第一篇：監控系統前端防雷處理

攝像機前端防雷處理

攝像機及系統防雷、抗干擾系統設計

1.1.1.設計概述

根據《設備過電壓保護設計技術規程》中的規定，將年平均雷暴日超過40天的地區稱為多雷區，而超過90天作為強雷區，此類地區的企業單位應予以重點的防護。根據統計數據表明，珠江三角地區的年雷暴日達到了80天以上，基本上處于強雷區，因此，對于防雷不能帶有任何的僥幸心理，若因雷擊而導致生命和財產的重大損失是很難用時間和金錢來彌補的，針對雷電防護的專項工程應是刻不容緩的。

雷電流的時間雖然短暫，但它巨大的破壞性是目前人類還無法控制的，現階段通過人力主動化解雷電的危害也是不現實的，我們只能通過努力被動地將雷擊的能量給予阻擋并將它泄放入大地，以避免所帶來的災害。雷擊和線路過電壓會出現多種有害的效應，基本上會有以下幾種表現形式：直擊雷擊、感應雷擊、電磁脈沖輻射、雷電過電壓侵入和反擊。雷擊及過電壓的保護是一項系統的工作，需要根據不同的特性給予相應而全面的防護。

完備的系統防雷方案包括外部防雷和內部防雷兩個方面：

外部防雷包括避雷針、避雷帶、引下線、接地極等等，其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲，將可能擊中建筑物的雷電通過避雷針、避雷帶、引下線等，泄放入大地。

內部防雷系統是為保護建筑物內部的設備以及人員的安全而設置的。在需要保護設備的前端安裝合適的避雷器，使設備、線路與大地形成一個有條件的等電位體。將可能進入的雷電流阻攔在外，并使內部設施所感應到的雷電流得以安全泄放入地，確保后接設備的安全。

由于在部分安裝地區具有強電場、磁場影響、以及雷擊的威脅，容易對圖像數據等信號產生干擾，我們在現場安裝中除對各種可能引入雷擊的途徑加裝避雷器（包括視頻信號避雷器、電源避雷器、數據信號避雷器）外，還采取其它多種措施確保系統的抗干擾能力，例如：對視頻線采用鋁帶屏蔽，對控制信號線包括RS485的傳輸采取良好的接地和隔離保護措施，以起到抗干擾和過電壓保護作用，對主機、攝像機、云臺、控制器等外殼做好接地保護等。另外監控產品在設計中都須有TVS器件和防雷器件進行抗雷擊保護。

1.1.2.設計依據

《民用閉路電視監控系統工程技術規范》（GB50198－94）電子計算機機房設計規范 GB 50174-93 國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94 軍用標準《電子設備和設施的接地、搭接和屏蔽設計指南》

國家標準《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》GB50169-92 《Protection of Structures against Lighting》IEC1024-1:1993 《Protection against lighting electromagnetic impulse》雷電電磁肪沖的防護 IEC 1312-1-2-3 ：1995-02 Insulation coordination for equipment within low-voltage systems》

IEC664-1:1992-02 《Electrical installations of buildings》IEC 364-4：1993-02 1.1.3.1.防止靜電干擾 抗干擾系統及其設計

靜電感應主要來自兩個方面，其一是室外高壓輸電線、雷電等外界電場，其二是室內環境、地板材料、整機結構等的內部系統。

由于人體平均電容量大約為200PF，人在走路時，相當帶電體間運動而產生靜電。身上帶電多少與所穿的鞋底的材料、地板材料有關，同時與材料表面狀態、室內溫/濕度、人走動時的快慢等因素有關，維護人員所穿衣服也有關系，如化纖材料的衣服與身體部位摩擦時，局部積累電荷的電壓達上萬伏。當對空氣放電時會發生響聲、聲光。靜電對集成電路板芯片非常危險。從有關資料看，在損壞的電路板中，有60%是由靜電造成的，而用戶往往還不知道。靜電還能引起軟件故障，能使電子開關失靈。

絕緣材料能積聚靜電，導電材料則不能。絕緣材料包括塑料地板、尼龍和化纖地毯、皮鞋、塑料制鞋、化纖工作服以及低溫度環境（干燥環境）。而對于60%以上的濕度環境，半導電材料的地板、水泥地板都是良好的防靜電環境。

主要的防止靜電措施如下：

設備要有良好的接地：敷設防靜電地毯或地板革，或者水磨石地面。有貼半導電材料的地板革，要以銅箔在若干點處接地（水泥地與半導電地板之間壓貼銅箔并與地線相連）。

防塵：灰塵對監控設備來講是一大害，進入機房的塵土或其他物質的微粒容易造成插接件或金屬接點接觸不良，而在濕度大的情況下灰塵又會引起漏電。維護中由于灰塵積聚造成故障的事是常有發生的。尤其是在機房的相對濕度偏低的情況下，易造成靜電吸附。

保持適當的溫/濕度條件：相對濕度過高或過低對及其都不利，相對濕度過高金屬容易發生銹蝕，相對濕度過低容易引起靜電；

佩戴防靜電手腕：當人體要接觸電路板時，應戴防靜電手腕，穿防靜電工作服，可防止人體帶來的靜電干擾。2.抗電磁干擾

在高壓電纜環境中，產生強電磁干擾信號很多，會影響信號傳輸質量，影響監控設備的正常工作，這些干擾包括：高壓輸電線路電暈放電的干擾；變壓器的高次諧波電磁干擾；各種開關設備動作時高次諧波所造成的干擾；大型電容、電抗設備操作中引起的電網波形畸變；還有一些強射頻干擾；地球磁場、外來輻射等自然干擾源。

不論是設備或應用系統外部來的，還是設備或應用系統內部的干擾，都是以電容耦合、電感耦合、電磁波輻射、公共阻抗（包括接地系統）和導線（電源線、信號線和輸出線等）的傳導方式對設備產生干擾。從設備的對外關系來說，干擾是通過輸入信號線、輸入線、電源線、接地系統和空間電磁波進行的。因此相應的抗電磁干擾措施有：

消除電網耦合干擾：電網中的高頻干擾可通過分布電容從電源變壓器的初級線圈耦合到次級而造成干擾。除電源變壓器的選用考慮外，在電源進線加低通濾波器；

消除電網干擾：電網里瞬變過程中所造成的干擾，只要將監控系統的電源改為從主變壓器直接引入，再加濾波器電容即可抑制；

消除市電干擾：當監控系統在接有上述干擾源的50Hz市電電網工作時，電網電壓會產生急劇的變化，雷擊時會產生過電壓。這些干擾由電網傳到監控設備電源中，容易造成系統設備內處理機運算出錯。只有在采取了有效的防電網干擾措施的條件下，才能直接采用市電供電；

消除接地系統帶來的干擾：關鍵在于各種接地，如信號地（包括模擬地和數字地）、電源地、保護地和屏蔽地等不要構成回路，包括大的分布電容構成的回路，否則會因為接地系統的公共阻抗干擾而影響工作。在非高層的建筑里，監控系統設備的工作接地最好不要與電力設備的接地或防雷接地裝置合用，并盡量相距遠一些。

防止周圍環境電磁干擾；

抑制電信線路中的電磁干擾：通信電纜在高頻電磁場的作用下（外來的干擾），電纜護套和芯線上會感應出相當大的縱向電壓。因為電纜芯線的不對稱性，此縱向電壓會在芯線的終端形成橫向的雜音電壓而引起干擾。將電纜護套金屬外皮接地后，護套產生了屏蔽作用，縱向電壓大大地減小，從而抑制了干擾電壓。另外，可采用降低干擾源的電壓或電流；減少線路長度或導線距離，從而減小受干擾的環路面積；將絕緣的受干擾導線直接放置在接地面上；采用專用的接地返回線避免共阻；將信號線和返回線扭絞起來，使局部外界的電磁干擾相抵消等措施。

產品的抗干擾設計

本項目產品針對不同的接口采用不同的措施來提高自身的抗干擾能力，如：在電源接口處，采用隔離變壓器、自恢復保險絲、TVS器件、防雷器件等多種保護措施；在通信接口處，均采用光電隔離、防雷器件等多種保護措施；在其它輸入輸出接口處，也都采用了光電隔離、防雷器件等多種保護措施；另外，在系統的電路設計上，各種地線完全隔離和充分考慮設備的外殼接地設計。

1.1.4.接地系統及其設計

1.接地系統設計原則

本系統所涉及建筑物防雷接地、電源工作接地、保護接地、設備接地及防靜電接地等都須良好接地。

所設計的圖像監控系統所有信號電纜、電源電纜、視頻線均采用避雷器進行等電位連接和接地。并進行多級防雷泄放設計，用以對雷電流及其他感應能量的逐級泄放，以確保系統的安全；

系統中的所有金屬構件，包括機柜、箱、支架和攝像機外殼等，均與主控室其他金屬組件作等電位連接，并接至公用接地系統。2.接地規程

接地導線采用銅導線以降低高頻阻抗，接地線盡量粗、短；

接地端子必須經過防腐、防銹處理，同時用螺栓擰緊，以機械方式保證； 接觸良好；

地線與信號線注意不要平行走線或相互纏繞以減少相互的干擾。3.接地系統設計

所有室外線纜的金屬屏蔽層必須可靠接地；接地兩側電纜的金屬屏蔽層必須導通；

有條件的地方，交直流電源應和信號分別接地，分別使用單獨的地線回路； 保證室內、室外采集設備的保護地與通信電纜的屏蔽層接地為一體，并且線纜兩端均有去向標記；

設備接地端的接觸面的油污、油漆、銹斑等應清除干凈，以保證與壓接端子的可靠接觸；

監控系統設備機與傳輸設備連接電纜屏蔽層的接地推薦使用單端接地的方式，必須保證發端接地，收端保留接地的可能。

室外帶立桿攝像機接地如下圖所示：

室外帶立桿攝像機接地示意圖

1.1.5.設備防雷系統及設計

監控系統設備所處機房大樓在15m及以上的煙囪、天線等建筑物和構筑物應按民用建筑物和構筑物的防雷要求進行設計。在進行防雷設計時，應用防止直擊雷和雷電流侵入的措施。高層監控中心主樓應采取防止側擊雷的防護措施。例如，將建筑金屬外窗與防雷引下線連通，沿建筑物高度，間隔一定距離在外墻墻面上設置水平的金屬防雷帶等，以防雷擊。保護區劃分

保護區（即一個欲保護的區域）從EMC（電磁兼容）的觀點來看，有外到內可分為幾級保護區，最外層是0級，是直接雷擊區域，危險性最高，越往里，則危險程度越低，過壓主要是沿線串入的，保護區的界面通過外部防雷系統、鋼筋混凝頭及金屬管道等構成的屏蔽層而形成，電氣通道以及金屬管道則經過這些界面。

從0級保護區到最內層保護區，必須實行分級保護，對于電源系統，分為I、II、III、IV級，從而將過電壓降到設備能承受的水平，對于信息系統，則分為粗保護和精細保護，粗保護量級根據所屬保護區的級別，而精細保護則要根據電子設備的敏感度來進行選擇，從理論上講，雷電流約有50%是直接流入大地，還有50%將平均流入各電氣管道（如電源線、信號線和金屬管道等）。2.防雷措施

在建筑物易受雷擊的部位裝設避雷網或避雷帶；

突出屋面的物體如煙囪、天線等，應在其上部安裝架空防雷線或避雷針進行防護； 防雷裝置的引下線不應小于4mm，其間距應大于30米；

室外的電源、金屬管道等在進入建筑物之前，應進行接地，室外架空線直接引入室內時在入口處應加避雷器； 煙囪、天線等應加避雷針或避雷環保護；

建筑物宜利用鋼筋混凝土屋面板、梁、柱和基礎的鋼筋作為避雷裝置的泄下線； 建筑物的防雷接地，宜采用聯合接地系統。聯合接地系統應將視頻用的工作地、保護接地、建筑物的防雷接地以及工頻交流供電系統的接地連接在一起。聯合接地的接地值要求較高。由于要求的接地值不大于1Ω，而各種視頻設備的接地要求并不盡相同。所以，應按各種接地裝置的最小值要求確定。3.防雷等電位設計

為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差，就特別需要實行等電位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通過過壓保護器進行等電位連接，各個內層保護區的界面處同樣要依次進行局部等電位連接，各個局部等電位連接棒互相連接，并最后與主等電位連接棒連接。對穿越室外或室內敷設的線纜等通過防雷過壓保

2護器進行等電位接地連接。4.終端設備保護

對于設備（或系統）必須在各進出線安裝相應的避雷/過壓保護器，一旦線纜上感應過電壓（或遭直接雷擊），由于避雷/過壓保護器的作用，設備（或系統）的各端口電壓大致達到相等水平（即等電位），從而保護設備（或系統）免遭破壞。同時設備還應有工作接地和外殼接地，并具有明顯標識。

攝像機防雷保護如下圖所示：

攝像機防雷保護示意圖

第二篇：CCTV監控系統防雷設計方案范文

CCTV監控系統防雷設計方案

一．概述：

CCTV監控系統（簡稱監控系統）是技術防范和科學管理的輔助設備，在其問世之初，應用范圍有限，點少、線短、面窄，防雷問題并不突出，到目前，監控系統已得到了廣泛的應用，如高速公路、金融系統、軍事、交通監控以及各種公共場所等，室外布線由幾百米到幾十公里不等，遭雷擊的機會非常多，往往是攝像槍及終端設備（監視器）被打壞，嚴重的使整個中心控制室癱瘓，因此現在將監控系統防雷工作做好非常重要。

二．防雷設計的依據

1．《建筑物防雷設計規范》GB50057-94

2．《民用閉路監視電視系統工程技術規范》GB50198-94

3．《工業電視系統工程設計規范》GBJ115-87

4．《電信專用房屋設計規范》YD5003-92

三．監控系統的網絡架構

1．任何一個監控系統均由前端系統，終端系統，傳輸系統及控制系統四個子系統組成。

1.1

監控中心

前端系統一般在室外，容易遭受直擊雷和感應雷，同時通過傳輸系統及傳輸系統本身對雷電的感應，將雷電傳輸到監控中心，損壞終端設備，破壞控制系統。

2．監控系統分類

同軸電纜傳輸監控系統

·一般由攝像機、同軸電纜、控制器、監視器、錄像機組成。

電話線傳輸監控系統

·一般由攝像機、同軸電纜、發送設備、電話線、接收設備、監視器組成。

光纜傳輸的監控系統

·一般由攝像機、電信號、發送光端機、光纜、連接器、接收光端機、監控器組成。微波傳輸的監控系統

·一般由攝像機、微波發射機、發射天線、接收天線、微波接收機、監視器組成。

四．現場勘察：

1．了解監控系統所處的地質條件，建（構）筑物及其附屬構件條件。

2．查明監控系統的各子系統在不同的LPZ內互相的電氣連接關系。

3．詳細記錄設備的數量、名稱、接口、工作電壓、特性阻抗等。

4．了解監控系統的供電情況和電網的分布。

5．查找接地裝置的具體情況：引下線、接地線的材料、規格、連接情況。

6．對曾遭受雷害的系統，給予記載，并重點查看、分析。

五．方案所達到的目的保障監控系統各設備不受雷擊損壞，保障監控系統的正常運作及工作人員的安全。

六．方案的具體內容

1．直擊雷防護

應在室外的攝像機支承桿頂安裝能保護攝像機的避雷針，并作出相應地網接地（要求接地電阻小于10歐。）

在監控大樓應有防直擊雷的避雷（帶、針、塔）裝置，并建造一組小于4歐的地網，使雷電及過電壓快速對地泄放。

2．感應雷防護

對應的防雷器的安裝

攝像機：

·電源處安裝PA100－A/4串聯式電源防雷器。

·視頻信號線上安裝對應接口的S12BMF視頻防雷器。

·帶有云臺的攝像機，安裝一只對應S24YFF2控制線路防雷器。

控制器：

·安裝對應的S24YFF2控制線路防雷器。

監控大樓：

·總電源處安裝380V的電源防雷器箱作為第一級防護。

·在樓層配電箱前安裝對應的220V或380V電源防雷箱，作為第二級防護。

·在各用電設備前安裝相應的電源防雷器作為第三級防護（具體應設備情況選擇）。·在接收發設備前安裝視頻防雷器S12BMF。

微波發射天線：

·在微波發射天線處安裝避雷針。

·在微波接收發機前安裝對應接口的天饋信號防雷器。

3．等電位處理及屏蔽

將工作地（交、直流工作地）、設備保護地、防雷保護地連接在一起，構成一個均壓等電位體，并將所有進入建筑物的通信電纜及線纜用金屬管道進行屏蔽，將所有的金屬管道（包括水管、煤氣管及各種屏蔽管道）在進入建筑物之前，就近接地，如有多組地網且地網間距小于20米，根據國家防雷標準的有關要求采用公共接地方式，即共地處理(采用電子開關作為等電位連接)。

其目的是消除各地網之間的電位差，保證設備不因雷電的反擊而損壞。

4．地網制作

地網設計在建筑物周圍，地網上端深度為800，寬不少于500，接地電阻為≤4Ω，垂直接地體采用5×50×2500熱鍍鋅角鋼，水平接地體采用4×40熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體與水平接地體的連接采用雙面焊接，水平接地體與水平接地體的搭接采用雙面焊接，焊接長度不小于10cm，焊接處刷紅丹或瀝青油做防腐處理。

接地線用4×40的熱鍍鋅扁鋼，預留接地測試點。匯接點用規格的扁銅，扁銅扁鋼連接處采用氣焊，在扁銅上預留Ф8的連接孔不少于三個，配備相應規格的不銹鋼螺絲或銅螺絲。（單位為mm）

七．設計對應防雷安裝平面圖，列出相應防雷材料、清單及工程預算、預計工程工期。

第三篇：電視監控系統前端設備的介紹

電視監控系統前端設備的介紹

廣州海特天高信息系統工程有限公司邰財斌

設備電視監控系統前端設備主要包括：攝像機、鏡頭、云臺、防護罩、支架、控制解碼器等。

1、攝像機

攝像機是電視監控系統核心設備，是拾取圖像信號的設備,也就是說,被監視場所的畫面是由攝像機將其光信號(畫面)變為電信號(圖像信號)的。目前,無論是彩色攝像機還是黑白攝像機,其光電轉換器件均采用了CCD器件,即“電耦合”器件。攝像機是通過鏡頭把被監視場所的畫面成像在CC靶面上,通過CCD本身的電子掃描(既CCD電荷轉移),把成像的光信號變成電信號,在通過一系列的放大、整形處理,最后變成標準的電視信號輸出。

CCD攝像機的特點是:體積小、靈敏度高、壽命長.理論上CCD器件本身壽命相當長而不會老化.目前,CCD器件的尺寸一般為1/2”、1/3”等,我們衡棗高速公路機電系統采用的攝像機是JVCTK-1481BEC 型的攝像機,它的尺寸為1/2”。

衡量攝像機性能的技術指標有以下幾個方面:

1.1 分辨率(清晰度)

表示攝像機分辨圖像細節的能力，通常用電視線(TVL)表示。它取決于CCD芯片的像素數、鏡頭的分解力和攝像系統的帶寬。電視監控系統使用的攝像機，以前要求彩色攝像機水平清晰度在300線以上，黑白在350線以上；現在因為人眼對彩色難于分辨更細，要求彩色攝像機在400線以上，黑白在500線以上；這樣的指標即可滿足一般電視監控系統的要求，衡棗高速公路機電系統采用的JVC TK-1381E型的攝像機水平清晰度均為480線。

1.2 靈敏度（也稱為照度）

在鏡頭光圈大小一定的情況下，獲取規定信號電平所需要的最低靶面照度。也就是說攝像機在什么樣的光照強度下，可以正常輸出圖像的一個指標。例如：使用F1.2的鏡頭，當被攝物體表面照度為0.04Lx時，攝像機輸出信號的幅值為350mV，即最大幅值的50％，則稱此攝像機的靈敏度為0.04Lx/F1.2。如果被攝物體表面照度再低，監視器屏幕上將是一幅很難分辨層次的灰暗圖像。在給出照 1

度指標時，通常有“正常照度”和“最低照度”，“正常照度”是指攝像機在這個照度下工作時，能輸出滿意的圖像信號。“最低照度”是指如果低于這個照度，攝像機輸出的圖像信號難以使用，或者說，攝像機必須至少工作在此照度上。在我們的收費公路上，攝像機主要在室外使用，白天與夜間、夏季與冬季的光照度變化很大，所以攝像機的使用主要考慮最低照度。照度或靈敏度一般用“勒克斯”表示，數字越小，性能越好。衡棗高速公路機電系統采用攝像機照度為0.15Lux，屬于低照度攝像機。（超低照度0.01Lux，用在特殊場合；低照度0.1Lux-10Lux;一般照度10Lux-100000Lux，如白天；高照度100000Lux以上，如高溫爐）。

1.3 信噪比

即攝像機圖像信號與噪聲信號的比值，這一指標用S/N表示。

S——攝像機在假設沒有噪聲時的圖像信號值。

N——攝像機本身產生的噪聲值。

信噪比一般用分貝（DB）表示，指標越高，性能越好。電視監控系統中，一般要求攝像機的信噪比高于46DB。衡棗高速公路機電系統采用攝像機信噪比為50DB。當環境照度不足時，信噪比越高的攝像機圖像就越清晰。（廣播要求55—60DB，監控要求37DB）。

1.4信號幅度與阻抗

攝像機輸出的信號電壓用峰—峰值表示，輸出的圖像信號一般均為1Vp-p至1.2Vp-p，即1V至1.2峰—峰值，且為負極性輸出（同步頭朝下），特性阻抗為75Ω。衡棗高速公路機電系統采用攝像機視頻輸出幅度：VBS1.0Vp-p,(75歐姆，為合視頻信號)。

1.5 環境要求

溫度：0—55℃；濕度：90％。當溫度高于55℃時，要考慮降溫，低與0℃時，考慮加熱。所以有的防護罩內裝有風扇和加熱片。

1.6制式

攝像機的制式有三種：

PAL-D，中國制式CHIN

NTSC，日本制式JAN

SECAM，美國制式 AMC

除了以上幾個指標外，攝像機的供電分為直流供電和交流供電兩種形式，我們衡棗高速車道上用的攝像機供電為220V，亭內攝像機供電為9V。攝像機的耗電量很小，但對電源的要求較高，電源的穩壓度及紋波系數應滿足要求，交流電源的電壓變動不允許超過5%，所以，我們施工時，車道攝像機和亭內攝像機的供電都不用市電，而用電力引入室的UPS供電。

另外，在收費公路上，攝像機工作于戶外，使用環境較為惡劣，因此，車道攝像機加裝了防護罩，安裝于立桿上。亭內攝像機安裝于半球型吸頂防護罩內。2 鏡頭

鏡頭是安裝在攝像機前端的光學成像器件，它的分類大致有以下幾種：

A自動光圈定焦鏡頭

這種鏡頭的焦距是不可變的，可變的只有光圈大小，它適合于攝取相對固定的目標。當進入鏡頭的光通量變化時，攝像機CCD成像面上產生的電荷也相應變化，使視頻信號電平發生變化，產生一個控制信號，驅動鏡頭內的微型電機正向或反向轉動，從而調整光圈的大小。當視場照度變化在100倍以上時，選這種鏡頭。但需注意的是：如果視場照度不均勻，特別是監視目標與背景光反差較大時，采用這種鏡頭攝像效果不理想。

B自動光圈電動變焦鏡頭

由于它的光圈是自動的（由攝像機輸出的電信號去自動控制光圈大小），所以適用于光照度常常變化的場所，又由于它的焦距是電動可變的，因而可以對所監視的場所的視場角及目的物進行變焦距攝取圖像。此鏡頭與自動光圈定焦鏡頭相比增加了兩個微型電機，其中一個電機與鏡頭的變焦環嚙合，受控轉動時，可改變鏡頭的焦距；另一個電機與鏡頭的聚焦環嚙合，受控轉動時完成鏡頭的聚焦。由于增加了兩個微型電機，這種鏡頭的價格較貴。這種鏡頭用起來很方便、靈活，適合遠距離觀察和攝取目標。

C電動三可變鏡頭

這種鏡頭除具有自動光圈及電動變焦外，還有自動聚焦功能，也就是說，當通過云臺和電動變焦改變攝取方向和目標時，不必通過人工來調整對景物的聚焦，而可以自動聚焦。與自動光圈變焦鏡頭相比只是對光圈的調整由自動控制方

式改為遙控器控制。它也含三個微型電機，通過一組6芯控制線與控制器相連。目前這種鏡頭應用較多。

在我們衡棗高速公路機電系統中，車道、亭內攝像機用12mm固定焦距、自動光圈鏡頭；廣場攝像機是3.7～85mm自動光圈、自動變焦鏡頭；外場攝像機是自動光圈、電動變焦距鏡頭。

所需焦距大小可用下式估算。

f=A·L/H

式中：f—鏡頭焦距

A—攝像機成像面高度

L—被攝物體到鏡頭距離

H—被攝物體高度

一般來說，焦距越大，視場角越小，監視范圍越窄；焦距越小，視場角越大；監視范圍越寬。

在選擇鏡頭時，除根據不同場合、不同要求選擇不同控制方式的鏡頭外，還要考慮下面問題。

(1)鏡頭尺寸要與攝像機成像面尺寸一致。例如：1/3″攝像機要選1/3″鏡頭。在難以一致時，可用大尺寸鏡頭配小尺寸攝像機；反之不行。

(2)鏡頭接口與攝像機接口要一致，不一致時要加連接圈。例如：C型鏡頭安裝在CS型攝像機上時，必須在C型鏡頭上加連接圈，如果不加連接圈就可能碰壞CCD成像面的保護玻璃，造成CCD攝像機的損壞。云臺、防護罩、支架、控制解碼器等輔助設備

3.1 云臺

云臺可以簡單理解成安裝攝像機的底座，只是這個底座可以全方位(水平和垂直兩個方向)或(水平方向)轉動。因此，云臺的使用擴大了攝像機的視野。在電視監控系統中，需要巡回監視的場所(如大廳等)都要使用云臺。選用云臺時要注意以下幾點。

(1)所選云臺的負荷能力要大于實際負荷的1.2倍。就是說云臺上所有設備重量之和應小于云臺的負荷能力，如果讓云臺滿負荷或是超負荷運行，雖能免強工作，但啟動時惰性大，特別是垂直轉動時更困難，極大的影響了巡視效果。

(2)云臺轉動停止時應有較好的自鎖性能，剎車時回程角應小于1。

(3)室內云臺在最大負荷時，噪聲應小于50dB。

3.2 防護罩

用于保護攝像機的裝置叫防護罩。有室內、室外之分，室內防護罩主要作用是防塵；而室外防護罩除防塵之外，更主要的作用是保護攝像機在較惡劣自然環境(如雨、雪、低溫、高溫等)下工作。這不僅要求嚴格的密封結構，還要有雨刷、噴淋裝置等，同時具有升溫和降溫功能。由此決定了室外防護罩的價格遠高于室內防護罩。選擇防護罩時還應注意的是：防護罩的標稱尺寸與攝像機標稱尺寸一致，即1/3″攝像機選用1/3″防護罩。若難于一致時，可用大尺寸防護罩配小尺寸攝像機；反之不行。

3.3 支架

用于固定攝像機的部件，有壁裝、吊裝等型式。支架的選擇比較簡單，只要其負荷能力大于其上所裝設備總重量即可，否則易造成支架變形，云臺轉動時產生抖動，影響監視圖像質量。

3.4 控制解碼器

在有云臺、電動鏡頭和室外防護罩的電視監控系統中，必須配有控制解碼器。這樣在控制室中操縱鍵盤相應按鍵即可完成對前端設備各動作及功能的控制。控制解碼器必須與系統主機同一品牌，這是因為不同廠家生產的控制解碼器與系統主機的通信協議、編碼方式一般都不相同，除非某控制解碼器在說明書中特別說明該設備與某個品牌的主機兼容，否則絕不可選用。射燈

目前絕大多數電視監控系統均配置隨攝像機轉動的射燈以輔助照明，其最大好處是靈活、方便，且價格不貴。黑白電視監控系統宜配置高壓水銀燈；彩色電視監控系統宜配置碘鎢燈。當需夜間隱蔽監視時應用紅外射燈。紅外射燈一種是在普通照明燈前加濾光片，另一種是由紅外發光二極管陣列構成。前者耗能較大，且常產生“紅暴”(由于濾光不凈，有少量紅光被人眼看到)；后者極少產生“紅暴”，但照射距離較近。另外，還需提醒的是：紅外射燈對彩色電視監控系統不起作用，這是由于紅外光被彩色攝像機中的彩色濾色器濾掉的緣故。

第四篇：防雷知識及電視監控系統防雷接地方法

防雷基礎知識—防雷知識技術名詞解釋

技術名詞解釋

1）等電位連接類——等電位連接(Equipotential bonding)將電器設備與外部導體作出連接，以達到相同或相近電位的電氣連接器件。電涌保護器為保護帶電導體的其中一大類。

2）故障分類—— a)電涌

電涌在導線與導線之間或導線與地之間發生一個瞬態的過電壓，時間少于1ms，該電壓遠遠超過設備的最高允 工作電壓峰值，但它并無工作頻率。電涌的成因為雷擊或者開關誤操作（如空氣開關過流跳閘）而引起的操作過電壓。

b)瞬時過電壓（Tranxient Overvoltage TOV）

瞬時過電壓是在某地區的波動，時間相對來說比較長，可視為1ms—20ms之間。

3)電涌保護器分類—— a)SPD Surge Protection Device的縮寫，其功能是對電涌產生保護功能的器件。

b)開關（限流）型 SPD 按照IEC61312-3的要求，一般用在LPZOB-LPZ1區中，用于電源系統的防雷器，可最大限度的消除電網后續電流，疏導10/350us的模擬雷電沖擊電流。

C)限壓型 SPD 按照 IEC61312-3的要求，一般用在 LPZ1區和 LPZ2區的防雷器，可較大程度減低電網上的殘壓，疏導8/20us 的模擬雷電沖擊電流。

d)類電涌保護器（第一級）

由于特殊設計，能夠承受直擊雷的能量和釋放部分直接雷擊電流的電涌保護器。e類電

e)涌保護器（第二級）

能夠釋放由遠距離或傳導雷擊以及開關轉換而引起的電涌的電涌保護器。

f)類電涌保護器（第三級）

為了保護使用插座的單個負載而設計的電涌保護器。g)電涌保護器前端的保護熔絲（后備保險熔絲）

在所有的電涌保護器前端都必須安裝前級保險絲。如果電路中的熔絲的額定值高于電涌保護器元件的最大容許熔絲，電涌保護器必須選擇符合要求的前級熔絲串聯在前端，進行保護。

4)電涌保護器參數分類—— a)最大持續工作電壓 Uc 對于內部沒有放電間隙的電涌保護器，該電壓值表示最大可允許加在電涌保護器兩端的工頻交流均方根（r.m.s）。在這個電壓下，電涌保護器必須正常工作，不可出現故障，同時該電壓連續加載在電涌保護器上，不會改變電涌保護器的工作特性。

B)額定電壓UN 廠家設計該設備在正常工作下的電壓，它可以用直流電壓表示，也可以用正弦交流電壓的有效值（r.m.s）來表示。

C)最大通流量Imax SPD不發生實質性破壞，每線或單模塊對地，過規定次數、規定波形的最大限度的電流峰值。沖擊通流容量一般大于標稱放電電流的2.5倍。

D)額定放電電流（In）(標稱放電電流)廠家出廠時標稱電涌保護器的8/20雷電流波形的電流峰值，它是用來劃分C類等級

（Ⅱ級）電涌保護器。e)脈沖沖擊電流(Iimp)標準的10/350us雷電流模擬波形，主要參數： *電流峰值 *電量 *比能

它是模擬自然界直接雷擊的波形，B級雷擊放電器必須能承受適當雷電流的多次沖擊而不發生損壞。

f)電壓保護水平Up 電涌保護器被觸發前，在它的兩端出現的最高瞬間電壓值。本書第19頁表格中列出了符合DIN VDE0110-1(04/97)標準的各類設備的保護電壓水平的要求及OBO產品的對應保護水平電壓。

G)殘壓

雷電放電電流通過SPD時，其端子間呈現現的電壓。h)100%雷擊脈沖箝位電壓雷擊脈沖箝位電壓雷擊 在1.2/50us的雷擊脈沖電壓波形的沖擊下，電涌保護器的動作電壓，在這個電壓波的測試中，對電涌保護器進行十次沖擊，保護器均必須動作。

I)額定頻率（fn）

廠家設計該設備在正常工作下的頻率 j)反應時間（tA）

在本質上，反應時間是依賴于電涌保護器內部所采用的元器件的特性來確定的。反應時間有可能由于浪涌電壓的du/dt（電壓上升速度）或浪涌電流的di/dt（電流上升速度）陡度而有所限制。

K)短路承受強度

電涌保護器必須在依靠外部或內部的斷路器或電路的過流保護裝置斷開，短路中流前所能承受的短路電流（如保險絲或斷路器）將該電流遮斷。

l)后續電流（If）

在電涌保護器放電后，流經它的電流，它依賴于不同的電網，后續電流是屬于持續開路電流，它的大小是和電涌保護器到變壓器的距離及變壓器容量有關系。

m)傳輸頻率 通信線路電涌保護器的插入損耗<3dB時的頻率。5）建筑物防雷分類—— a)雷擊保護系統（LPS）

是對建筑物或屋內防雷擊保護的全部系統的統稱，包括外部防雷系統和內部防雷系統。

B)雷擊保護分區（LPZ）

通過對雷擊電磁環境的定義，進行區域劃分。

防雷知識及電視監控系統防雷接地方法

1.雷電的產生

人們通常把發生閃電的云稱為雷雨云,其實有幾種云都與閃電有關,如層積云、雨層云、積云、積雨云，最重要的則是積雨云，一般專業書中講的雷雨云就是指積雨云。

云的形成過程是空氣中的水汽經由各種原因達到飽和或過飽和狀態而發生凝結的過程。使空氣中水汽達到飽和是形成云的一個必要條件，其主要方式有：

（1）水汽含量不變，空氣降溫冷卻；（2）溫度不變，增加水汽含量；（3）既增加水汽含量，又降低溫度。但對云的形成來說，降溫過程是最主要的過程。而降溫冷卻過程中又以上升運動而引起的降溫冷卻作用最為普遍。積雨云就是一種在強烈垂直對流過程中形成的云。由于地面吸收太陽的輻射熱量遠大于空氣層，所以白天地面溫度升高較多，夏日這種升溫更為明顯，所以近地面的大氣的溫度由于熱傳導和熱輻射也跟著升高，氣體溫度升高必然膨脹，密度減小，壓強也隨著降低，根據力學原理它就要上升，上方的空氣層密度相對說來就較大，就要下沉。熱氣流在上升過程中膨脹降壓，同時與高空低溫空氣進行熱交換，于是上升氣團中的水汽凝結而出現霧滴，就形成了云。在強對流過程中，云中的霧 滴進一步降溫，變成過冷水滴、冰晶或雪花，并隨高度逐漸增多。在凍結高度（-10攝氏度），由于過冷水大量凍結而釋放潛熱，使云頂突然向上發展，達到對流層頂附近后向水平方向鋪展，形成云砧，是積雨云的顯著特征。

積雨云形成過程中，在大氣電場以及溫差起電效應、破碎起電效應的同時作用下，正負電荷分別在云的不同部位積聚。當電荷積聚到一定程度，就會在云與云之間或云與地之間發生放電，也就是人們平常所說的“閃電”。

雷電以其巨大的破壞力給人類、社會帶來了慘重的災難，尤其是近幾年來，雷電災害頻繁發生，對國民經濟。造成的危害日趨嚴重。我們應當加強防雷意識，與氣象部門積極合作，做好預防工作，將雷害損失降到最低限度。

2.雷電的破壞 雷電的破壞主要是由于云層間或云和大地之間以及云和空氣間的電位差達到一定程度（25—30kV/cm）時，所發生的猛烈放電現象。

通常雷擊有三種形式，直擊雷、感應雷、球形雷。

直擊雷是帶電的云層與大地上某一點之間發生迅猛的放電現象。避雷針等裝置可將“直擊雷”產生的高電壓、強電流迅速引入大地，消除雷擊的影響，從而起到保護設施的作用。

感應雷是當直擊雷發生以后，云層帶電迅速消失，地面某些范圍由于散流電阻大，出現局部高電壓，或在直擊雷放電過程中，強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物產生電磁感應發生高電壓、而發生閃擊現象的二次雷。雖然在避雷針的保護范圍內，物體可免遭直接雷擊，但“感應雷”可在電力、通信、網絡、衛星天線及有線電視等線纜上產生高壓感應和電流“浪涌”，并通過導線引入配電間、機房、辦公室和住宅等，使電源、通訊及電子設備不可避免地受到損害。因此，防止這些現代社會的雷害顯得十分緊迫和必要。

球形雷是球狀閃電的現象。3.電涌的來源

電涌可來自電氣裝置外部，也可來自電氣裝置內部，即來自電氣裝置內的電器設備。

來自外部的電涌 這種電涌由雷電或公用電網開關的投切引起，這兩類有害的電源擾動都可擾亂計算機和微機信息處理系統的工作，引起停工或永久性設備損壞。

當云層上有電荷儲蓄，云層下表面產生極性相反的等量電荷時，將引起雷電放電。其后的情況就像一個大電池組或一個大電容器的放電那樣，云層和地面間的電荷電位高達若干百萬伏。發生雷擊時以若干千安設計的電流通過雷擊放電，經過所有設備和大地返回云層，從而完成電的通路。不幸的是這個雷電通路常常取道重要或貴重的設備。電涌防護的關鍵概念是給雷電感應電流提供一個通向大地的短捷有效的通路。這樣雷電涌流將從設備外分流。所示為設備處雷電流減少的情況。大的雷擊電流值常被例舉應用，其實它發生的可能性很小。

來自內部的電涌 來自內部的電涌是經常發生的，諸如來自空調機、空壓機、電弧焊機、電泵、電梯、開關電源和其它一些感性負荷的電涌。例如一臺20hp的感應電動機（線電壓230V，4級，Y結線）在最大轉矩時每相具有約39J的儲存能量，當其標稱方根值電流被截斷時，它將產生瞬態過電壓。它經常發生，和它自同一配電箱供電的其它負荷將因此易受損壞或工作失常。

不要以為電氣裝置電源進線上的過電壓防護器可以保護電氣設備不受內部電涌的危害。它不能，它只能對沿電源線進入電氣裝置的外部電涌進行防范，因大容量的進線防護器具內部電涌發生處的距離太遠。戴恩?內里（Dion Neri）作，王余厚譯，黃妙慶校 《EC&M 電氣施工與管理》1998年10月第一卷第一期如下趣聞，摘自其他網站，故事的真實性斑竹未考究過。“不一定只有總統才會被瞬態電涌擊中”

電涌是微秒量級的異常大電流脈沖。它可使電子設備受到瞬態過電的破壞。每年半導體器件的集成化都在提高，元件的間距在減小，半導體的厚度在變薄。這使得電子設備受到瞬態過電破壞的可能性越來越大。如果一個電涌導致的瞬態過電壓超過一個電子設備的承受能力，那么這個設備或者被完全破壞，或者壽命大大縮短。

雷電是導致電涌最明顯的原因，雷電擊中輸電線路會導致巨大的經濟損失。每一次電力公司切換負載而引起的電涌都會縮短各種計算機、通訊設備、儀器儀表和 PLC的壽命。另外，大型電機設備、電梯、發電機、空調、制冷設備等也會引發電涌。UPS 也可被電涌摧毀。

建筑物頂部的避雷針在直擊雷時可將大部分的放電分流入地，避免建筑物的燃燒和爆炸。UPS 不間斷電源是處理電壓的嚴重下降。二者非常有用，但都不能保護計算機免受電涌的破壞，而且UPS 本身集中很多微處理器，也可被電涌摧毀。25年之前，IBM發現電涌更為常見的來源是電力公司的電網開關和大型電力設備(如空調和電梯)。每天都有這樣的電涌通過配電盤進入工作室破壞電子設備或縮短其壽命。因此，在美國幾乎所有的有計算機或其它敏感電氣設備的建筑都安裝了電涌保護器。

4.電涌容易損壞的電氣設備

含有微處理器的電氣設備極易受到電涌的損壞，這包括計算機和計算機的輔助設備、程序控制器、PLC、傳真機、電話、留言機等；程控交換機、廣播電視發送機、微波中繼設備；家電行業的產品包括電視、音響、微波爐、錄像機、洗衣機、烘干機和電冰箱等。美國的調查數據表明，在保修期內出現問題的電氣產品中，有63％是由于電涌造成的。

5.電涌對計算機和其它敏感電氣設備的危害

計算機技術發展至今，多層、超規模的集層芯片，電路密集，趨向是集成度更高、元器件間隙更小、導線更細。幾年前，一平方厘米的計算機芯片有 2,000個晶體管而現在的奔騰機則超過10,000,000個。從而增加了計算機受電涌損壞的概率。由于計算機的設計和結構決定了它應在特定的電壓范圍內工作。當電涌超出計算機能承受的水平時，計算機將出現數據亂碼，芯片被損壞，部件提前老化，這些癥狀包括：出乎預料的數據錯誤，接收/輸送數據的失敗，丟失文檔，工作失常，經常需要維修，原因不明的故障和硬件問題等等。

雷電電涌遠遠超出了計算機和其它電氣設備所能承受的水平，絕大多數情況下，造成計算機和其它電器設備的當即毀壞，或數據的永遠丟失。即使是一個20馬力的小型感應式發動機的啟動或關閉也會產生3,000－5,000伏的電涌，使和它共用同一配電箱的計算機在每一次電涌中都會受到損壞或干擾，這種電涌的次數非常頻繁。

CBEMA-計算機商業設備制造商協會制定了國際標準,該標準是IBM等計算機制造商們設計、制造計算機的依據。中國的行業標準規定：使用 220/380伏電力系統的計算機所能承受的過電壓不高于2000伏。

美國廣泛地應用計算機比中國早約20年，是通過慘痛的教訓后才重視了對計算機的電涌防護。美國的銀行、前 500強公司、防衛設施、金融保險系統、服務網絡、電訊網絡、石油化工廠等都裝有電涌防護器。中國將是世界上最大的計算機消費市場。五年前的中國銀行還未計算機化。隨著計算機的普及，人們也認識到保護這種電子設備的重要性。我國于1998年頒布并實施了計算機信息系統防雷保安器的行業標準。

6.雷擊保護的基本原則

欲使設備得到很好的保護，首先應對其所處的環境、受雷電影響的程度做出客觀的估計，因它與出現過電壓的幅值、概率、網絡結構、設備抗電壓能力、保護水平和接地等有關；防雷工作應作為一項系統工程來考慮，強調全面防護（包括建筑物、傳輸線路、設備和接地等），綜合治理，且要做到科學、可靠、實用和經濟。針對感應雷瞬時能量較大的特點，根據IEC國際標準對能量逐級吸收的理論，及防護區間量級分類的原則，需要做多級防護。

7.雷電防護措施

采用避雷針、避雷帶和避雷網等可防止和減少雷電對建筑物、人身和居室造成的危害。但已有大量事實證明：在安裝了這些避雷裝置的室內，計算機設備、通訊網絡及微電子器件在雷擊時，卻仍然會遭受不同程度的損害。對此，科學家通過進一步的分析，已經找到了其中的原因所在。

避雷器的種類基本上分三大類型：

（1）電源避雷器：按電壓的不同，分22V的單相電源避雷器和380V的三相電源避雷器（安裝時主要是并聯方式，也串聯方式）。“電源防雷器”并接在電力線路上，可遏制瞬態過電壓和泄放浪涌電流。從總進線到用電設備端通常配置分為三級，經過逐級限壓和放電，逐步消除雷電能量，保證用電設備的安全。根據不同的需要可選用“可插拔模塊型”、“端子接線式”和“移動插座式”等品種。

（2）信號型避雷器：多數用于計算機網絡、通信系統上，安裝的方式是串聯。

“信號防雷器”接入信號接口后，一方面能切斷雷電進入設備的通路，另一方面能迅速對大地放電，確保信號設備的正常工作。信號防雷器具有多種規格，分別可用于電話、網絡、模擬通信、數字通訊、有線電視及衛星天線等設備的防雷，各種設備的輸入口特別是室外引入端，均應安裝信號防雷器。

（3）天饋線避雷器：它適用于有發射機天線系統和接收無線電信號設備系統，連接方式也是串聯。

選用防雷器要注意接口的形式和接地的可靠，重要場所應設置專用的接大地線，切不可將防雷接地線與避雷針接地線并接，且要盡量遠離、分開入地，8.電視監控系統防雷接地方法

（1）電視監控系統應有良好的防雷接地，以保證人身安全以及防干擾和雷擊。

（2）監控設備的工作接地電阻應小于4Ω，當監控系統采用綜合接地網時，接地電阻應小于1Ω。

（3）防雷接地應采用專用接地干線。由監控控制室引入接地體，專用接地干線采用銅芯絕緣導線或電纜。接地線截面不應小于20mm2。（4）監控系統的接地線不能與強電交流的地線以及電網零線短接或混接，接地線不能形成封閉回路。

（5）由控制室引到監控系統其他各監控設備的接地線，應選用銅芯絕緣軟線，其截面面積不應小于4mm2。

（6）監控系統一般可采用單點接地。

（7）監控系統中三芯電源插座的接地端，應與系統的接地端相連（保護地線）

9.選用避雷器的注意事項 作為防感應雷工程的設計者，應選擇一個技術先進的制造商，產品應具有詳細的說明書、技術指標、產地、符合各方面的標準證書及銷售許可證書等。具體事項有如下幾點，僅供大家參考。

（1）設計是否有利于用戶并且容易安裝 理想的產品應該是一個小型、緊湊并且能夠安裝在現有的空間內，同時易于安裝。

（2）反應時間 電涌防護器的反應必須比電涌的速度快。反應時間在毫微秒（納秒）級均符合技術要求。

（3）一次能夠處理的最大電流 最大電流（即峰流）是指一個電涌防護器的處理最大電流的能力。Bell core實驗室（AT&T－Bell實驗室的研究機構）為了保護它高度計算機化的實驗中心，進行了廣泛的調研，確定了電涌防護器處理最大電流的能力和所需的技術參數，一個20千安的電涌防護器即可滿足要求，起到防電涌、保護設備的作用。由此可見，在任何建筑物內的分支線供電箱處安裝一個80千安的電涌防護器，便足以解決任何可能出現的電涌問題。對多雷擊區的貴重電氣設備，應在建筑物進口的交流配電箱處安裝一個較大的防護器，型號從 160千安到 400千安。

（4）吸收能量的能力 電涌防護器吸收能量的能力以焦耳(joule)來衡量，焦耳值越高，電涌防護器的使用壽命越長。

（5）鉗制電壓的能力 也就是將過電壓鉗制到電器設備所能承受的安全范圍之內的能力。計算機被設計在一定電壓范圍內使用，如果超出了這個范圍就會導致計算機的損壞。因此電涌防護器必須把過電壓鉗制到安全水平。1998年 6月 1日開始實施的GA173-1998標準規定：用于220/380 伏電力系統的計算機防雷保安器(電涌防護器)的鉗制電壓應小于或等于2000伏。

（6）體積的大小非常重要 就電涌防護器來講，體積尺寸的大小非常重要。電涌防護器的內部電感應該低弱，防護器本身的體積尺寸越大，它固有的內部線路電感就越大；防護器本身體積小，電感也小，防護效果也就更好。小體積防護器的另一個優勢是可以安裝在靠近配電箱處，因為連線本身也有電感，連線越長，對保護系統的限制水平的不良影響也就越大，因此在安裝電涌防護器時越靠近配電箱越好，最好是在15厘米以內。在電氣設備狹小的空間內不可能安裝大體積的防護器。

（7）符合國際和國家標準 電涌防護器應符合國際標準，包括UL1449、ANSI/IEEE、NEMA和 IEC。在我國同樣有相應的標準，公安部公共信息網絡安全監察局要求：所有用于保護計算機的防雷保安器（本文中稱為電涌防護器），都必須根據GA173-1998的標準通過檢測并獲得銷售許可證后，方可銷售。

（8）產品的可靠性及客戶單 了解客戶單以及廠家從事產品生產的歷史有助于了解廠家的信譽和其產品的可靠性。

（9）質量保證 保質期限的長短體現了制造商對其產品是否能不出問題、能長久的保護設備的自信心。一旦產品出現問題，客戶是否能得到快速免費的服務，也是用戶應考慮的因素之一。

如何選擇數據線防護器 有數百個不同的連接器類型，許多不同的應用程序和規程，6個不同的電壓電平，這些都影響“我應該買什么樣的數據線防護器”的決定。但是如果您了解了以下三個重要的事實，選擇滿足您需要的防護器并不困難。

（1）傳輸電壓（Transmission Voltage）應用程序中精確的傳輸電壓必須在每筆定單中注明。一個好的電涌防護器，其鉗制過電壓的能力應盡可能地接近被保護儀器的額定傳輸電壓。選擇數據線電涌防護器的第一步是：確定設備的傳輸電壓，這可以在您的設備手冊中找到，但如果您不知道，不要猜測。可以很容易地用電壓表測出。下表顯示通常應用程序所設定的電壓。電壓 系統應用程序 7.5 V RS422, RS423,RS485, 以太網, 大多數 LANS 以太網，和局域網 7.0 V 數據電話公司（信道服務單元/數據服務單元，DDS，T1，ISDN，等）12 V 類別 5、100Base －T、ATM155(100兆赫）18 V RS232，令牌環，數字式4-20毫安電流回路 27 V ArcNet、模擬4-20毫安電流回路 60 V 模擬、租用專用線電話公司 240 V 撥號線、調制解調器和傳真機。

（2）連接器類型（Connector type）在全世界，有數百種不同類型的連接器用于數據線應用程序中。最通常的幾種列表如下。如果你認為你有一種未列在下表中，我們或許也能對其提供保護 – 只要向我們的工程師了解即可。常用的防護器連接器類型--同軸的（Co-axial）雙軸的（Twin-axial）RJ 11 RJ 45 串接 9,15, 或 25 針 Centronics 通用串接總線（USB Universal Serial Bus）硬布線（沒有連接器）（3）數據傳輸速度（Data transfer speed）數據傳送是以每秒百萬比特或兆赫來度量的。一個適合10兆赫應用程序的保護器不能在100兆赫的應用程序下工作。一個設計為保護有線電視同軸電纜的防護器在1.5千兆赫的衛星傳輸饋線上可能無法工作。許多辦公應用程序被設定為 1至10MHz 范圍，但被稱做Category 5 的應用程序（運行在100兆赫）越來越普及了。數據傳送速度能夠在你的設備手冊中找到并應當包含在每一筆定單中。

第五篇：高速公路通信、監控、收費系統的防雷方案范文

高速公路通信、監控、收費系統的防雷方案

一、概述

當今社會電子計算機技術、微波通信技術日益發展，各類電子設備大量應用，雷擊電感應到附近的導體中形成過電壓，可高達幾千伏，對微電子設備的危害極大。LEMP的主要侵入通道有電源線路、各類信號傳輸線路、天饋路線和進入系統的管、纜、橋架等導體侵入設備系統，造成電子設備失效或永久性損壞。因此，雷擊脈沖的防護是在入侵通道上將雷電流泄放入地，從而達到保護電子設備的目有。其主要方法是采用隔離、等位、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、過壓過流保護、接地等方法將雷電過電壓、過電流及雷擊電磁脈消除在設備外圍，從而有效地保護各類設備。目前主要采用氣體放電管、放電間隙、高頻二極管、壓敏電阻、瞬態二極管、晶閘管、高低通濾波器等元件根據不同頻率、功率、傳輸速率、阻抗、駐波、插損、帶寬、電壓、電流等要求，組合成電源線、天饋線、信號線系列電涌保護器（SPD）安裝在微電子設備的外連線路中，地線按共用接地原則接入系統的地線，才不至于造成地電位反擊。只要設計合理、安裝合格，電涌保護器就能有效的防御雷電。

因此，采用完善的綜合防雷手段構成一套完整的防雷體系，這就是現代防雷的新理論：綜合防雷理論。目前高速公路建設發展迅速，為了使高速公路暢通無阻，保證高速公路通信、監控、收費系統正常運行，將雷電災害降低到最低限度，防雷工程技術人員應對系統進行全面規劃、綜合治理、制定完善的綜合防雷設計方案。

二、高速公路綜合防雷設計方案的依據

高速公路綜合防雷在設計時主要采用以下標準，供設計時參照。

1、IEC61024《建筑物防雷》

2、IEC61312《雷電電磁脈沖的防護》

3、ITU K25《光纜的防雷》

4、ITU K27《電信大樓內的連接結構和接地》

5、GB50057-94《建筑物防雷設計規范》

6、GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》

7、GB50174-93《電子計算機機房設計規范》

8、GB50198-94《民用閉路監視電視系統工程技術規范》

9、GB/T50311-2000《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》

10、YD5078-98《通信工程電源系統防雷技術規范》

11、XQ3-2000《氣象信息系統雷擊電磁脈沖防護規范》

三、高速公路通信、監控、收費系統的基本組成

1、每一條高速公路在其管理的區間內均設有一監控中心大樓。監控中心一般設在高速公路的出、入口處，也有設在管理區間的中心部位。中心一般設置有大型地圖板和監控電視系統，并配有多畫面切換控制設備、視頻監視器、低速錄象設備及自動轉換裝置。中心配備有計算機網絡系統、負責管理各收費站的收費信息、緊急電話的控制、公路出入口及中間各大型電子顯示屏的控制和公路沿線的小型電子提示牌的控制等。中心大樓內還有程控交換機系統、中心控制臺、光纜通信的兩個或四個8Mbit/s接口的光端機、電端機及上網設備、無線電話系統、UPS供電系統等多種電子設備。

2、在每個收費站配備有光纜通信設備，收費用的計算機局域小網，收費站信號燈控制系統，監視、攝像、記錄系統，控制操作臺，站內電話控制臺、無線對講電話等。

3、在每個收費亭內配備有收費計算機網絡系統工作站專用計算機，收費票據打印機，收費指示板，指示燈，車道控制機，自動欄桿，語音提示系統，車輛過境自動計數器，對講電話和空調及供電系統等設備。

4、在公路沿線及收費站廣場設置了多個監控攝像頭，將攝像頭的視頻信號通過光纜、同軸電纜、對稱電纜或通過微波傳輸系統，將視頻信號或語音信號傳到中心監控室，以利控制中心掌握公路沿線的車輛行駛運行情況，便于指揮調度。

5、道路LED指示牌。LED指示牌發布高速公路即時信息，位于空曠的環境中，其控制信號線一般由光纖組成，系統電源采用就地變壓（主要是使用開關電源）的措施，由電源引起的雷擊事故較為普遍。

四、高速公路的綜合防雷原則

高速公路的綜合防雷設計應考慮環境因素、雷電活動規律、系統設備的重要性、發生雷災后果的嚴重程度，分別采取相應的防護措施。

1、在進行綜合防雷設計時，應堅持全面規劃、綜合治理、優化設計、多重保護、技術先進、經濟合理、定期檢測、隨機維護的原則，進行綜合設計及維護。

2、高速公路綜合防雷系統的防雷設計應采用直擊雷防護、等電位連接、屏蔽、合理布線、其用接地系統和安裝電涌保護裝置等措施進行綜合防護。必須堅持預防為主，安全第一的指導方針。

3、高速公路綜合防雷系統應根據所在地區雷暴等級、設備放置在雷電防護區的位置不同，采用不同的防護標準。為確保防雷設計的科學性、先進性，高速公路建設工程在設計前宜做高速公路沿線現場雷電環境評估。

五、高速公路建筑物直擊雷防護措施

1、監控中心大樓一般設置在高速公路的出入端或控制管理區域的中心位置。由于周圍地形比較空曠，樓層一般都在六層以上，高度超過20m且樓頂還安裝有各類通信天線、有的還架設有鐵塔，這些都是直擊雷的重要目標。由于樓內有大量實時運行的電子、微電子設備，又是整個機場的指揮高度中心，根據GB50057-94《建筑物防雷設計規范》的規定，可定為二類防雷建筑。按滾球法（滾球法半徑45m）設計避雷針。設計方法請參照《建筑物防雷設計規范》附錄四的要求，決定避雷針的數目、布局、高度，在設計時應考慮避雷針抗當地30年最大風的抗風強度，并留有一定余量。

2、為了減少避雷針的維護，防止酸雨對避雷針的腐蝕，應在監控中心大樓樓頂安裝不銹鋼避雷針，其高度和數量根據滾球法計算其保護范圍能覆蓋整幢中心大樓的天面和各類天線，使其能有效防止直接雷擊以保護大樓的樓頂和各類通信天線的安全。

3、在公路沿線安裝監控攝像頭的云臺桿頂、收費站廣場云臺桿頂以及LED指示牌頂各安裝一套不銹鋼避雷針，以保護云臺攝像頭等設備免遭直擊雷危害。

4、在高速公路收費站鋼架屋頂上和大型室外電子顯示屏頂端左右對稱各安裝一套不銹鋼避雷針，以保護收費站鋼架屋頂和電子顯示屏框架結構免遭直擊雷危害。

5、避雷針的引下線最好利用鋼結構柱做泄流線，條件不允許時，也可以單獨用25mm2以上的銅絞線穿鍍鋅鋼管屏蔽，并做絕緣處理，從避雷針尖直接以最短路徑入地，以減少泄流時的雷擊電磁脈沖輻射而損壞微電子設備和室外大型電子顯示屏編碼控制系統。

六、雷擊電磁脈沖（LEMP）的防護措施

雷擊電磁脈沖（LEMP）所產生的感應電動勢通過侵入通道疊加在線路信號上產生瞬間高電壓，擊毀各類用電設備和微電子芯片，因此在實施防雷工程時必須將感應雷擊作為重點，進行有效的防御。在設計綜合防雷時，應從以上通道進行重點防護，同時做好等電位連接和共用接地系統。

1、電源系統的防雷措施

在監控中心大樓的總配電盤上安裝一套雷電通流容量Iimp≥25kA（波形10/350μs）；響應時間Ta≤50ns的三相電涌保護器SPD1，型號為：REP-XEL385B25，作為一級保護。

在樓層分盤上安裝一套雷電通流量Imax≥40kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤25ns的三相電涌保護器SPD2，型號為：REP-D380M2，作為二級保護。

在UPS電源前安裝一套雷電通流容量Imax≥20kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤50ns的單相電涌保護器SPD3，型號為：REP-D216，作為三級保護。在UPS電源后或設備前安裝一套雷電通流容量Imax≥10kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤50ns的單相電涌保護器SPD4，型號為：REP-D220CK，作為四級精細保護。

在強雷區應設SPD1－SPD4。四級防護；在多雷區和高雷區可選擇SPD1、SPD2和SPD3三級作為電源系統防護選擇標準；在少雷區可選擇SPD1和SPD3二級作為電源系統防護選擇標準。

SPD連接導線應短而直，SPD連接導線不宜大于0.5m，當長度大于0.5m時應適當加粗線徑。當SPD1～SPD2的線距小于10m、SPD2～SPD3的線距小于5m、SPD3 ～SPD4的線距小于5m時，應在兩SPD間加裝退耦裝置。為防止SPD老化造成短路，要求SPD安裝線路上應有過流保護裝置，應選用有劣化顯示功能的SPD（如下圖）

在收費亭內的供電線路上各安裝一套雷電通流量Imax≥20kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤25ns的單相電涌保護器SPD，型號為：REP-D116，保護各亭收費計算機、票據打印機、收費指示板、指示燈、自動攔桿、車道控制器、語音提示系統、對講機等電源線路安全。

廣場攝像頭頭部低壓直流供電線路兩端各安裝一只通流容量In≥5kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤25ns的低壓電涌保護器SPD，以保護低壓直流供電線路安全，型號為：GVD-220VAC。

在公路沿線的云臺攝像頭供電線路配電盤輸出端各安裝一套雷電通流量Imax≤40kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤25ns的單相電涌保護器SPD1，型號為：REP-D220M2，作為一級保護。在直流整流供電設備前安裝一套雷電通流量Imax≥20kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤25ns的單相電涌保護器SPD2，型號為：REP-D220CK，作為二級保護。在攝像頭直流供電線路上安裝一只通流容量Imax≥5kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤25ns的低壓電涌保護器SPD3以保護攝像頭供電線路安全，型號為：GVD-220VAC。

在進、出高速公路兩端和中間的大型電子顯示屏電源線路配電盤上各安裝一套雷電通流量Imax≤40kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤25ns的單相電涌保護器SPD1，型號為：REP-D220M2，作為一級保護；在穩壓整流器設備前安裝一套雷電通流量Imax≥20kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤25ns的單相電涌保護器SPD2，型號為：REP-D220M3，作為二級保護；在未級設備供電處安裝防雷插座，通流容量Imax≥15kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤25ns的單相電涌保護器SPD3，型號為：REP-D220CK，作為三級電源保護。

2、視頻信號傳輸線路的防護措施

（1）在廣場攝像頭到控制中心和收費亭車道的監控攝像頭到控制中心的視頻傳輸電纜兩端應安裝視頻信號SPD各一只，型號為：REP-CCTV，以保護攝像頭。

（2）在公路沿線云臺的攝像頭上各安裝一只視頻信號電涌保護器，型號為：REP-CCTV，以保護攝像頭。

（3）在收費電腦視頻卡視頻輸入、輸出BNC端口安裝視頻信號SPD各1個，型號為：REP-CCTV，保護收費電腦。

3、收費系統信號線的防護措施

（1）在監控中心機房計算機網絡服務器至網絡交換機（HUB）間安裝一只計算機網絡信號SPD，型號為：REP-X06-RJ45E100，以保護服務器。

（2）在監控中心機房網絡交換機至收費亭的微機間的數據線兩端各安裝一只計算機網絡信號SPD，型號為：REP-X06-RJ45E100，以保護網絡交換機和收費亭微機網絡端口。

（3）在電子顯示屏的光、電端機編碼器之后至控制器兩端各安裝一只數據線SPD，型號為：REP-X04-ZX，以保護光、電端機、編碼器和控制器。

（4）收費亭與監控中心有線對講系統兩端各安裝音頻信號避雷器1個，通流容量5KA（波形8/20μs），型號為：REP－X04－AU。

（5）宜在程控電話和緊急電話傳輸線兩端安裝程控電話電涌保護器，其標稱導通電壓為Un≤1.5Uc ；雷電通流量Ia≥5kA（波形8/20μs）；響應時間Ta≤50ns 的程控電話SPD，型號為：REP-X02-ZX。

七、屏蔽措施

1、屏蔽是減少電磁干擾的基本措施，宜采取以下措施：外部屏蔽措施、線路敷設于合適的路徑、線路屏蔽，這些措施宜聯合使用。

為改善電磁環境，所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬部件都應等電位連接在一起，并與接地裝置相連。屋頂為金屬表面、立面金屬表面、混凝土內鋼筋和金屬門窗框架，都必須進行等電位連接后接地。

在需要保護的空間內，當采用屏蔽電纜時其屏蔽層至少在兩端并宜在雷電防護區交界處做等電位連接。當微電子設備系統要求只在一端做等電位連接時，可將屏蔽電纜穿金屬管引入，金屬管在一端做等電位連接。

建筑物之間的連接電纜應敷設在金屬管道內，這些金屬管道從一端到另一端應全線電氣貫通，并連到各建筑物的等電位連接帶上。電纜屏蔽層也應連到這些帶上。

2、實踐中建筑物或房間的大空間屏蔽是由金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋這些自然構件組成的。這些構件構成一個格柵形大空間屏蔽。穿入這類屏蔽的導電金屬物應就近與其做等電位連接后接地。

3、監控系統設備機房位置應選擇在LPZ最高級區和避免設在建筑物的頂三層內；當建筑物天面部分的避雷網格尺寸不符合系統抗干擾的要求時，應在天面加裝屏蔽層。使用非屏蔽電纜，入戶前應穿金屬管并埋入地中水平距離10m以上。如受條件限制無法穿金屬管埋地入戶，則應加長入戶屏蔽管或棧橋長度，金屬管或棧橋的兩端以及在雷電防護區交界處要做等電位連接和接地。

4、監控系統設備為金屬外殼時，應用最短的導線將其與等電位連接帶連接。如是非金屬外殼，當設備所在建筑物屏蔽未達到設備的電磁兼容性要求時，應加裝金屬網或其它屏蔽體對設備屏蔽，金屬網應與等電位連接帶進行等電位連接。

5、計算機、通信、監控機房的設備應與建筑物外墻保護1m左右距離。以防止大樓遭到直擊雷時沿外墻泄流入地的引下線周圍產生較強的電磁場而損壞微電子設備。

八、等電位連接與共用接地

1、等電位連接是現代防雷技術重要的防護措施之一。將進入監控中心大樓的各類管線的屏蔽層、機架等在進入大樓前進行等電位連接后接地。在進入設備前再進行二次等電位連接后接地。將廣場攝像頭輸出的同軸電纜的外層和其它管線外層在進入大樓前進行等電位連接后接地。

2、將分開的外導電裝置用等電位連接導體連接后接地，以減少系統設備所在的建筑物金屬構件與設備之間或設備與設備之間因雷擊產生的電位差。利用鋼筋混凝土結構的建筑物內所有金屬構件的多重連接建立一個三維的連接網絡是實現等電位連接的最佳選擇。為方便等電位連接施工，應在一些合適的地方預埋等電位連接預留件。

進入系統所在建筑物的各類水管、采暖和空調管道等金屬管道的金屬外層在進入建筑物處應做等電位連接，燃氣管道入戶后應在法蘭盤連接處插入一塊絕緣兩端用開關型SPD連接后戶內金屬管道可參加等電位連接，并與建筑物組合在一起的大尺寸金屬件連接在一起，按GB50054的要求做總等電位連接之后，接向總等電位連接帶，并可靠連通接地。

3、在建筑物入口處，即LPZ0B與LPZ1區交界進行總等電位連接后接地，在后續的雷電防護區交界處按總等電位連接的方法進行局部等電位連接，連接主休應包含系統設備本身（含外露可導電部分）、PE線、機柜、機架、電氣和電子設備的外殼、直流工作地、防靜電接地、金屬屏蔽線纜外層、管道、屏蔽槽、電涌保護器SPD的接地等均應以最短的距離就近與這個等電位連接帶直接連接。連接基本方法應采用網型（M）結構或星型（S）結構。網型結構的環行等電位連接帶應每隔5m經建筑物墻內鋼筋、金屬立面與接地系統連接。當采用S型等電位連接網絡時，系統的所有金屬組件除在接地基準點，即ERP處連接外，均應與共用接地系統的各組件有足夠的絕緣（大于10KV, 1.2/50μs）。

4、宜利用建筑物的基礎鋼筋地網作為共用接地系統。如建筑物沒有基礎鋼筋地網，宜在建筑物四周埋設人工垂直接地體和水平環型接地體。接地體的接地電阻不宜大于4Ω。原則上應在各雷電防護區界面處做等電位連接，但由于工藝要求或其它原因，被保護設備的安裝位置不會正好設在界面可能發生的電涌電壓時，電涌保護器安裝在被保護設備處，而線路的金屬保護層或屏蔽層宜首先在界面處做一次等電位連接接地。

5、埋于土壤中的人工垂直接地體宜采用角鋼、鋼管或圓鋼；埋于土壤中的人工水平接地體宜采用扁鋼或圓鋼。圓鋼直徑不應小于10mm扁鋼截面不應小100mm2,其厚度不應小于4mm；角鋼不應小于40 X 40 X 4mm；鋼管壁厚不應小于3.5mm。人工垂直接地體的長度宜為2.5m。人工垂直接地體間的距離及人工水平接地體間的距離宜為5m，當受條件限制時可適當減小。人工接地體在土壤中的埋設深度不應小于0.5m，在凍土區人工接地體應埋設在凍土層以下。接地體應遠離由于磚窯、煙道等高溫影響土壤電阻率升高的地方。

6、在高土壤電阻率地區，降低接地裝置接地電阻宜采用下列方法： A、采用多支線外引接地裝置，外引長度不應大于60m； B、為了有效降低接地電阻，可適當使用降阻劑； C、換土法。

7、在監控中心大樓周圍應做一環型閉合接地電阻小于4Ω的復式混合地網，澆灌長效降阻劑，以保證地阻常年穩定。此地網主要用于監控中心大樓和收費亭的安全保護接地。并與大樓并網作為共用接地系統。該地網引出極應用40 X 4mm鍍鋅扁鋼制作，用截面積大于50 mm2和BR銅線從引出極引出至各收費亭供接地專用。一根以最短路徑引入主機房接地母排上供機房接地專用。

在公路沿線云臺桿下面各做一個小于4Ω的聯合地網，每個地網做兩個引出極，極間距宜大于5m，一根引出極作為防直擊雷接地，一根引出極作設備安全接地用。每根地線穿1.5英寸鍍鋅鋼管屏蔽后，引到云臺桿頂和設備間供兩種接地用。各分散的地網通過電源系統的安全保護地連通全線達到等電位連接的目的。

十、運行維護

（1）避雷器安裝之后，應檢查所有接線是否正確安裝，然后運行測試，看系統和設備是否正常工作，有無異常情況，如有，應及時檢查，直至整個系統均正常運作。

（2）每年雷雨季節前應對接地系統進行檢查和維護。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，必要時應挖開地面抽查地下蔽部分銹蝕情況，如果發現問題應及時處理。

（3）接地網的接地電阻宜每年進行一次測量。

（4）每年雷雨季節前應對運行中的避雷器進行一次檢測，雷雨季節中要加強外觀巡視，如檢測發現異常應及時處理。

十一、竣工驗收

（1）防雷工程施工單位須按設計要求精心施工，工程建設管理部門應有專人負責監督。對于隱蔽工程應實行隨工驗收，重要部位應進行拍照和專用設備項記錄。

（2）設計資料和施工記錄應由相應的防雷主管部門妥善存檔備查。

十二、銷售服務及質量保證

（1）由本公司銷售的產品和施工的工程均由保險公司承擔產品質量和工程責任保險。

（2）工程中所使用的防雷器件，從工程驗收合格之日起一年內免費保修，超過保修期兩年內維修只收取工本費，終身負責維修。

（3）根據用戶需求，免費提供防雷知識或防雷技術講座；

（4）保修期內，若防雷系統出現故障，公司技術人員在接到通知后的24小時內趕到現場。