隨著國家、社會不斷進步和快速發(fā)展，人民生活日益提高，各個領域都需要利用閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)來保障國民的生產(chǎn)生活，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)廣泛用于校園、室外停車場、大型企業(yè)、礦山、碼頭等領域。這些閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設備, 如攝像機大多數(shù)安裝于室外,處于相對的開闊地帶, 雷擊風險比較大。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中電子設備, 其對各種諸如雷電過電壓、電力系統(tǒng)操作過電壓、靜電放電等電磁干擾非常敏感, 使得監(jiān)控系統(tǒng)設備極易遭雷擊過電壓破壞, 造成整個閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓。因此這些閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在設計和施工時則必須考慮瞬間過電壓防護(防雷)措施。

　　一、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)瞬間過電壓(雷擊)三個常見的問題

　　1、已裝有避雷針、接地網(wǎng)，并采取了聯(lián)合接地，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)設備為什么有時還會遭雷電損壞?

　　當雷電流通過避雷針、引入地網(wǎng)入地時，地電位瞬時升高。假設雷電流I=50KA，接地電阻R=1Ω ，地電位△U=I×R=50KA×1 Ω=50KV。

　　因為采取聯(lián)合接地，設備地電位也相應升高50KV，而供電電源線和信號傳輸線是由遠處引來，遠端地電位仍處于零電位，因此設備外殼地電位將與設備的電源輸入端間和信號輸入端間出現(xiàn)50KV的巨大電位差(在防雷技術中稱之為“反擊”或“負電位引入”)，造成設備相應部位損壞。

　　倘若地網(wǎng)接地不夠良好，則反擊電壓還要高，可能損壞更嚴重。

　　2、監(jiān)控中心機房并未遭雷，而是遠處有落雷，為什么監(jiān)控中心機房內(nèi)設備有時也會遭損壞?

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設備攝像機的傳輸線由遠處機房引來。假設在傳輸線附近有一落雷，傳輸線線路上感應瞬間過電壓。這感應高電壓沿傳輸線線路向兩端擴展，如果監(jiān)控中心機房距離落雷點不是太遠，此感應電壓傳到機房時有可能仍有一定強度，以致?lián)p壞機房內(nèi)設備。

　　3、在無雷的日子里，為什么監(jiān)控中心機房設備電源模塊有時仍會遭損壞?

　　對供電線路，我們總容易誤認為：線路中流過的是很干凈的正弦波。事實上由于電網(wǎng)的切換、同一電網(wǎng)中感性負載的啟停等原因，在供電線路中會出現(xiàn)各種電壓干擾。電網(wǎng)的有害干擾中，瞬間振蕩、瞬間脈沖的發(fā)生率很高。

　　這種瞬變電壓持續(xù)時間很短，短的只有幾個微秒，非專用儀器還不易發(fā)現(xiàn)，但它們對設備的危害卻不可低估。因為現(xiàn)代的監(jiān)控安防設備均系微電子化產(chǎn)品, 這些監(jiān)控設備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性，往往越先進的設備中電路集成度越高，器件間距離有的只有零點幾微米，因此供電電源中只要有稍大幅度脈沖沖擊，就可能造成電路中的器件損壞 。只是它們較為隱蔽，而且是逐步造成損壞，損壞也不如雷電那么嚴重，主要體現(xiàn)在壽命縮短上，所以不易引起注意。

　　對電源中這種瞬間過電壓，UPS和穩(wěn)壓器不但不能起到保護作用，相反地它們自己也成為需保護的對象。

　　二、瞬間過電壓保護器的工作原理與選擇

　　對于前面所提三種過電壓損壞情況，我們應在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)設備與外界聯(lián)系的所有端口處(如電源線、視頻信號傳輸線、控制信號傳輸線等導線入口處)，都加裝過電壓保護器，把端口處出現(xiàn)的過電壓旁路至地，才能不使其損壞機房內(nèi)設備。這種保護器，在我國仍習慣地稱之為“避雷器”，在國外被稱作“過電壓限制器”或“浪涌抑制器”(SURGE ARRESTER)、“瞬變電壓浪涌抑制器”(TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESSION)等。

　　其工作原理是：當線路上電壓是在正常范圍內(nèi)，保護器(TVSS)呈現(xiàn)高阻抗，相當于開路。當線路上電壓超過設定范圍時，保護器迅速呈現(xiàn)低阻抗，將瞬間過電壓能量全部或大部分泄放掉。從而達到保護住設備的目的。

　　加裝保護器防過電壓是十分必要的。對曾遭到過這類損壞的，加裝保護器可以防止再遭損壞;對還沒有遭到過此類損壞的，裝置過電壓保護器后設備可以免遭損壞，防患于未然，并可延長設備壽命，保證整個閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)正常運行。由于雷電造成的較大，選擇過電壓保護器可以著重考慮防雷電波侵入：

　　1、過電壓保護器要選承受電流較大一些的(即通流容量大)

　　大多數(shù)情況下，雷電流是不大的，出現(xiàn)大電流的概率較低，如100KA雷電流出現(xiàn)的概率約為12%，盡管概率較低，但畢竟可能出現(xiàn)，而且出現(xiàn)在何時是難以預料的。所以，如經(jīng)濟條件允許，選用保護器可選承受電流較大些的。

　　2、過電壓保護器一定要選殘壓低的

　　保護器兩端殘壓就是加到設備去的最低電壓(還要考慮到引線附加電壓)，在同樣沖擊電流下，殘壓越低的，保護性能就越好，設備越可得到有效保護。

　　3、過電壓保護器要選性能/價格比高的

　　不同性能指標的過電壓保護器，價格將相差很大，。故不能單看售價，還應作性能比較。

　　目前市面上比較常見的過電壓保護器(避雷器)有：雷天科星LKWX保護器，蒙崎(HYC1)保護器，ESP furse保護器，DEHN保護器，美國北方技術公司的TVSS。

　　三、怎樣在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)抑制瞬間過電壓

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心機房所在建筑物應有防直擊雷的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)，其防直擊雷措施應符合GB50057-94中有關直擊雷保護的規(guī)定。接地系統(tǒng)是防雷系統(tǒng)必要組成部分之一。所有防雷保護系統(tǒng)均應有可靠、有效的接地。良好的接地是防雷中至關重要的一環(huán)。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)前端、終端設備均應有良好的防雷接地,接地電阻值越小過電壓值越低。監(jiān)控中心機房采用專用接地裝置時，其接地電阻不得大于4Ω，采用綜合接地網(wǎng)時，其接地電阻不得大于1Ω。前端設備如攝像頭應置于接閃器(避雷針或其它接閃導體)有效保護范圍之內(nèi)。進入監(jiān)控中心機房的各種金屬管線應接到接地裝置上。

　　由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級泄放，將雷擊能量逐步泄放到大地。所以要在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)安裝避雷針、接地網(wǎng)等保護措施是僅僅不夠的，還要在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)遭受瞬間過電壓的入侵途徑(電源線、視頻信號傳輸線、控制信號傳輸線等導線)上采取措施。

　　1、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中電源線上瞬間過電壓的保護

　　由于有80%雷擊高電位是從電源線侵入的，為了保證監(jiān)控安防系統(tǒng)設備安全，對監(jiān)控安防系統(tǒng)的所有交流電源進線端均作有效的防雷保護。前端設備的交流電源進線處應安裝相應的電源過電壓保護器。進入到監(jiān)控機房的電源線應考慮三級防護, 可在建筑物的總配電房的電源進線處安裝一級電源過電壓保護器, 在監(jiān)控機房所在樓層配電箱的電源進線處安裝二級電源過電壓保護器, 在監(jiān)控機房重要設備的電源進線處安裝三級電源過電壓保護器。

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設備攝像機的電源一般使用AC220V或AC24V，攝像機電源是由安防監(jiān)控中心集中供電，在電源傳輸線兩端應串聯(lián)電源過電壓保護器，也就是進入前端設備之前或進入閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)終端控制中心前應加裝相應的電源保護器。

　　2、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中視頻信號線上瞬間過電壓的保護

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像信號由前端設備攝像機通過同軸電纜傳輸?shù)奖O(jiān)控中心主機上，然后在監(jiān)視器顯示圖像，視頻傳輸線一般采用專用的SYV75歐姆系列同軸電纜。視頻傳輸線上也會感應雷擊，進而損壞閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)。在視頻傳輸線兩端應串聯(lián)同軸過電壓保護器，同軸過電壓保護器的輸入端(IN)與信號通道相連，輸出端(OUT)與被保護設備相連并緊靠被保護設備安裝，不能接反。把同軸過電壓保護器的接地線與防雷系統(tǒng)接地線可靠連接，接線越短越好，最長不能超過1m。

　　當傳輸網(wǎng)絡處于正常工作狀態(tài)，同軸信號過電壓保護器對視頻信號傳輸沒有任何影響。當危害傳輸設備的瞬間過電壓經(jīng)直接或感應方式侵入傳輸網(wǎng)絡時，同軸保護器立即導通，對地放電(能量釋放)，同軸過電壓保護器內(nèi)的限壓原件把過電壓的幅值降到設備能承受的耐壓范圍內(nèi)，從而起到保護作用。當瞬間過電壓消失后，同軸過電壓保護器重新恢復工作狀態(tài)。選擇同軸過電壓保護器應考慮視頻信號基帶頻率(約6MHz帶寬)，如果低于此基帶頻率，會影響圖像傳輸質(zhì)量。

　　3、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中控制信號線上瞬間過電壓的保護

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中前端設備攝像機有的是帶電動云臺和電動鏡頭的，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)終端控制設備通過控制信號線纜控制，包括云臺的上、下、左、右、自動旋轉和電動鏡頭的變倍、聚焦、光圈控制。目前閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中控制信號一般采用RS485通信方式。RS-485通信線纜一般采用屏蔽雙絞線傳輸。

　　控制信號線傳輸距離長，耐壓水平低，極易感應雷電流而損壞設備，為了將雷電流從信號傳輸線傳導入地，在控制信號兩端應串聯(lián)信號過電壓保護器，信號過電壓保護器接口的“A”、“B”端與前端攝像機控制信號 “A”、“B” 接口相連，通過屏蔽雙絞線與閉路電視監(jiān)控中心機房信號過電壓保護器接口的“A”、“B”連接，再與閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)終端控制設備的“A”、“B” 接口相連，不要接反，否則無法控制攝像機。注意前端信號過電壓保護器和終端信號過電壓保護器的接地線與防雷系統(tǒng)接地線可靠連接，否則整個控制信號線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波，極易遭受感應雷的入侵。

　　控制信號過電壓保護器須快速響應，在設計信號傳輸線的保護時必須考慮信號的傳輸速率、信號電平，啟動電壓以及雷電通量等參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境不同，需要有不同的過電壓保護形式。在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的設計和施工中一定要考慮一項或多項過電壓保護器組合方案，既要實用有效又能性能價格比好的過電壓保護器。