平安东莞视频监控前端防雷接地技术

廖国华

【摘要】 平安东莞视频监控项目实施中前端防雷接地技术的应用，介绍雷电对视频监控的危害，阐述在东莞视频监控前端防雷接地技术应用和实际施工方式、设备选型、施工工艺。

【关键词】 平安东莞 防雷接地 技术应用 施工工艺

一、引言

“平安东莞”社会治安视频监控于2006年开始建设，对东莞市打击各类犯罪，维护社会稳定起到了关键作用。至2013年，6年的使用时间，系统老旧、图像清晰度不高等问题也逐渐暴漏出来。另外，由于高清技术的快速发展，公安部门对于更高清晰度图像的要求（图像分辨率达到1080P）以及需要更强的信息检索功能（车牌识别、人脸抓拍，后台识别），促使东莞进行“平安东莞”高清视频监控的改造和建设。

二、雷电对于视频监控前端的影响

雷电是夏季常见的自然现象，具有极大的破坏力，对生命、财产安全造成巨大的危害。东莞市地处广东沿海地区珠江三角洲，受海洋气象影响属亚热带季风气候，长夏无冬，季风明显，年平均有81天雷暴天气，属多雷地区。

雷电对电子设备的影响主要由三个方面造成：直击雷、感应雷和传导雷。（1）直击雷：带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。直击雷电压高、瞬间电流大，同时雷电通道的温度可高达6000～10000℃，对设备损坏严重。（2）感应雷：又叫二次雷，由雷电引起的静电感应和电磁感应的统称。发生雷击时，一定距离内的电力、电力和传输线路金属导体上产生感应浪涌，对设备造成损坏。（3）传导雷：雷电从远处击中电力或通信线路，然后沿传输线路侵入设备，造成破坏。雷电反击也属于传导雷，指接受直击雷的金属体（包括接闪器、接地线和接地体），导致接闪瞬间与大地存在高电压，电压通过接地系统入侵设备称为反击。

三、视频监控前端的防雷技术应用

1、接地

前端所有电气回路和设备与大地或与代替大地的导体之间的导电的连接。接地是防雷、避雷技术的最重要环节，不管是直击雷、感应雷，都将通过接地装置倒入大地。良好的接地可以起到如下作用：（1）提供设备与近处金属物体间的低阻抗连接，减少人身受电击危险；（2）给接地故障电流提供返回电源的低阻抗通路，使断路器动作；（3）给雷电感应电流提供低阻抗的对地泄放通路；（4）给电磁感应静电电荷提供对地泄放通路。

在视频监控前端和市电引入接电处，都要求做到良好接地。要求接地电阻不大于4Ω，土壤电阻率大于2000Ω·m时，接地电阻不大于20Ω。

2、直击雷的防护

（1）接闪器（即避雷针），在视频监控前端安装中，监控杆为L型八角或圆形金属杆，高度6-10米，横臂长2-6米（见图1：监控杆）。如安装独立的避雷针，根据滚球法计算避雷针长度大于杆体长，同时考虑监控点附近的高大建筑、路灯杆等，以监控杆为接闪器。（2）引下线，引下线是将接闪器接闪的雷电电流安全的倒入大地，视频监控前端利用金属监控杆和杆基础钢筋作为引下线（见图1：监控杆）。（3）接地体，在监控杆基础下安装2条镀锌角钢（50×50×5mm，长度2.5米）接地体，在市电引入接电处安装1条镀锌圆钢（Φ12mm，长度1.5米）接地体，起到散流作用。

3、感应雷及传导雷的防护

感应雷通过静电感应和电磁感应两种方式侵入导体，监控杆内有电源和信号线，设备箱内安装各种设备，保证杆体、设备箱外壳的良好接地可以有效的避免感应雷的危害。

感应雷和传导雷可以通过电力电缆、光缆外屏蔽层、光缆加强芯和网络电缆等信号线侵入设备，由电源侵入的危害更大。这就要求各类信号线及网络线尽量使用带屏蔽层电缆，设备端加装避雷器，电源安装避雷器同时可利用变压器隔离，避雷设备、电缆屏蔽层、光缆屏蔽层、光缆加强芯做到良好接地。同时，因为引入方向不同将光缆地线排与设备地线排分离，分别布放引下地线至基础接地端。

4、共用接地和等电位连接

不同性质的接地装置如金属杆、设备地排、光缆地排、交流电工作地全部接入到杆基础接地点，做到共用接地。同时把避雷设备、电缆屏蔽层、光缆屏蔽层、加强芯做到良好接地，使视频监控前端成为一个良好的等电位体，避免雷电反击的发生。同时，也可以在土壤电阻率高的地方放宽对接地电阻值的要求，降低工程成本。根据视频监控点位置一般选取在人行路等施工环境狭窄的位置，建议接地电阻放宽至不大于20Ω。

四、视频监控前端防雷施工工艺要求

1、接地极制作

监控杆基础下安装2条50×5镀锌角钢接地极（见图2：监控基础），长度为2.5米，角钢与基础地笼圆钢采用镀锌扁钢连接，连接工艺采用焊接，要求焊缝平整，无裂缝、气孔、夹渣等缺陷。圆钢与扁钢搭接为圆钢直径的6倍，双面施焊；扁钢与角钢焊接，紧贴角钢外侧两面，搭接宽度为扁钢宽度的2倍，不少于三面施焊。

接地电阻不合格处理：（1）基坑内换土或加入长效化学降阻剂；（2）位置开阔的地方，距离基础每隔5米打下一条角钢接地极，并与基础辅助接地扁铁有效连接；（3）无条件的地方可在基础侧埋设防腐接地模块、离子接地棒，并与基础辅助接地扁铁有效连接；（4）在基坑内或基础侧选用可以深入地下的铜包钢接地极。

2、视频采集设备安装

视频采集摄像球机外壳和枪击外壳、保护罩、支架与金属杆之间做到良好接触并用≥4mm2地线连接对应的避雷器接地端口（见图3：前端设备系统图）。

3、避雷器选择与安装

视频采集设备避雷器的选择技术参数可参见表1：

摄像球机和枪机安装在高处，避雷器就近安装，与设备间距离小于1米。球機避雷器安装在防雷箱内（见图1：监控杆），枪机避雷器安装在护罩内。

数字信号摄像球机和枪机可以选用‘以太网/电源二合一避雷器；模拟信号摄像球机可选用‘视频/485信号/电源三合一避雷器；模拟信号摄像枪机可选用‘视频/电源二合一避雷器，球机一般使用24VAC电源，枪机一般使用12VDC电源。避雷器布放≥4mm2地线至控制箱内设备地线排。

4、控制箱内设备地线安装

控制箱内安装2个独立的地线排：设备用和线路用（见图3：前端设备系统图），分别布放地线至基础上接地点处，地线规格要求≥25mm2，分别用铜线耳牢固连接。

控制箱内安装的防雷器和设备外壳全部要求安装地线连接至设备地线排，地线规格要求≥6mm2，分别用铜线耳牢固连接。

5、电源接入防雷

前端用电一般使用220V交流市电供电，工作地线就是保护地线，接入设备地线排，并在电源接入空气开关前端安装交流电源防雷器，在设备接入时使用防雷插排。电源避雷器和防雷插排地线连接至设备地线排，地线规格要求≥6mm2，用铜线耳牢固连接。电源避雷器和防雷插排选择技术参数可参见表2：

6、市电引入接入点防雷

市电引入接入点安装独立电箱，线路安装漏电保护开关，机箱接地，为方便维护可使用带重合闸功能的漏电保护开关。（见图4：市电引入接入点）

7、市电线路敷设

市电引入电力电缆采用埋地敷设的方式，要求全程套钢管，如条件不允许架空布放时，引上钢管、钢绞线、支架等金属构件要良好接地。如套PVC管布放电力电缆是跨越其他电力线、煤气管道等其他地下管线时，跨越处必须套钢管，钢管两端要良好接地。

电力电缆使用2芯线时，监控前端工作地就是保护地；使用3芯线时，地线连端接地。

8、信号传输线路敷设

前端杆体内信号传输线路采用有屏蔽层的电缆，屏蔽层两端接设备地排。远端传输信号使用光缆，光缆屏蔽层和加强芯连接至控制箱内独立的线路地排。

需要离开监控点至远端的信号电缆套钢管布放，如需套PVC管布放的要求布放钢管15米以上，钢管连接良好并两端接地。信号电缆也使用有屏蔽层的电缆，屏蔽层接线路地排。

五、结论

随着社会经济的发展，“平安东莞”还在持续不断的建设，在其建设和维护过程中，防雷接地问题也是需要面对的重点问题。本文是根据“平安东莞”视频监控实际工程设计、施工中的防雷接地要求所写，在其他地区还是要根据安装设备类型、现场施工环境、气候条件、资金条件，灵活的选择防雷接地的方法和工艺。