隨著安防行業的迅猛發展，防雷行業參與安防監控系統防雷設計的機會越來越多。視頻監控系統越來越明顯地朝著集成化的方向發展，于是前端攝像機逐漸在被各種技術、功能模塊充實。目前前置的防雷器盡管沒有表現出比外接防雷設計更好的防雷效果，但是集成化趨勢必然讓防雷攝像機成為未來監控攝像機市場的一顆新星。

　　監控攝像機防雷背景

　　眾所周知，雷電具有極大的破壞性，其電壓高達數百萬伏，瞬間電流可高達數十萬安培。雷擊所造成的破壞性后果體現于下列三種層次：一是設備損壞，人員傷亡;二是設備或元器件壽命降低;三是傳輸或儲存的信號、數據(模擬或數字)受到干擾或丟失，甚至使電子設備產生誤動作而暫時癱瘓或整個系統停頓。隨著現代電子技術的不斷發展，大量精密電子設備的使用和聯網，傳統避雷針對這些電子設備的保護卻顯得無能為力。避雷針不能阻止感應雷擊過電壓、操作過電壓以及雷電波入侵過電壓，而這類過電壓卻是破壞大量電子設備的罪魁禍首。每年各種通訊控制系統或網絡因雷擊而受破壞的案例屢見不鮮。

　　監控系統的防雷保護比較復雜，首先需要明確監控系統遭受雷擊損害的主要原因以及雷電可能的侵入途徑，尤其是雷擊損壞較為嚴重的室外監控設備，在分析其損壞原因的基礎上，包括研究和探討信號、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等，方可以正確選擇和使用監控系統設備的防雷保護裝置。

　　視頻監控系統設備一般由以下三部分組成：前端部分，主要由黑白(彩色)攝像機、鏡頭、云臺、防護罩、支架等組成;傳輸部分，使用同軸電纜、電線、網絡雙絞線、光纖、無線網等，采取架空、地埋或沿墻敷設方式傳輸視頻、音頻或控制信號等;終端部分，主要由視頻分配器、矩陣、硬盤刻錄機、畫面分割器、監視器、控制設備等組成。

　　雷電對監控系統的危害，主要由以下四個方面造成：直擊雷、雷電波侵入、感應雷、地電位反擊。直擊雷：雷電直接擊在露天的攝像機上造成設備損壞;雷電直接擊在架空線纜上造成線纜熔斷。雷電波侵入：CCTV的電源線、信號傳輸或進入監控室的金屬管線到雷擊或被雷電感應時，雷電波沿這些金屬導線侵入設備，造成電位差使設備損壞。感應雷：在周圍1000公尺左右范圍內(有資料為 500公尺或 1500公尺，距離應隨著雷擊大小和屏蔽措施而變化)。發生雷擊時，LEMP 在上述有效范圍內，在所有的導體上產生足夠強度的感應浪涌。因此分布于建筑物內外的各種電力、信息線路將會感應雷電而對設備造成危害。地電位反擊：雷電擊中附近建筑物或附近其他物體、地面，導致地電壓升高，并在周圍形成巨大的跨步電壓。雷電可能通過接地系統或建筑物間的線路入侵建筑物內部設備形成地電位反擊。

　　監控系統設備通過各種傳輸線路作為內外連接，導致其自身遭受以上各種雷電危害的可能性大大增加，其中尤其是位于監控系統前端部分的監控攝像機往往首當其沖。并且由于監控攝像機往往處于室外,使其遭受雷電危害的幾率遠大于其他的監控設備。

　　尋找合理的防雷方案

　　監控攝像機必須連續不間斷，往往是7×24小時連續工作的，不能采用建議家庭電視在雷雨天氣下拔下電源和天線采用躲避防雷一樣進行防雷。因此，必須在監控攝像機正常工作情況對雷電實施防護，這是其中必要性的一個方面。監控系統往往安裝在人員不能輕易到達的場所，例如高速公路沿線、無人值守的野外機房等，或者雖然安裝在人員容易到達，但維護不太方便的場所，例如交通要道上，因此如何降低系統故障維護率將是一個重要的考慮因素。我們可以想象兩個場景來描述這個監控系統進行電涌保護的意義：一、高速公路上某個監控點無圖像了，維護人員需驅車30公里進行維護;二、某交通要道監控點，在上下班的高峰期突然沒有圖像了，工程人員需要在十字路口架起云梯進行維護。

　　目前，市場上出現部分防雷型攝像機，使攝像機本身具備防雷功能，這類防雷攝像機通常是在電路板上集成GDT(氣放管)或TVS(瞬態抑制二極管)等過電壓器件，起到雷電浪涌抑制作用。這和專業的防雷器SPD的作用相比還是有很大缺陷。

　　缺陷一：雷電浪涌往往是沿著攝像機的傳輸線路引入，進入攝像機的線路包含電源、同軸、信號、網絡等，由于線路板上的集成器件往往只針對部分線路進行防護，無法阻止雷電浪涌通過其他線路進入，從而損壞攝像機。

　　缺陷二： 單一的器件保護不符合防雷的多級保護、逐級限壓的要求，如單一TVS雖然能夠極快吸收雷電浪涌能量，但自身承受能力有限(只有幾百安)，面對幾kA、幾十kA的雷電浪涌電流，自身都很容易損壞，而單一的GDT器件雖然可承受的能量高，但反應速度慢、殘壓高，無法做到充分保護。

　　缺陷三：單一的過電壓器件在線路中缺乏安全保護器件配合，一旦過電壓器件性能降低或損壞，卻無法從線路中斷開，會導致持續發熱致燃燒損壞攝像機。

　　缺陷四： 過電壓器件集成在設備電路板上，一旦發生故障 ，就 需 要 更 換 攝 像 機 ，不 但 非 常 麻 煩 ，而 且 成 本 會 大 大 增 加 。

　　缺陷五：組合式過電壓器件受監控攝像機內部空間以及電路板設計限制，導致無法充分安裝，從而無法達到理想的保護狀態。而解決前端監控攝像機的防雷保護，最有效、最合理、風險最低的解決方案其實就是采用了安裝組合式監控防雷器(SPD)為主的集成式解決方案，通過接閃、屏蔽、接地、分流、等電位等防雷原理來設計，從而達到對監控攝像機的全方位保護。

　　接閃指的是在室外較高的攝像機金屬立桿上安裝避雷短針，利用金屬立桿本身或銅導線作為防直擊雷的引下線，并且在立桿下設置一組地網，地網的接地電阻宜小于4歐姆。

　　屏蔽指的是將攝像機、光端機等監控主設備以及之間的傳輸線纜采用連接在一起的金屬外殼包圍起來，從而形成防雷分區的I區，通過金屬的屏蔽電磁場作用降低感應雷的破壞性。

　　接地指的是將上述屏蔽層包括設備箱、設備外殼部分以及SPD的接地等真正連接到大地，使得雷擊時能量能夠通過大地泄放。

　　分流指的是通過安裝SPD，使得本可能流經監控系統設備的雷電流流經SPD，將高于系統能承受的額外能量通過SPD泄放到大地。

　　等電位指的是所有系統中的設備通過SPD設計和線路連接方案設計，使得在雷擊發生時都處于一個相同的高電位或者低電位。

　　值得注意的是現在市場上的SPD品質良莠不齊，如果選擇質量無法保障的產品，不但達不到上述效果，往往還會帶來傳輸干擾、線路短路、甚至故障燃燒等嚴重后果，因此建議選用大品牌且質量獲得國家認證的產品，比如ASP等。

　　結束語

　　防雷是一個系統工程，脫離整個系統的防雷設計，是不完善而且不安全的，如果選用單一產品來解決，很可能出現“頭痛醫頭，腳痛醫腳”的局面。只有采用多種方式結合的全方位保護模式，才能真正起到對攝像機的保護作用。