng)的大幅增加，監(jiān)控設(shè)備的雷電防護(hù)工作引起相關(guān)部門的高度關(guān)注，但由于雷電屬于自然現(xiàn)象，雷電防御成為一門綜合性的邊緣學(xué)科，由于雷擊發(fā)生時會產(chǎn)生巨大雷電流以及雷電產(chǎn)生的雷電電磁脈沖，這都會對監(jiān)控設(shè)備帶來安全威脅，這使得監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備防雷工作成為既重要又復(fù)雜的技術(shù)難題。本文主要通過對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成及工作原理分析，及常見的監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷電襲擊的途徑分析，展開了對監(jiān)控系統(tǒng)雷電災(zāi)害防御的技術(shù)應(yīng)用研究。

1 監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理

1.1 監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

一套完整的監(jiān)控系統(tǒng)是由終端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、前端系統(tǒng)構(gòu)成的。終端系統(tǒng)是由操作鍵盤、顯示器、視頻切換器、監(jiān)視器柜、控制臺等組成的；傳統(tǒng)傳輸系統(tǒng)是由電纜或光纜進(jìn)行信號傳輸，現(xiàn)在傳輸系統(tǒng)涵蓋了有線/無線信號調(diào)制解調(diào)設(shè)備；前端系統(tǒng)是由前端攝像機(jī)組成，以及與攝像機(jī)配套設(shè)備如防護(hù)罩、云臺、解碼驅(qū)動器、防雷防護(hù)罩等，隨著科技的發(fā)展前端攝像機(jī)種類也在增多如高速球、夜視攝像機(jī)、云臺攝像槍等。

1.2 監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理

監(jiān)控系統(tǒng)電源是通過電源控制單元集中供電，前端攝像裝置將收集到的視頻圖像信號，通過光纜、電纜及有線/無線信號調(diào)制解調(diào)設(shè)備傳輸?shù)浇K端設(shè)備，達(dá)到對外部攝像設(shè)備覆蓋范圍的實時監(jiān)控。

2 監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷電擊損壞方式分析

2.1 直接雷擊

雷電直接擊到戶外監(jiān)控設(shè)備上或支撐戶外監(jiān)控設(shè)備的金屬桿、金屬設(shè)備上時，監(jiān)控設(shè)備受到直接雷擊可能造成整個監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的損壞或燒毀。直接雷擊還可能發(fā)生在戶外監(jiān)控設(shè)備周圍的金屬設(shè)施上，發(fā)生雷電反擊造成監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的損壞現(xiàn)象，直接雷擊會對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，但由于戶外監(jiān)控設(shè)備安裝高度較低，出現(xiàn)直接雷擊的情況較少。

2.2 閃電感應(yīng)

閃電感應(yīng)有兩類：一個是閃電靜電感應(yīng)，另一類是閃電電磁感應(yīng)。在雷云放電時，戶外監(jiān)控設(shè)備感應(yīng)到和雷同符號相反的電荷，先導(dǎo)通道中的電荷立刻中和，戶外設(shè)備如果沒有做好接地工作，則其感應(yīng)的電荷將無法釋放到地下，此時會產(chǎn)生很高的電位，進(jìn)而造成閃電靜電感應(yīng)損害監(jiān)控設(shè)備的現(xiàn)象。如果雷電擊在支撐戶外監(jiān)控設(shè)備的金屬桿上時，雷電流會迅速變化，將在金屬支撐桿周圍產(chǎn)生強(qiáng)電磁場，使得戶外監(jiān)控設(shè)備、電線、信號線閉合回路上感應(yīng)出極高的電勢，進(jìn)而發(fā)生閃電電磁感應(yīng)破壞監(jiān)控系統(tǒng)的情況，閃電感應(yīng)出現(xiàn)概率較高，但沒有直接雷擊破壞性強(qiáng)。

2.3 閃電電涌侵入

監(jiān)控系統(tǒng)中，傳輸設(shè)備通常是架設(shè)在空中的如電源線、視頻信號傳輸線，當(dāng)雷電擊在線路上時，強(qiáng)大的電流會沿著這些線路入侵到監(jiān)控系統(tǒng)的各個組成部分，造成監(jiān)控設(shè)備損壞情況的發(fā)生，這就是閃電電涌侵入造成監(jiān)控設(shè)備損壞的現(xiàn)象，此類情況容易造成線纜斷裂。

3 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備防雷技術(shù)要求

在上文我們敘述了監(jiān)控設(shè)備遭受雷擊情況的分析，這要求我們在開展監(jiān)控系統(tǒng)防雷設(shè)計、安裝時，應(yīng)考慮到戶外監(jiān)控設(shè)備會長期甚至永久處在雷擊或雷電電磁場的環(huán)境。我們應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況，科學(xué)合理地設(shè)計、安裝防雷設(shè)施，在安裝時做到經(jīng)濟(jì)合理、安全耐用、技術(shù)可靠，下面我們介紹幾種防雷安全技術(shù)措施。

第一是針對直接雷擊情況，可在戶外監(jiān)控設(shè)施上安裝防雷電保護(hù)罩，雷電保護(hù)罩可通過金屬支撐桿直接接地，為防止電磁感應(yīng)的發(fā)生，沿桿引上監(jiān)控設(shè)備的電源線和信號線應(yīng)穿線金屬管屏蔽；第二是做好監(jiān)控設(shè)備線纜屏蔽及接地工作，對監(jiān)控系統(tǒng)中的線路穿金屬管屏蔽埋入地下，金屬管一端連接配電箱另一端與監(jiān)控設(shè)備防雷保護(hù)罩相連；第三是做好監(jiān)控系統(tǒng)供電系統(tǒng)防雷措施，供電系統(tǒng)應(yīng)安裝適配的電涌保護(hù)器，多級SPD之間應(yīng)考慮好能量配合問題，在室外的配電線路應(yīng)直埋入地，在市電直供地區(qū)要注意供電穩(wěn)定情況，杜絕電壓不穩(wěn)狀況的發(fā)生。

4 結(jié)語

監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備能否正常、穩(wěn)定、準(zhǔn)確地運(yùn)行與防雷工作有著緊密聯(lián)系，通過對不同地區(qū)、不同環(huán)境下進(jìn)行對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備雷擊事件調(diào)研、分析，不斷地總結(jié)更多的經(jīng)驗，根據(jù)實際情況及數(shù)據(jù)分析科學(xué)合理地完善雷電災(zāi)害防御措施，才能有效地提高監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的防雷安全水平，確保監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的高效運(yùn)行，進(jìn)而為我們家園的安全提供更好的保障。

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