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視頻監(jiān)控系統(tǒng)知識 |
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| 光端機(jī)與視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)防雷技術(shù)集結(jié) |
隨著安防行業(yè)的迅猛發(fā)展，防雷行業(yè)參與安防監(jiān)控系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)的機(jī)會越來越多。視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來越明顯地朝著集成化的方向發(fā)展，于是前端攝像機(jī)逐漸在被各種技術(shù)、功能模塊充實(shí)。目前前置的防雷器盡管沒有表現(xiàn)出比外接防雷設(shè)計(jì)更好的防雷效果，但是集成化趨勢必然讓防雷攝像機(jī)成為未來監(jiān)控?cái)z像機(jī)市場的一顆新星。
光端機(jī)防雷技術(shù)
數(shù)據(jù)光端機(jī)特別是作為前端設(shè)備的發(fā)射機(jī)通常安裝于室外的設(shè)備箱中，現(xiàn)場環(huán)境相當(dāng)惡劣，防雷就顯得異常重要，防雷措施的優(yōu)劣直接決定了數(shù)據(jù)光端機(jī)發(fā)生故障的幾率。
雷電的破壞方式主要分為直擊雷、感應(yīng)雷和地電位反擊三種形式，對數(shù)據(jù)光端機(jī)而言影響最嚴(yán)重的主要是地電位反擊。
所謂地電位反擊是當(dāng)避雷針等接閃器將直擊雷強(qiáng)大的雷電流經(jīng)過引下線和接地體泄入大地時(shí)，在引下線，接地體以及與其相連的金屬物體上會產(chǎn)生相當(dāng)高的瞬間電壓，這個(gè)高電壓會對離他們很近但是又沒有直接接觸的金屬物體、線纜等電子設(shè)備之間產(chǎn)生巨大的電位差，這個(gè)電位差引起的電擊就是地電位反擊。
地電位反擊是通過以下形式對數(shù)據(jù)光端機(jī)造成損壞的：當(dāng)雷電流泄入大地時(shí)，接地網(wǎng)的地電位會在數(shù)微秒之內(nèi)被抬高到數(shù)萬或數(shù)十萬伏。
高度破壞性的雷電流將從各種設(shè)備的接地部分流向這些設(shè)備，或者通過擊穿大地絕緣而流向其它附近設(shè)備，最終造成設(shè)備的破壞或損害，損壞的部分主要有：機(jī)殼電源的PCB板上電子元器件、視頻接口處芯片及其相關(guān)電子元器件、音頻及數(shù)據(jù)端口處芯片。
加好防雷設(shè)備是很重要的，剩下的便是接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)問題。接地樁一定要打到位，保證數(shù)據(jù)光端機(jī)良好接地，一個(gè)好的低阻抗接地網(wǎng)設(shè)計(jì)能夠保證系統(tǒng)中的防雷設(shè)備發(fā)揮良好效果且能有效均衡整個(gè)傳輸系統(tǒng)內(nèi)各部位電壓，防止地電位差對線路中設(shè)備的干擾，同時(shí)也可有效避免地電位反擊對設(shè)備的損壞。
視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)防雷技術(shù)
監(jiān)控?cái)z像機(jī)必須連續(xù)不間斷，往往是7×24小時(shí)連續(xù)工作的，不能采用建議家庭電視在雷雨天氣下拔下電源和天線采用躲避防雷一樣進(jìn)行防雷。因此，必須在監(jiān)控?cái)z像機(jī)正常工作情況對雷電實(shí)施防護(hù)，這是其中必要性的一個(gè)方面。監(jiān)控系統(tǒng)往往安裝在人員不能輕易到達(dá)的場所，例如高速公路沿線、無人值守的野外機(jī)房等，或者雖然安裝在人員容易到達(dá)，但維護(hù)不太方便的場所，例如交通要道上，因此如何降低系統(tǒng)故障維護(hù)率將是一個(gè)重要的考慮因素。我們可以想象兩個(gè)場景來描述這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行電涌保護(hù)的意義：一、高速公路上某個(gè)監(jiān)控點(diǎn)無圖像了，維護(hù)人員需驅(qū)車30公里進(jìn)行維護(hù);二、某交通要道監(jiān)控點(diǎn)，在上下班的高峰期突然沒有圖像了，工程人員需要在十字路口架起云梯進(jìn)行維護(hù)。
目前，市場上出現(xiàn)部分防雷型攝像機(jī)，使攝像機(jī)本身具備防雷功能，這類防雷攝像機(jī)通常是在電路板上集成GDT(氣放管)或TVS(瞬態(tài)抑制二極管)等過電壓器件，起到雷電浪涌抑制作用。這和專業(yè)的防雷器SPD的作用相比還是有很大缺陷。
缺陷一：雷電浪涌往往是沿著攝像機(jī)的傳輸線路引入，進(jìn)入攝像機(jī)的線路包含電源、同軸、信號、網(wǎng)絡(luò)等，由于線路板上的集成器件往往只針對部分線路進(jìn)行防護(hù)，無法阻止雷電浪涌通過其他線路進(jìn)入，從而損壞攝像機(jī)。
缺陷二：單一的器件保護(hù)不符合防雷的多級保護(hù)、逐級限壓的要求，如單一TVS雖然能夠極快吸收雷電浪涌能量，但自身承受能力有限(只有幾百安)，面對幾kA、幾十kA的雷電浪涌電流，自身都很容易損壞，而單一的GDT器件雖然可承受的能量高，但反應(yīng)速度慢、殘壓高，無法做到充分保護(hù)。
缺陷三：單一的過電壓器件在線路中缺乏安全保護(hù)器件配合，一旦過電壓器件性能降低或損壞，卻無法從線路中斷開，會導(dǎo)致持續(xù)發(fā)熱致燃燒損壞攝像機(jī)。
缺陷四：過電壓器件集成在設(shè)備電路板上，一旦發(fā)生故障，就需要更換攝像機(jī)，不但非常麻煩，而且成本會大大增加。
缺陷五：組合式過電壓器件受監(jiān)控?cái)z像機(jī)內(nèi)部空間以及電路板設(shè)計(jì)限制，導(dǎo)致無法充分安裝，從而無法達(dá)到理想的保護(hù)狀態(tài)。而解決前端監(jiān)控?cái)z像機(jī)的防雷保護(hù)，最有效、最合理、風(fēng)險(xiǎn)最低的解決方案其實(shí)就是采用了安裝組合式監(jiān)控防雷器(SPD)為主的集成式解決方案，通過接閃、屏蔽、接地、分流、等電位等防雷原理來設(shè)計(jì)，從而達(dá)到對監(jiān)控?cái)z像機(jī)的全方位保護(hù)。
接閃指的是在室外較高的攝像機(jī)金屬立桿上安裝避雷短針，利用金屬立桿本身或銅導(dǎo)線作為防直擊雷的引下線，并且在立桿下設(shè)置一組地網(wǎng)，地網(wǎng)的接地電阻宜小于4歐姆。
屏蔽指的是將攝像機(jī)、光端機(jī)等監(jiān)控主設(shè)備以及之間的傳輸線纜采用連接在一起的金屬外殼包圍起來，從而形成防雷分區(qū)的I區(qū)，通過金屬的屏蔽電磁場作用降低感應(yīng)雷的破壞性。
接地指的是將上述屏蔽層包括設(shè)備箱、設(shè)備外殼部分以及SPD的接地等真正連接到大地，使得雷擊時(shí)能量能夠通過大地泄放。
分流指的是通過安裝SPD，使得本可能流經(jīng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的雷電流流經(jīng)SPD，將高于系統(tǒng)能承受的額外能量通過SPD泄放到大地。
等電位指的是所有系統(tǒng)中的設(shè)備通過SPD設(shè)計(jì)和線路連接方案設(shè)計(jì)，使得在雷擊發(fā)生時(shí)都處于一個(gè)相同的高電位或者低電位。
值得注意的是現(xiàn)在市場上的SPD品質(zhì)良莠不齊，如果選擇質(zhì)量無法保障的產(chǎn)品，不但達(dá)不到上述效果，往往還會帶來傳輸干擾、線路短路、甚至故障燃燒等嚴(yán)重后果，因此建議選用大品牌且質(zhì)量獲得國家認(rèn)證的產(chǎn)品，比如ASP等。
結(jié)束語
防雷是一個(gè)系統(tǒng)工程，脫離整個(gè)系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)，是不完善而且不安全的，如果選用單一產(chǎn)品來解決，很可能出現(xiàn)“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的局面。只有采用多種方式結(jié)合的全方位保護(hù)模式，才能真正起到對攝像機(jī)的保護(hù)作用。
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