[转帖] 智能住宅小区监控防雷电系统

jacky_wang

智能住宅小区监控防雷电系统序 言 众所周知，雷电具有极大的破坏性，其电压高达数百万伏，瞬间电流可高达数十万安培。雷击所造成的破坏性后果体现于下列三种层次：①设备损坏，人员伤亡；②设备或元器件寿命降低；③传输或储存的信号、数据（模拟或数字）受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作而暂时瘫痪或整个系统停顿。目前，世界上各种建筑、设施大多数仍在使用传统的避雷针防雷。用避雷针防止直接雷击实践证明是经济和有效的。但是，随着现代电子技术的不断发展，大量精密电子设备的使用和联网，避雷针对这些电子设备的保护却显得无能为力。避雷针不能阻止感应雷击过电压、操作过电压以及雷电波入侵过电压，而这类过电压却是破坏大量电子设备的罪魁祸首。每年各种通讯控制系统或网络因雷击而受破坏的事例屡见不鲜，其中安防监控系统因受到雷击引起设备损坏，自动化监控失灵的事件也常有发生。智能住宅小区安防监控子系统中部分前端摄像机设计为室外安装方式，对于雷雨多发地区必须设计安装防雷电系统。 1. 监控防雷系统解决方案 住宅小区的闭路电视监控系统由分布在小区各处的监控摄象机通过视频信号、控制信号传输至中心控制主机进行集中监控。为了防止雷电产生的感应过电压和过电流，在所有监控设备的电源线入口、信号线连接的设备两端均安装相应的避雷器。值得一提的是监控系统中的前端摄象机分为室外安装型和室内安装型，室内型摄象机信号传输线缆和电源供给线缆均通过"地埋"方式布线，遭受雷击的机会较少，如果在工程资金有限的情况下，室内部分摄象机可以不考虑防雷保护。进行避雷器选型时，必须注意防雷保护器达到以下基本要求： 1） 正常运行时，雷电保护器的接入应不影响信号的正常传输，雷电保护器的对地阻抗应非常大，串联在电路中的阻抗应非常小。 2） 在雷电袭击通信总线时，雷电保护器应发挥良好的电压钳位作用，其钳位电压应低于RS485芯片的耐受电压水平。 3） 在抑制雷电袭击过程中，雷电保护器自身应完好无损。 4） 雷电保护器对雷电袭击应具有足够快的响应速度。 1.1 电源线入口处安装电源避雷器 由于雷电冲击波的主要能量集中在从工频附近几十赫兹到几百赫兹的低端，所以雷电冲击波能量就容易与工频回路发生耦合、谐振，于是雷电冲击波从电源线路进入电子设备的几率要比从信号线中进入的几率要高得多，据统计，约有80％的雷击损坏电子设备的事故是由电源引入的，因此应特别加强系统中设备电源的防雷措施。如图1所示，电源防雷器在相线和零线之间的限压采用三个氧化锌压敏电阻模块。在零线和地线之间的保护，采用一个高能量的石墨放电极的NPE模块来限制零地之间的过电压。在住宅小区的中心控制室，监控系统总电源线入口安装第一级加强型电源防雷器，在室外型摄象机电源入口安装第二级标准型电源防雷器。 1.2 视频信号线入口、通信控制线入口安装信号避雷器 选择这类避雷器型号时要注意参照下述技术参数，避雷器的反应动作时间在10ns以下，限制电压在50伏以下，接入后对信号的衰减在时在0.1dB－0.5dB之间（36KHZ）。如图2所示，接入信号避雷器以后，信号线上可以测到符合要求的波形。 2．防雷接地要求 电源避雷器接地由引下线和接地体组成。引下线是引导雷击电流入地的通道，应采用直径不小于8mm的圆钢，或截面不小于12×4mm2 的扁钢，也可用截面不小于25mm2 的镀锌钢绞线。接地体是埋于地下与引下线入地相连接，雷击电流由此发散到大地。通常用直径为50mm的钢管或50×50×5mm的等边角钢，将一端削尖垂直打入地下，以满足接地电阻的要求。接地体/线一般采用搭接焊，焊接处必须牢固无虚焊。有色金属接地线不能采用焊接时，可采用螺栓连接。接地线与电气设备的连接亦采用螺栓连接。 3. 防雷系统选型举例 在设计某智能小区安防监控系统时，采用了OBO公司的防雷产品，取得了较好的防雷效果。主要的防雷措施如下： 1）中心控制室设备电源的入口加装OBO的V25－B/3＋NPE避雷器，在室外全方位、固定摄像机电源的入口加装V20－C/1＋NPE避雷器，用于保护电源线两端的设备。 2）视频同轴信号线两端的设备加装OBO的P10－B2避雷器，用于保护视频信号线上的 设备。 3） 室外全方位摄像机的通信双绞线422／485接口两端加装OBO的RJ45S－E100/4C避雷器，用于保护双绞线通信控制设备。 4）安装电源避雷魇币?笠訬PE接线方式接线见图3这种接线方式可避免电网故障时，在地阻值高或地线接触不良的情况下，流经防雷器的电流无法使前级保险丝跳脱而损坏防雷器。