吕建乐
雷电是年复一年的严重的自然灾害之一。在当今的电子化时代，日益繁忙庞杂的事务通过高速电脑、自动化设备以及通讯设备得以井然有条，而这些敏感电子设备的工作电压却在不断的降低，其数量和规模不断扩大，因而它们受到过电压特别是雷电袭击而遭到损害的可能性就大大增加，其后果可能使整个系统的运行中断，并造成难以估算的经济损失。雷电和浪涌电压成了电子时代的一大公害。因此防雷电避雷击已成为具有时代特点的一项迫切要求。
安全监控防盗报警系统工程在银行、交通、小区、库房、文物管理中迅速普及和应用。安全监控防盗报警系统因雷击破坏的事情时有发生，其后果可能使整个系统运行失灵，并造成难以估计的经济损失。本文就安全监控防盗报警系统工程的防雷电保护加以分析并提出保护方案。
为了对安全监控防盗报警系统工程采取有效的防雷电保护措施，保证系统正常可靠的运行，首先应对雷电有一个正确的认识。雷击的产生主要有以下两种形式，即直接雷击和间接雷击。
直接雷击：就是雷云之间或雷云与地面某一点（包括建筑物、构架、树木、动物等）的迅猛放电现象，它因电效应、热效应和机械力效应等造成对物体的损害和人员的伤亡。
感应雷电：就是雷云放电时，在附近的导体上（包括架空电缆、地埋电缆、钢轨、水管等）产生的雷电感应和电磁感应等现象。它因过电压、过电流易对微电子设备造成损害，伤害工作人员，使传输、储存的信号或数据（模拟或数字）受到干扰和丢失。
其次应明确安全监控防盗报警系统工程遭到雷击损害的主要原因以及雷电可能人侵的途径，尤其是雷击损害较为严重的室外设备。在分析其损坏原因的基础上正确选择和使用安全监控防盗报警系统工程的防雷保护装置以及研究和探讨信号、电源线路的敷设、屏蔽及接地线等，可以对提高安全监控防盗报警系统工程的抗雷电能力，优化系统的防雷水平起到很好的作用。
安全监控防盗报警系统工程的组成和雷击成因：
安全监控防盗报警系统工程的组成：一般由以下三部分组成1.前端部分：主要由摄像机（头）、云台、控制信号解码器、电源变压器、防护罩、支架、报警器的接收头和发射头等组成。
2.传输部分：使用同轴电缆、电线、多芯线采用架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频、控制信号和电源等。
3.终端部分：是指控制室内的设备，是核心部位，主要由供电电源、控制电脑、矩阵主机、电视墙等组成。
安全监控防盗报警系统工程的雷击成因：
1.直击雷：雷云直接击在露天的摄像机（头）或报警器发射头、接收头等前端设备上，造成设备的直接损害。雷云直接击在架空电缆上造成电缆熔断。还有就是直击雷电波通过沿传输部分设备（各类电线、信号传输线和进人监控室的金属管线）侵人终端设备，形成电位差，致使监控设备损坏。
2.雷电感应：当雷云直击避雷针时，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场，处在电磁场中的监控室终端设备和传输部分会感应出较大的电动势，这种现象就是电磁感应。当有带电的雷云出现时在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷，这种感应电荷在低压架空线路上可达100KV，信号线路上可达4060KV，这种现象就叫静电感应。电磁感应和静电感应总称感应雷，又叫二次雷。它对设备的损坏没有直击雷来的猛烈，但它要比直击雷发生的几率大的多。
安全监控防盗报警系统工程的综合防雷：
1.前端设备的防雷
我们知道，对于安全监控防盗报警系统工程的前端部分设备有室内安装和室外安装两种情况。室内安装的设备一般情况下由于建筑物有避雷带、避雷针等不会遭受到直击雷击，但必须考虑防止雷电过电压对室内前端设备的损坏，而室外的前端设备则必须同时考虑防止直击雷击。
前端设备如摄像机（头）和报警器探头应置于闪接器（避雷针或其他接闪导体或建筑物的避雷带）有效保护范围之内。当前端设备独立架设的时候，避雷针最好距前端设备（如摄像机、报警器探头）3~4米的距离，如有困难避雷针也可以架设在前端设备的支架上，引下线也可以直接利用金属杆本身或者可选用OlOcm的镀锌圆钢地网的接地电阻小于3fi。为防止电磁感应，沿杆引上的电源线和信号线应穿金属管屏蔽，并作等电位处理，前端设备的控制箱应安装在避雷针的有效范围之内，控制箱内的引入线应穿金属管屏蔽，并与箱体作等电位处理。
为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应该在设备前加装合适的避雷器，如在220v供电线的前端设备并联单相电源避雷器；对于视频信号线、云台控制线、云台电源线等应加装三合一（视频信号、控制信号、电源信号）避雷器或分别加装视频信号避雷器，控制信号避雷器，低压电源避雷器，以不同的情况选择不同的型号，如果直流电源传输距离大于25米的在前端还应并接低压直流避雷器（如FLD-12V)。在实际操作中有些进口型号的云台控制信号解码器的电压有可能低于12V，因此应选用启动电压较低避雷器(如FLD-5V)进行保护。
对于信号线传输距离长，耐压水平低，极易感应雷电流而损坏设备的，为了将雷电流从信号传输线导入地，选用的信号过电压保护器须响应快速。在设计信号传输线的保护时必须考虑信号的传输速率（310M)，信号电平(5V)，启动电压（7V)，以及雷电流通量（电缆线限制在最大5KV)等参数。室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于3(1，高土壤电阻率地区可放宽至小于8(1。
2.传输部分的防雷
安全监控防盗报警系统工程的传输线路主要是传输信号线和电源线、视频线，其终端的设备的电源线可以从解码器中引出，也可以从监视点附近的其他电源引出。而控制信号传输线和报警信号传输线、视频信号传输线一般选用屏蔽软线，架设或敷设在前端设备和终端设备之间。
GB50198-1994规定：传输部分的线路在城市、郊区、乡村敷设时，可采用直埋敷设的方法。当条件不允许时，可采用通讯管道或架空方式，此时，规定了传输线缆与其他线路并沟的最小间距和与其他线路共杆架设的最小垂直间距。电缆与其他线路共沟（隧道）的最小间距220V交流电缆0.5m，通讯电缆0.1m；电缆与其他线路共杆架设的最小垂直间距1-10kv电力线2.5m，lkv以下的电力线1.5m，通讯线0.6m。从防雷角度看直埋敷设方式的防雷效果最佳，架空线最容易遭到雷击，并且破坏性极大，波及范围最广。为了避免前端设备和终端设备的损坏，架空线传输时应在每一电杆上作接地处理架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地和等电位处理。中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接人合适的避雷器。
传输线埋地敷设并不能阻止雷击设备的发生大量的事实证明，雷击造成埋地线缆故障大约占总故障的30%左右，即使雷击比较远的地方，也仍然会有部分雷击电流进入电缆。所以，采用带屏蔽的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管等电位连接。由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应，对防止电磁干扰和电磁感应非常有效。如果电缆全程穿金属管有困难时，可在电缆进前端设备和终端设备前穿金属管埋地引人，但埋地长度不得小于15m，在两端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置作等电位处理。
3.终端部分的防雷（监控室防雷）
在安全监控防盗报警系统工程中中心控制室的防雷最为重要。应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电源电涌保护等方面进行。中心控制室所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网。其防直击雷措施应符合GB50057-1994中有关直击雷防护的要求，监控室尽可能不设在所在建筑物的顶层和顶二层。
进入中心控制室的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时，在人户处应加装避雷器，并将线缆金属外护层及自承钢索连接到接地装置上。中心控制室内应设置一等电位连接母线（或金属板）作为汇流排。该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起，防止危险地电位差。各种电涌保护器（避雷器）的接地应以最直和最短的距离与等电位连接目排进行电气连接。控制设备的摆放不能靠近窗户，主要控制中心电脑最好摆放在建筑物中心的房间，地面铺放铜板并作法拉第等电位连接。
由于有80%的雷击高电位是从电源线侵入的，为保证设备的安全，一般电源上应设置三级避雷保护，第一级应设在配电房，第二级应设在中心控制室的配电柜内，第三级设在设备进电前。在视频传输线、信号控制线和入侵报警信号线进入前端设备之前或进人控制台之前应加装相应的避雷保护器。
良好的接地是防雷中重要的一环，接地电阻越小过电压值越低。中心控制室采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于3ft，采用综合接地网时，其接地电阻不得大于111。选用适中的接地材料也很重要，原则上应尽量选用铜材，线径要粗，方便泄流，减低地电位反击电压。
雷电对安全监控防盗报警系统工程地损害途径是多方面地，本文主要对安全监控防盗报警系统工程遭受雷击损害地主要原因以及可能地侵入途径作了初步地分析，同时对安全监控防盗报警系统工程的防雷保护技术进行了相应的介绍。需要说明的是安全监控防盗报警系统工程的防雷保护由于设备的安装环境特殊，是一个比较复杂的问题，很多情况下都不能保证100%的设备不被雷击损坏。对安全监控防盗报警系统工程的防雷保护设计不仅取决于防雷装置的性能，更重要的是在施工之前就要考虑到安全监控防盗报警系统所处的地理环境，当地是不是雷击高发区，而设计合适地线缆布设方式、屏蔽及接地方式。有很多单位是在被雷击后才采取补救措施但由于线缆地布设方式、屏蔽以及接地方式已成定局而不能改变。总之，防雷保护地设计应综合考虑，才能获得良好地效果。
(吕建乐，法门寺博物馆工程师)
