一、 前言

    雷电是一种壮观而又令人恐怖的自然天电现象。这不仅在于它能发出划破长空的闪光和震耳欲聋的雷鸣，更重要的是它会对人类的生活和生产活动造成巨大的影响。雷电威胁着人类的生命安全，常使建筑、电力、电子、通信和航空、航天等诸多部门遭受严重破坏。随着高新技术的迅猛发展，由雷击引起的灾害事故正呈现出上升的趋势。到目前为止，雷电作为一种强大自然力的爆发，尚无法有效地加以制止，人们力所能及的工作是设法限制雷击所造成的破坏作用，将雷击的危害减小到尽可能低的限度。长期以来，关于雷电防护的研究，一直是国内外电气与电磁兼容工作者共同关注的重要问题。

    近年来，由于高层建筑的不断兴建和信息处理技术的日益普及，各种先进的电子设备（含电视监控系统）正广泛地配备于各类建筑物中。这些电子设备普遍存在着绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点，一旦建筑物受到直接雷击或其附近区域发生雷击，雷电过电压、过电流和脉冲电磁场会通过供电线、通信线、接收天线、金属管道和空间辐射等途径侵入建筑物内，威胁室内电子设备的正常工作和安全运行。如果防护不当，这些雷害轻则使电子设备工作失灵，重则使电子设备永久性损坏，严重时还可能造成人员伤亡。因此，除高度重视现代建筑防雷设计外，对电视监控系统工程设计者来说，还必须重视本系统设备的雷电防护问题。

    随着电视监控技术的广泛应用，采取切实有效的防雷保护措施已是完整监控方案的一个重要部分。总结在各大厦、路桥收费站和监狱等有效防雷实践，根据iec-tc/81的完整防护体系，对雷电防护的环节分为以下几个方面：即分流（dividing）；传导（conduction）；均压(bonding)；接地（grounding）；屏蔽(shielding)。

    结合现代防雷技术，对于大中型电视监控系统，我们一般从电源线路保护、信号线路保护和完善接地等三方面采取措施。下面就从这三方面作一简介。

    二、电源系统防雷

    经过防雷分区后，电源线分为三级保护。

    1. 第一级电源防雷：作用是防止直接雷击和强的感应雷

    选择第一级电源防雷器，可以采用间隙放电类型的大容量避雷器，一般要求雷电通流容量大于60ka（10/350测试波形），具备阻燃特性，在变态器低压侧（配电框）的每一条l、n线对地并联安装，可采用广州隹锐公司代理的德国dehn的总电源避雷器dehnport，或一些性能较高的组合型避雷器箱，如威雷宝rainbow系列避雷器的rower-fr防雷箱。对于tn系统和tt系统，避雷器的配置和安装线路也有所区别。安装线路图如图1所示。

    2. 第二级电源防雷：作用是防护局部感应雷击和开关浪涌。

    对应于第一级防雷器，第二级电源防护的特点是响应速度快（达到25ns的器件级）和低的残压。经过第二级避雷器以后，线路感应雷电流部分反射和入地，残压应降低至1000v数量级，对监控中心机房或分布有监控器材的楼层，已经不具备大的破坏性。

    监控中心机房和各露天分散的监控点都属于第二级避雷重点防护的位置，应当确保其在雷雨季节的安全，选用单线模块型避雷器单元，可以根据线路情况灵活配置避雷器的型号、数量，使防雷效果和投资兼顾。常用的模块有德国dehn的dehnguard，威雷宝的power-ma型模块避雷器，电压保护级别在5ka （8/20测试波形）时一般不超过1.25kv ，且雷电通流量最大可达40ka。

    当第一级与第二级之间的线距较近时，应采取适当的退耦器件，以使各级避雷器的能量配合与响应速度等达到匹配。

    3. 第三级电源防雷：精细保护重要设备。

    当设备机房有需要精细保护的重要设备时，可以考虑为这些抗过压能力较弱的敏感电子设备增加第三级精细防护，可以进一步将可能到达设备端的尖峰电压衰减，同时滤除电噪声。此级可供选用的防雷器种类很多，典型的有dehn的dehnrail系列低压避雷器。有的质量较好的防雷专用插座也具备第三级的防雷效能，应视其测试参数和实际的高低压工艺性能灵活选用。

    总之，在电源输入端一定要加装电源避雷器，因为雷电冲击波能量很容易从供电线路侵入并损坏电源设备，甚至进而损坏整个设备或系统。对雷害事故分析也表明在雷害事故中约70-80%是从供电线路进入的。所以电源线路防雷是电子设备乃至整个系统防雷的最重要环节。

    三、信号系统防雷

    监控系统的低压信号分布较广，应当对不同的信号线路配置相应的避雷器，一般来说，大量的视频信号线路是防护的重点，而低电压的线路（如云台控制线、编解码器信号线、低压电源线路）一般内阻较低，应采用低压快速响应类型的氧化锌避雷器或半导体多路控制线路避雷器。这里主要介绍视频线路避雷器的使用。有g标志的是保护器的接地连接，应使其可接地，方可保证其防雷效果。

    视频设备避雷保护器

    型 号 - rb/bnc-videoa rb/bnc-videob rb/bnc-videoc rb/bnc-video/4/8/24 br/tv-rf rb/tv-f
    额定运行电压 ur 5v 5v 30v 30v
    最大持续运行电压（8/20） uc 8v 8v 65v-/~ 65v-/~
    最大持续运行电流 ic - 3a
    脉冲放电电流（8/20） ir l/sg:5kasg/pe:5ka l/sg:10kasg/pe:10ka l/sg:20kasg/pe:20ka l/sg:10kasg/pe:10ka     l/pe:10ka,sg/pe:10ka
    1kv/us 保护级 us ＜24v ＜80v
    最大功率传输 pm 5w 90w
    工作频率 fg ＜150mhz(-3 db,75ω) 47-1600mhz(-1.5 db,75ω)
    响应时间 ta ≤1ns ≤1ns
    最大分布电容 c ＜40pf ＜30pf
    插入阻抗 rin ≤2.2ω -
    插入损耗 as ≤0.5db(100mhz) ≤1.6db(500mhz)
    工作温度范围 υ -35℃…+80℃ -40℃…+90℃
    接口类型 bnc接头 rf f

    国内流行的视频避雷器大多都是采用粗细保护合二为一的类型。对于各种模拟信号摄像机来说，75ωbnc接头的避雷器是最安全方便的选择。暴露在户外的摄像机最容易遭受信号线路的感应雷击而导致损坏。安装于摄像机视频输出端口的bnc接口避雷器采用ps（10-12秒）级别响应速度的耐冲击器件，可以将端口的感应残余电压降低到几十伏，冲击波能量衰减至较低的水平。威雷宝的视频专用避雷器rb/bnc-video（见表1）体积小巧（60x26x26 mm），可灵活安装于防尘罩内，且在较高的工作频率下对信号影响极小。当应用于保护图像矩阵、分割器等多路信号集中的情况时，需要将多路避雷器组合使用，达到方便布线和真正有效防雷。

    rb/bnc--video4/8/24分别是4路、8路、24路视频信号避雷器，它是在rb/bnc--video6基础上，使多路信号保护整合而成，方便于多路信号集中的视频设备使用。

    在每个终端解码器与矩阵主机的连线上串连信号避雷器。特别使用室外终端解码器时，必须采用避雷器。在加装避雷器时每路要加装两个，一个接近主机，另一个接近解码器处。

    在使用室外摄像机时，在每个室外摄像机与矩阵主机的视频线上串接电视摄像头避雷器，在接近矩阵主机和接近摄像机的地方分别安装一只避雷器。对于多媒体计算机与控制键盘，考虑它们与主机的距离不太远可以不加装避雷器，但如果它们与主机的距离比较远，则应加装避雷器保护。

    提请安装注意的是：接地传导体必须与电器外壳地端连接，避雷器接地连接线（有g标志）在保证可接地时，应尽可能缩短其接线长度；信号保护接地与雷击引下线接地系统相互独立，则安装本产品无需改变原系统接地布置方式（一点接地）；有g标志的黑色引线与保护地可连接，然后将避雷器的“in”端与信号传输线连接，“out”端与需要保护的设备连接即可发挥其保护作用。

    公共天线系统及其设备接收都是室外感应雷电脉冲串入设备的主要途径。tv-f是公用天线系统干线型避雷器，带f接头和转接线；rb/tv-rf是家用型电视接收天线插座用，有rf接头和转接线，直接安装于电视机信号输入端即可。

    四、线路屏蔽和外部防雷接地系统：

    1. 从最佳防雷效果的角度来讲，所有信号线路最好能套金属线槽、线管，并将屏蔽线槽良好接地。

    2. 监控系统的整个布线范围应处于该系统所在位置避雷针的保护范围内。如果有较分散的摄像机可能受到直接雷击，应当首先对其防直接雷击系统进行改造完善后，再进一步对其实施防感应雷方案。

    3. 监控系统接地一般采用联合接地方式，即将各种地线（防雷地、交流工作地、避雷器保护地等）连接到同一地网上，以防止各种可能的地电位反击。当然，如果有条件设置专用保护接地，能进一步防止交流工频干扰，但一定要将专用接地和防雷接地之间设置间隙型共地连接器