监控系统雷电灾害防御技术应用研究

殷国华　王路亚

[摘 要]监控系统设备经常会受到雷电灾害的袭击，这不仅造成了经济的损失，也会产生巨大的安全隐患，只有监控系统的稳定运行才能更好地保护我们家园的安宁。本文主要阐述了监控系统的结构及工作原理，并结合我国近些年发生的雷电击对监控系统设备损害的案例，总结出雷电击对监控系统设备损坏方式的原因分析，并提出了监控系统设备防雷技术新要求。

[关键词]监控系统；雷电灾害；防御技术；应用

[中图分类号]TP277 [文献标识码]A

在现代社会中，电子科学技术随着时代的发展也在高速发展，电子科技的发展也带动了安防技术的发展，监控系统是安防工作的重要组成部分，在我们生活、学习、工作中随处可见监控系统设备，我国公安部建设的“天网”工程就是在监控系统基础之上建立的。监控系统主要是以微电子技术作为基础支撑，由于监控系统集成度高、承受高压较差、抗雷电电磁脉冲能力差等原因，使得监控系统容易遭受到雷电危害，特别是户外监控设备极易受到雷电危害，如果发生雷击监控事件会引发很多安全问题。随着近年来监控系统的大幅增加，监控设备的雷电防护工作引起相关部门的高度关注，但由于雷电属于自然现象，雷电防御成为一门综合性的边缘学科，由于雷击发生时会产生巨大雷电流以及雷电产生的雷电电磁脉冲，这都会对监控设备带来安全威胁，这使得监控系统设备防雷工作成为既重要又复杂的技术难题。本文主要通过对监控系统设备构成及工作原理分析，及常见的监控系统遭受雷电袭击的途径分析，展开了对监控系统雷电灾害防御的技术应用研究。

1 监控系统构成与工作原理

1.1 监控系统的构成

一套完整的监控系统是由终端系统、传输系统、前端系统构成的。终端系统是由操作键盘、显示器、视频切换器、监视器柜、控制台等组成的；传统传输系统是由电缆或光缆进行信号传输，现在传输系统涵盖了有线/无线信号调制解调设备；前端系统是由前端摄像机组成，以及与摄像机配套设备如防护罩、云台、解码驱动器、防雷防护罩等，随着科技的发展前端摄像机种类也在增多如高速球、夜视摄像机、云台摄像枪等。

1.2 监控系统的工作原理

监控系统电源是通过电源控制单元集中供电，前端摄像装置将收集到的视频图像信号，通过光缆、电缆及有线/无线信号调制解调设备传输到终端设备，达到对外部摄像设备覆盖范围的实时监控。

2 监控系统遭受雷电击损坏方式分析

2.1 直接雷击

雷电直接击到户外监控设备上或支撑户外监控设备的金属杆、金属设备上时，监控设备受到直接雷击可能造成整个监控系统设备的损坏或烧毁。直接雷击还可能发生在户外监控设备周围的金属设施上，发生雷电反击造成监控系统设备的损坏现象，直接雷击会对监控系统设备造成严重的损坏，但由于户外监控设备安装高度较低，出现直接雷击的情况较少。

2.2 闪电感应

闪电感应有两类：一个是闪电静电感应，另一类是闪电电磁感应。在雷云放电时，户外监控设备感应到和雷同符号相反的电荷，先导通道中的电荷立刻中和，户外设备如果没有做好接地工作，则其感应的电荷将无法释放到地下，此时会产生很高的电位，进而造成闪电静电感应损害监控设备的现象。如果雷电击在支撑户外监控设备的金属杆上时，雷电流会迅速变化，将在金属支撑杆周围产生强电磁场，使得户外监控设备、电线、信号线闭合回路上感应出极高的电势，进而发生闪电电磁感应破坏监控系统的情况，闪电感应出现概率较高，但没有直接雷击破坏性强。

2.3 闪电电涌侵入

监控系统中，传输设备通常是架设在空中的如电源线、视频信号传输线，当雷电击在线路上时，强大的电流会沿着这些线路入侵到监控系统的各个组成部分，造成监控设备损坏情况的发生，这就是闪电电涌侵入造成监控设备损坏的现象，此类情况容易造成线缆断裂。

3 监控系统设备防雷技术要求

在上文我们叙述了监控设备遭受雷击情况的分析，这要求我们在开展监控系统防雷设计、安装时，应考虑到户外监控设备会长期甚至永久处在雷击或雷电电磁场的环境。我们应根据现场情况，科学合理地设计、安装防雷设施，在安装时做到经济合理、安全耐用、技术可靠，下面我们介绍几种防雷安全技术措施。

第一是针对直接雷击情况，可在户外监控设施上安装防雷电保护罩，雷电保护罩可通过金属支撑杆直接接地，为防止电磁感应的发生，沿杆引上监控设备的电源线和信号线应穿线金属管屏蔽；第二是做好监控设备线缆屏蔽及接地工作，对监控系统中的线路穿金属管屏蔽埋入地下，金属管一端连接配电箱另一端与监控设备防雷保护罩相连；第三是做好监控系统供电系统防雷措施，供电系统应安装适配的电涌保护器，多级SPD之间应考虑好能量配合问题，在室外的配电线路应直埋入地，在市电直供地区要注意供电稳定情况，杜绝电压不稳状况的发生。

4 结语

监控系统设备能否正常、稳定、准确地运行与防雷工作有着紧密联系，通过对不同地区、不同环境下进行对监控系统设备雷击事件调研、分析，不断地总结更多的经验，根据实际情況及数据分析科学合理地完善雷电灾害防御措施，才能有效地提高监控系统设备的防雷安全水平，确保监控系统设备的高效运行，进而为我们家园的安全提供更好的保障。

[参考文献]

[1] 肖稳安.雷电和防护及防雷工程管理[M].北京：气象出版社，2016.

[2] 龚伟，李衣长，吴月惠，巫圣灿.监控系统雷电灾害防御技术研究与应用[J].福建建筑，2017（11）.