你了解監(jiān)控桿防雷系統(tǒng)設計嗎？
目前安防行業(yè)流傳最多的“專業(yè)防雷廠家”設計是這樣描述的：“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。從防直擊雷的立桿避雷針，到防感應雷的“接地泄放雷電流”，但是這樣的操作對安防工程的安全構成了重大威脅，等于安裝了“定時炸彈”。那么我們該如何建立一套完善的監(jiān)控電線桿防雷系統(tǒng)呢？
一、監(jiān)控桿防雷系統(tǒng)
1.監(jiān)控桿防雷系統(tǒng)
(1)前端部分:主要由攝像頭、鏡頭、云臺、防護罩、支架、解碼器等組成。
(2)傳輸部分:利用電纜、電線通過架空、地下或沿墻敷設的方式傳輸視頻、音頻或控制信號；
(3)終端部分:主要由畫面分割器、監(jiān)視器、控制裝置、視頻存儲裝置等組成。
2.視頻監(jiān)控遭雷擊損壞的主要原因
(1)直接雷擊:雷電直接擊中室外攝像機，造成設備損壞或雷電直接擊中架空電纜，造成電纜損壞。這次雷擊造成的破壞最為嚴重，但發(fā)生概率相對較小。
(2)感應雷:又稱二次閃電，它分為電磁感應和靜電感應。當附近地區(qū)發(fā)生雷擊時，雷擊通道周圍會產生強大的瞬態(tài)電磁場。電磁場中的監(jiān)測設備和輸電線路會感應出較大的電動勢，稱為電磁感應。當帶電的雷云出現(xiàn)時，雷云下的建筑物和輸電線路會感應出與雷云相反的電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應。感應雷造成的設備損壞沒有直擊雷大，但發(fā)生概率相對較高，占現(xiàn)代雷電事故的80%以上。
(3)雷電波及:當進入監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控室的電源線、信號傳輸線或其他金屬電纜被雷電擊中或被雷電感應時，雷電波沿著這些金屬導線/導體侵入設備，造成高電位差，設備損壞。
二、監(jiān)控立桿防雷接地設計
1.眾所周知，閃電的破壞力極強，其電壓高達數(shù)百萬伏特，瞬間電流高達數(shù)十萬安培。雷擊造成的破壞性后果體現(xiàn)在以下三個層面:
(1)設備損壞和人員傷亡；
(2)設備或部件使用壽命降低；
(3)傳輸或存儲的信號和數(shù)據(jù)(模擬或數(shù)字)受到干擾或丟失，導致電子設備故障，使整個系統(tǒng)癱瘓。
對于監(jiān)測點來說，被直擊雷破壞的可能性很小。隨著現(xiàn)代電子技術的不斷發(fā)展，大量精密電子設備的使用和聯(lián)網，破壞大量電子設備的罪魁禍首是感應雷擊、過電壓、操作過電壓和雷電波侵入過電壓。每年，各種通信控制系統(tǒng)或網絡因雷擊受損的情況并不少見，其中安全監(jiān)控系統(tǒng)因雷擊受損，自動監(jiān)控失效的情況時有發(fā)生。前端攝像頭設計安裝在室外，雷電防護系統(tǒng)必須設計安裝在雷雨多發(fā)區(qū)域。
2.大多數(shù)室外攝像機安裝有金屬或水泥桿。這里簡單介紹一下金屬電桿的選擇要求:
(1)監(jiān)測桿為錐形鋼桿，其中雙臂監(jiān)測桿立桿高10m，臂長1.5m，壁厚4mm；單臂高12米，長1.5米，厚4毫米。監(jiān)測桿上直徑80毫米，下直徑200毫米。監(jiān)控螺柱的臂為直徑60毫米、壁厚3毫米的碳鋼管；
(2)熱鍍鋅后，用專用設備對攝像頭螺柱表面進行拋光，表面用活性碳酸漆和靜電噴涂處理。鍍鋅層厚度≥85μm，塑料層厚度≥85μm，抗風能力≥45m/s，面層質保5年，攝像頭螺柱質保20年，緊固件螺絲螺母采用不銹鋼材質；
(3)室外機柜結構設計為室外防水箱。機箱高300毫米，寬200毫米，厚150毫米。箱體防護等級達到IP54防護等級。需要有底盤基礎，整體美觀，表面噴涂明顯的警示標志，底盤離地高度不小于300mm。
3. 前端攝像機主要分為兩類：
（1）每個攝像機均安裝在比較高的立桿之上，所以設備的直擊雷防護必不可少。
做法：在每個立桿頂端均加裝避雷針一根，根據(jù)滾球計算，避雷針的有效保護范圍在三十度夾角范圍內，所以避雷針的高度，必須按照設備的安裝位置計算。
（2）前端設備感應雷（包括過電壓）的防護
為保證前端設備的長時間正常工作，應為各種信號安裝匹配的浪涌保護器，并做標準的接地。
4. 前端設備的接地
防雷器的接地非常重要,如果接地沒有做好,防雷器起不了保護自己的作用,所以一個良好的接地是相當重要的.要求接地電阻應做到4歐姆以下。
前端設備接地的具體措施:
攝像機都安裝在垂直桿上。如果現(xiàn)場土壤條件較好(石砂等不導電物質較少)，可采用立桿直接接地?？哟笮?000×1000×600mm，底部細土或濕土比例達到85%。用細土填實，然后垂直預埋1500mm×12mm的鋼筋，澆筑混凝土，達到表面后預埋固定?；炷镣耆€(wěn)定后，回填周圍細土，并保證一定的濕度。最后，攝像機和避雷器的接地線可以直接焊接在垂直桿的接地電極上。做好防銹處理，并做好銘牌標記。
如果現(xiàn)場土壤條件不好(有很多石砂等不導電物質)，就要用增加接地體接觸面積的材料。使用減阻劑、扁鋼和角鋼等。具體措施:
前期在澆筑混凝土基礎前，沿坑壁鋪設厚150mm的耐化學性還原劑，其中預埋1500×40×40×3mm的角鋼，用40×3扁鋼沿立桿下拉(鐵)，避雷器和攝像機的地線與扁鋼適當焊接，再將扁鋼與地下角鋼(鐵)焊接。根據(jù)國家標準，接地電阻測試小于4歐姆。
三、外部防雷裝置和內部防雷裝置
內部放電裝置的作用是降低建筑物內的雷電流和電磁效應，防止投射、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。
防雷工程是一項系統(tǒng)工程，建筑防雷設計有六個重要因素。旨在提醒人們全面、綜合地考慮建筑防雷設計:
1.閃存連接功能:
實現(xiàn)防雷連接功能的必要條件，包括接閃器(避雷針、避雷帶、防雷網)的形式、耐電流耐壓能力、持續(xù)防雷連接效果、成本和接閃器與建筑物的美觀統(tǒng)一性等。
2、分流影響：
引下線對導流效果的影響。引下線的厚度和數(shù)量直接影響分流效果。如果引下線越多，通過每根引下線的雷電流就會越小，其感應范圍也會越小。引下線之間的距離不應小于規(guī)范中規(guī)定的距離。當建筑物很高，引下線很長時，應在建筑物中間增加均壓環(huán)，以降低引下線的感應壓降。這樣既能分流，又能降低反擊電壓。
3、均衡電位：
它意味著建筑物的所有部分形成一個相等的電勢，即等電位。如果能把建筑內的結構鋼筋和各種金屬裝置、金屬管道連接成一個統(tǒng)一的導體，當然建筑內就不會有不同的電位，這樣可以保證建筑內不會出現(xiàn)反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對于防止雷電電磁脈沖干擾微電子設備也大有裨益。鋼筋混凝土結構的建筑，由于內部結構鋼筋大部分是自然焊接或綁扎在一起的，所以實現(xiàn)等電位的條件最好。為了滿足防雷裝置的要求，避雷器應與梁、板、柱、基礎可靠焊接、綁扎或搭接，同時各種金屬設備和金屬管道應與其焊接或夾緊，使整個建筑物成為良好的等電位體。
4、屏蔽作用：
屏蔽的主要目的是保護建筑物中的通信設備、電子計算機、精密儀器和自動控制系統(tǒng)免受雷電電磁脈沖的影響。建筑物中的這些設施不僅在防雷裝置接駁雷電時會受到電磁干擾的影響，在雷擊或附近接駁雷電時也會受到雷電波的電磁輻射的影響，即使其他建筑物接駁雷電時，也會受到來自那里的電磁波的影響。因此，應盡量利用鋼筋混凝土結構中的鋼筋，即建筑物的樓板、天花板、墻壁、梁柱中的鋼筋，形成一個六面體的網籠，即籠型防雷網，以實現(xiàn)屏蔽。由于結構不同，墻體和樓板中的鋼筋稀疏而密集。當鋼筋密度不足時，設計人員應根據(jù)各種設備的不同需求增加網格密度。良好的屏蔽不僅解決了等電位和分流兩個問題，也是防止雷電電磁脈沖最有效的措施。此外，建筑物的整體屏蔽還可以防止球雷、側滑和繞過雷的攻擊。
5、接地效果：
指接地效果。良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。每棟樓都要考慮哪種接地方式最好，最經濟。筆者認為，當鋼筋混凝土結構建筑滿足標準條件時，基礎中的鋼筋應作為接地裝置。當不滿足規(guī)范規(guī)定的條件或基礎包裹在防水卷材層內時，可采用環(huán)向接地裝置，但環(huán)向接地裝置應提前預埋在基礎槽的最外側部分(不離開建筑物3m)。接地體靠近基礎中的鋼筋，有利于平衡電位，同時可以節(jié)省挖深溝所耗費的人力物力?；A完成后挖深溝，容易影響基礎的穩(wěn)定性。
對于木結構、磚混結構建筑，必須做獨立引下線，采用獨立接地方式。當土壤電阻率較高，使用接地極較多時，也可作為外圍接地裝置。由于軸向接地裝置的沖擊阻抗小于獨立接地裝置的沖擊阻抗，有利于改善建筑物內的地電位分布，降低跨步電壓。采用獨立接地方式時，鉆孔深接地極(約4~12m)效果最好，深孔接地極容易達到地下水位，可減少接地極用鋼量。
6、合理布線：
指布線如何能達到最佳的綜合效果?，F(xiàn)代建筑離不開照明、電力、電話、電視、電腦等管線。在防雷設計中，必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關系。為保證防雷裝置接雷電時這些管線不受影響，
首先這些導線要穿入金屬管內，實現(xiàn)可靠屏蔽；
其次，這些線路干線的垂直部分應設置在高層建筑的中心，避免靠近用作引下線的柱桿，以盡量減小感應范圍。在有長管道或橋梁等設施的線路上，兩端需接地；
第三，要注意引入電源線、天線、屋頂頂部的燈籠和航空障礙燈，防止雷電波入侵。
