浅析安防监控LED补光灯应用、监控杆防雷、供电链路等问题

福建省东方四维科技有限公司 廖开堂

浅析安防监控LED补光灯应用、监控杆防雷、供电链路等问题

福建省东方四维科技有限公司 廖开堂

安防系统是建筑智能化系统中的重要组成部分，而视频监控系统又是安防系统的核心子系统，在“平安城市、平安社区”“雪亮工程”等建设项目中基本为视频监控系统建设。视频监控系统在当前社会治安、社会秩序维护中越来越承担着重要的作用。在开展视频监控系统工程设计及施工中，应该根据应用需求选择适当的设备和施工工艺，提高视频监控系统的性能及稳定可靠性。基于此，本文就将对视频监控系统工程中LED补光灯的应用、监控杆防雷、供电链路实施中存在的一些问题展开研究，希望对这项工作的开展起到一定的指导意义。

智能化建设；视频监控系统；LED；防雷；接地；供电

在当前社会大开放的环境下，视频监控系统是公共安全管理及社会秩序维护的有力工具和手段，当前各级政府在大力推广“雪亮工程”等视频监控建设。视频监控系统建设费用在智能化建设项目中占据较大的比重，能否把视频监控系统建成优良项目，确定了一个智能化建设的成败。笔者通过多年的实际经验，就视频监控系统中的LED补光灯应用、监控杆防雷、供电链路实施过程中的一些设计缺陷、工艺误区作些探讨，以其为同行业者提供一些借鉴和帮助。

一、监控补光灯设计及应用问题

为保证良好的监控效果，应为摄像机提供适当的环境照明条件。户内监控环境一般问题不大，大都有足够的照度条件，但对于户外监控则需对此做好补光的设计规划。

虽然当前厂家有推出低照度摄像机，如星光级摄像机、微光摄像机等在暗环境下能获得较理想的监控图像，但基于成本等方面的考量，采用一般低照度摄像机配合人工补光灯的设计仍是性价比较高的方案。

在实际工程应用中，对于补光灯的选型及安装存在一些普遍性的问题。下文就此展开一些探讨。

1.补光灯的设计技术要求

参考上海地标DB31/294《住宅小区安全技术防范系统要求2010版》，对摄像机监控区域范围内的照度是有要求的：

a）监控区域应无盲区，并应避免或减少图像出现逆光现象；

b）摄像机应采用稳定、牢固的安装支架，安装位置应不易受外界干扰、损伤…；

c）固定摄像机的安装指向与监控目标的垂直夹角宜≤30°，水平夹角宜≤45°；

d）摄像机工作时，监控范围内的平均照度应≥10Lx，必要时应设置与摄像机指向一致的辅助照明光源。

2.补光灯具的选型

应用于安防监控领域，在环境照度不足时，给安防摄像机提供辅助光源，补足监控所需的光照度。监控LED补光灯，通常用白光和红外（波长为850nm和940nm）两种LED作为光源，白光LED补光灯是可见光，常用来配套彩色摄像机。红外LED补光灯常用来配套黑白或彩转黑摄像机。

LED补光灯的工作方式通常有：光敏光控、常亮照明、频闪等。安防补光一般是测光控制。

3.场景补光的方案

a）园区出入口监控照明

（1）人行通道采用散射角较大的节能灯，安装在遮棚，墙柱等位置。

（2）人车混行在道路的两侧采用散射节能灯加LED投射灯的组合方式，投射灯方向朝外但不宜直射车行方向，侧照车道的角度可以根据照射距离做合理布置，光强可调节。

（3）如果安装位置LED投射灯直射车道对驾驶有影响，可以压低投射角甚至照射地面，靠地面反光散射来达到补光效果。

（4）无岗亭的园区出入口，应首选增加路灯照明。

（5）补光效果应调整到图像清晰柔和的效果。

b）园区周界监控照明

（1）宜在每个防区设置照明补光。

（2）安装在周界实体围墙的内侧。

（3）周界照明补光应可受控于报警联动。

c）园区道路监控照明

（1）除了通常的道路照明以外，可以根据摄像点监视的区域增补照明。

d）建筑物出入口监控照明

（1）建筑物出入口摄像机安装在室外的，摄像机朝向建筑物出入口

（2）补光可以采用散射节能灯和LED投射灯相结合的方法，LED投射灯朝向出入口，光强可以根据距离适当调整到图像清晰柔和。

4.补光灯配置设计中经常存在一些问题

（1）户外监控红外LED补光灯效果差：户外树木、草地、水面会吸收红外光，导致被摄物体没有足够的环境照度，未起到补光效果，图像不清。因此，对于上述监控区域尽量采用白光补光灯；

（2）对于如水库大坝等场所监控，如安装白光补光灯会吸引白蚊聚集，导致其在大坝筑窠破坏大坝的安全。在该特殊区域，则建议不要安装补光灯，而采用星光级摄像机。

二、监控杆防雷接地

户外监控摄像机大部分采用立杆安装方式，常规治安监控杆约6米高（交通监控杆约9米高）。户外监控设施安全首先是防雷接地问题，包括防直击雷及信号防雷。

1.避雷针的安装

下图为我们常见的监控立杆规格及制作方式：

上图监控杆总高6600mm，其中监控摄像机安装于6m高处，上部连接一600mm的避雷针。横壁分别为600mm和1500mm。

参考国标GB50057-2016《建筑物防雷设计规范》和GB 50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》这两本规范，依据监控所在区域的雷电条件，分为一，二，三类雷击区。直击雷的防护区按滚球法进行测算，计算式为：

其中：

h—接闪杆高度

rx—接闪杆在hx高度的xx＇平面上的保护半径

hr—滚球半径

hx—被保护物的高度

由此，如果接闪杆高度为6.6米（避雷针高度为0.6米），三类雷击区在6米高位置的保防范围见下表：

建筑物防雷类别 滚球半径hr（米） 接闪杆高度h（米） 6米处监控安装位的防护半径（米）第一类 30 6.60 0.77第二类 45 6.60 1.01第三类 60 6.60 1.20

从上表测算结果可以看出，如摄像机安装横杆≤0.6米，均在直击雷防护范围内，亦即不会被直击雷击中。

但如摄像机安装横杆为1.5米，则均超出直击雷防护范围，需相应增加接闪杆高度才能达到保护目的。

要解决该问题，则要提高接闪杆的高度，如调整为接闪杆高度到7.5米（避雷针的高度为1.5米），计算出的6米设备安装位的防护半径如下：

建筑物防雷类别 滚球半径hr（米） 接闪杆高度h（米）6米处监控安装位的防护半径（米）第一类 30 7.50 1.84第二类 45 7.50 2.42第三类 60 7.50 2.90

由此，在上述范围内的长横杆安装摄像机均是直击雷保护范围内。

在当前很多工程案例中没有注意到直击雷的防护范围测算，只是简单地做个避雷针，实际上是达不到防护目的地。建议设计单位要分析监控区域的雷击气像条件，对于不同监控安装方式，仔细测算监控杆的制作参数。

2.信号防雷

上面所述为监控杆防直击雷的设计问题，实际工程实施时还应考虑设备信号防雷措施，包括信号链路的防雷、供电线路防雷。

当前普遍采用二合一（三合一）防雷器，在同一设备上实现对信号及供电链路引入的感应雷防护。

3.接地电阻及引下线

上述防直击雷及感应雷的措施实现的前提条件是有良好的接地条件。户外监控接地电阻要求≤10Ω（有些地方标准要求≤4Ω）。

如监控杆立杆区域为腐质土，一般在基坑周边直接打入1米接地棒即可获得理想的接地效果，但如是回填土，则要考虑采用接地网加接地模块或物理降阻剂等措施，以其达到接地电阻值要求。

避雷针及设备接地要分别通过不同的引下线，与接地汇流排相连接。

下图为接地地质条件较差区域接地方案示例：

三、监控供电与链路问题

视频监控系统应能长期稳定及持断不间断运行，这需求首先就要有稳定的供电保证。在笔者接触到的一些建设及设计方案中，经常存在供电设计不良问题，主要有以下几个方面：

非集中供电：部分设计方案为节省传输线路，会采用就近取电方式，从监控点周边的其它应用系统接电，如该应用系统为非UPS不间断电源或一旦因原系统检修等原因误关，则导致摄像机停电无图像。笔者建议视频监控系统应采用由监控中心（或机房）集中向所有摄像机供电，且应配置UPS不间断电源。如分散的办公园区、酒店群楼建筑等不适合集中供电的，则应在各楼幢内设置集中供电节点，在节点配置相应的UPS电源；

供电负荷计算错误：当前主流高清摄像机的功耗指标：枪机（半球）在5W左右、球机（云台机）在30W左右，如有内置红外灯，内置红外灯的功耗在3W~20W左右，外置LED补光灯（白光灯或红外灯）功耗在20~40W左右。一些设计方案会忽略补光灯这一用电设备，导致夜间补光灯启动后供电负载不足，摄像机工作不稳定，从而视频中断或视频质量不佳。

供电线路太细：设计中未充分计算传输线损以及线路质量不佳导致的压降损失，供电线路线径不足，在个别项目中出现远端摄像机工作电压不足，摄像机不工作或图像质量差；

POE供电问题：当前主流的IEEE802.3a POE支持的设备负载≤13W,下一代的IEEE802.3at POE支持的设备负载≤30W。因此，如采用IEEE802.3a POE交换机来接球机存在过载问题，这在设计中要注意到。

四、结束语

综上所述，虽然都是一些常识性的议题，但如未引起设计部们或施工部门的足够重视，则达不到应有的建设目的。只有做到在实践工作中施工经验和专业技能的积累，才能做到对设计方案的不断完善，更有效的提升安防系统的有效性。希望在本文的研究下，工作人员能在施工过程中，确保质量控制工作的顺利开展的前提下，为提升安防工程的稳定性和可靠性做出更大的贡献，有效提升我国智能建筑水平。

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