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防雷技術--閉路電視監視系統的瞬間過電壓防護措施

發布時間:2015-09-16  

閉路電視監視系統的瞬間過電壓防護措施

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

  一、閉路電視監控系統出現瞬間過電壓(雷擊)三個常見的問題

  1、已裝有避雷針、接地網,并采取了聯合接地,閉路電視監控系統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。

  倘若地網接地不夠良好,則反擊電壓還要高,可能損壞更嚴重。

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

  閉路電視監控系統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,以致損壞機房內設備。

  3、在無雷的日子里,為什么監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。事實上由于電網的切換、同一電網中感性負載的啟停等原因,在供電線路中會出現各種電壓干擾。電網的有害干擾中,瞬間振蕩、瞬間脈沖的發生率很高。

  這種瞬變電壓持續時間很短,短的只有幾個微秒,非專用儀器還不易發現,但它們對設備的危害卻不可低估。因為現代的監控安防設備均系微電子化產品, 這些監控設備具有高密度、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控系統設備與外界聯系的所有端口處(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,把端口處出現的過電壓旁路至地,才能不使其損壞機房內設備。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,保護器(TVSS)呈現高阻抗,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控系統正常運行。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)

  大多數情況下,雷電流是不大的,出現大電流的概率較低,如100KA雷電流出現的概率約為12%,盡管概率較低,但畢竟可能出現,而且出現在何時是難以預料的。所以,如經濟條件允許,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

                                                                                       本文章采自于http://www.www.gmcarmagazine.com

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