如何做前端设备的防雷 - 安防知识网

防雷工作的最终效果取决于接地。无论是防直击雷的避雷针还是防感应雷的三合一防雷器，防雷设备的接地一定要可靠，同时接地电阻小于4欧姆。防雷的根本在于雷电发生时，防雷设备把雷电流迅速导向大地，如果不接地或者接地电阻过大，防雷效果将大打折扣，甚至完全不起作用。

【安防知识网】了解了雷害的种类和原理后，就可以采取针对性的措施来保护前端设备。

　　直击雷防护

　　在讲述直击雷造成伤害的原理时，其实已经提到了如何防护直击雷，简单的说，就是用比较高的物体优先引导雷云放电，从而保护周围的设备。防护直击雷的设备都很熟悉，就是接闪器，最常见的接闪器是避雷针。避雷针确切的说是引雷针，它把雷电引到自身而避免雷电流流过需要保护的设备，从而实现保护。监控前端设备，比如摄像机，尤其是野外置于立杆顶部的摄像机，都应该置于接闪器保护范围之内，对于已经处于其它接闪器或建筑物接闪器的保护范围之内的摄像机，可以不用另加接闪器，但对于未处于其它接闪器保护范围之内的前端设备，均应考虑安装接闪器即避雷针。一般来说，对于前端设备，不会另外设置独立的避雷针，而是把避雷针做在摄像机的立杆之上，引下线可以用直径8cm的圆钢，也可以利用立杆本身，避雷针的防护原理如图1。

图1 用避雷针对摄像机的防护

　　由图1可以看出，如果立杆上安装了避雷针，雷电就会直接通过避雷针流过立杆倾泻入大地，而不会通过摄像机，显然，电流会走阻抗较小的路径，如果避雷针加立杆的接地电阻足够的小，那么电流的绝大多数都将流过避雷针和立杆，而只有极小的部分会流过摄像机，如果摄像机加立杆的阻抗远大于避雷针加立杆的阻抗，那么流过摄像机的电流就可以忽略不计(图2是实际施工中的照片)。

图2 野外摄像机的防雷

　　需要注意的是，沿杆子引上的视频线和电源线要穿金属管敷设，金属管应可靠接地，这主要是为了防止立杆引导雷电流时对设备的视频造成电磁干扰。而对于传输部分来说，传输线缆尽可能的不要架空敷设，最好是穿金属管埋地敷设，金属管两端要可靠接地。 [nextpage]

　　感应雷防护

　　感应雷发生的概率最大，所以也是防雷工作中的重点。前文说过，感应雷主要是由于雷云在传输线路上感应出大量静电电荷，一旦雷云放电，感应电荷失去束缚，沿着传输线路向两边传递，便会造成传输线路两端设备的损坏。

　　在实际工程中，对感应雷的防护主要借助电源视频数据三合一防雷器来完成。对于一个可控前端比如一体化快球来说，球机里会引出3种线缆，分别是电源线，视频线和控制线。如果球机安装在室外，那么这3种线缆上都有可能成为感应雷的发生源头，这3种线缆的另一段一般就是球机立杆附近地面箱中的光端机，所以一旦出现感应雷，线缆两端的设备即球机和光端机都有可能损坏。

　　在探讨这个问题之前，先以视频防雷器为例了解一下防雷器的工作原理。视频信号的防雷概念比较简单，但是由于实际操作中的疏忽，不但不能起到防雷的效果，还会导致防雷器本身的损坏。目前市场上大部分的信号防雷器分为两级：第一级是粗保护，一般采用气体放电管作为保护器件;第二级是细保护，一般采用TVS二极管作为保护器件(如图3)。

图3 视频防雷器的连接问题

　　既然分前后两级，那么防雷器必然分进出端，TVS的流通能力非常有限，一旦把防雷器前后级接反，如果浪涌电压过来，TVS二极管极易被击穿，造成防雷器的损坏。对于信号和电源防雷器是同样的道理，有一点非常重要，防雷器如非特殊说明，一定是分进出端口的，进口一般标示“IN”，而出口一般标示“OUT”，IN 端也叫浪涌端或远端，OUT端也叫保护端或近端。顾名思义，IN端一定用来接容易引入雷电过电压的那一端，而OUT端则接需要保护的设备一端。简而言之，需要保护哪端，OUT端就接哪端。

　　目前单独的信号、视频或者电源的防雷器并不多见，生产厂商为了简化设备种类和方便实际使用，制造的多是视频控制电源三合一的防雷器(如图4所示，请注意设备两端的IN和OUT标识)。

图4 三合一的视频监控防雷器 [nextpage]

　　如果监控前端是由一个一体化球机和一个光端机的发射机构成，那么如何正确的做防雷才能实现最好的防护效果呢(如图5所示)?

图5 三合一视频监控防雷器的正确使用

　　图5为正确使用三合一防雷器的示意图。在线路中一共使用了2个三合一防雷器，2个防雷器的OUT端口分别接向球机和光端机，而IN端则接向两者之间的线路。在这个系统中，球机和光端机之间的线缆无疑在雷电发生时将成为感应电荷积累的场所，一旦雷云放电，这些电荷必将脱离雷云的束缚向电缆2端迅速倾泻，如果没有防雷器，球机和光端机都将受到损坏。如今使用了2个防雷器，并正确安装，就有效地保护了线缆2端的设备。

　　在不少现场，在球机和光端机之间只安装了一个防雷器，如果这样安装，一旦打雷，必然有一端的设备会很容易受到感应雷的冲击，这点应引起重视。还有一点要特别注意，防雷器的接地端一定要就近可靠接地，接地电阻不应大于4欧姆。

　　上述防雷做法在实际操作中还有一些细节问题值得注意：首先，防雷器的OUT端口应该离被保护的设备多远?一般说来，防雷器要尽量靠近被保护设备，被保护设备至防雷器的连接线缆不得大于10米，如果超过10米，应酌情考虑增加避雷器;然后，防雷器的接地线的长度问题。防雷器的接地线应就近和接地体可靠连接，接地线长度尽量不超过0.5米，使接地电阻尽可能降到最小。

　　最后需要特别强调的是，防雷工作的最终效果取决于接地。无论是防直击雷的避雷针还是防感应雷的三合一防雷器，防雷设备的接地一定要可靠，同时接地电阻小于4欧姆。防雷的根本在于雷电发生时，防雷设备把雷电流迅速导向大地，如果不接地或者接地电阻过大，防雷效果将大打折扣，甚至完全不起作用。