隨著(zhù)治安監(jiān)控系統(tǒng)在各地的迅速開(kāi)展，用高科技技防手段保證人民安全已經(jīng)(jīng)越來(lái)越深入人們的生活，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性顯得尤為重要，一些不可亢力因素，如雷擊、感應(yīng)電、感應(yīng)雷破壞的可能性就大大增加了。其后果可能會(huì )使整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)運行失靈，并造成難以估計的經(jīng)(jīng)濟損失。監(jiān)控系統(tǒng)一般分為前端設(shè)備、傳輸部分和終端設(shè)備組成。其中尤為前端和傳輸部分遭受雷擊的可能性最大，因為前端器材一般都置于室外，很多地方架設(shè)都比較高，或坐落在空曠地帶，在一些廠(chǎng)礦等場(chǎng)合受到干擾的可能性也比較大，傳統(tǒng)線(xiàn)材傳輸受周邊環(huán)(huán)境影響較大，但由于現(xiàn)在很多工程都采用了光纖傳輸，傳輸線(xiàn)路和主控部分的設(shè)備一般不會(huì )受到雷擊的影響，但暴露在室外的前端設(shè)備如何采取有效的防雷措施對整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定尤為重要。

專(zhuān)業(yè)(yè)的保護器件供應(yīng)廠(chǎng)商東沃電子將著(zhù)重介紹光纖傳輸過(guò)程中前端視頻光端機的防雷保護，其防護方案也應(yīng)用到其它設(shè)備的防雷保護中。

在闡述數(shù)字光端機防雷保護之前，首先普及下雷擊的幾種方式：

1）直擊雷：雷電直接擊在室外放置的發(fā)(fā)射光端機或所連接的其它監(jiān)控設(shè)備上造成損毀；

2）雷電波侵入：連接室外光端機的金屬管線(xiàn)受到雷擊或被雷電感應(yīng)時(shí)，雷電波沿這些金屬導(dǎo)線(xiàn)侵入設(shè)備，造成電位差使光端機損壞；

3）雷電感應(yīng)：在雷電發(fā)(fā)生區(qū)域周?chē)a(chǎn)(chǎn)生的很強的瞬變電磁場(chǎng)。處在電磁場(chǎng)中的監(jiān)控設(shè)備和傳輸線(xiàn)路會(huì )感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢。這現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。當有帶電的雷云出現(xiàn)時(shí)，在雷云下面的建筑物和傳輸線(xiàn)路上都會(huì )感應(yīng)出與雷云相反的電荷。這種感應(yīng)電荷在低壓架空線(xiàn)路上可達100kv，信號線(xiàn)路上可40－60kv。這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)稱(chēng)為感應(yīng)雷，又叫二次雷。它對設(shè)備的損害沒(méi)有直擊雷來(lái)的猛然，但它要比直擊雷發(fā)(fā)生的機率大得多，這也是通過(guò)我們在光端機內(nèi)部增加防雷保護措施可以屏蔽的。

數(shù)字光端機（一般為發(fā)(fā)射端）及與之所連接的攝像機、解碼器等應(yīng)置于“接閃器”（避雷針或其它接閃導(dǎo)體）有效保護范圍之內(nèi)，通常是將這些設(shè)備的地線(xiàn)連接并同時(shí)連接到接閃器的一端。接閃器可使用導(dǎo)電性能優(yōu)(yōu)良的鐵、銅等金屬，可以架設(shè)在攝像機的支撐桿上，引下線(xiàn)應(yīng)連接導(dǎo)電性能優(yōu)(yōu)良的導(dǎo)體直接埋入地下（如選用Φ 8的鍍鋅圓鋼）。為防止電磁感應(yīng)，沿桿引上的視頻線(xiàn)、電源線(xiàn)和信號線(xiàn)應(yīng)穿金屬管屏蔽。這將是最有效的防雷接地措施，同時(shí)為防止雷電波沿線(xiàn)路侵入前端設(shè)備，可在設(shè)備前的每條線(xiàn)路上加裝合適的避雷器，如電源線(xiàn)（220V或DC12V）、視頻線(xiàn)、信號線(xiàn)和云臺控制線(xiàn)。這些防護措施在前端設(shè)備的施工過(guò)程中是必須的，尤其一些架設(shè)比較高、位置相對偏遠（周邊沒(méi)有較高建筑），周邊干擾源較多（如發(fā)(fā)電廠(chǎng)、鋼鐵廠(chǎng)等）的場(chǎng)合。做好這些保護之后，大部分產(chǎn)(chǎn)生感應(yīng)雷的情形將會(huì )被屏蔽，但仍有些情況，如周邊感應(yīng)磁場(chǎng)較大，感應(yīng)電較低但長(cháng)時(shí)間被加載到光端機上，長(cháng)時(shí)間工作造成接口損壞，或不具備接入良好地線(xiàn)的條件，那么光端機內(nèi)部的防雷保護電路就顯得尤為重要。

接下來(lái)闡述光端機最常用的三類(lèi)接口是如何實(shí)現(xiàn)防雷保護的：

1、通訊接口保護：

對于監(jiān)控工程通常是指485數(shù)據(jù)接口，485芯片要求的供電電壓較低，一般為5V左右，這也是所有光端機接口中最為脆弱的部分，尤其是發(fā)(fā)射端，在遇見(jiàn)電壓或電流波動(dòng)時(shí)，長(cháng)時(shí)間感應(yīng)電將會(huì )影響芯片的正常工作，造成接口損壞。光端機的通迅接口對于目前運用最為廣泛的RS485來(lái)講：采用三級保護措施。

第一級：雷電泄放——泄放雷電或者感應(yīng)雷能量，采用TVS管，當有上千伏乃至更高的電壓加載時(shí)，TVS管導(dǎo)通，阻抗變小，將瞬時(shí)產(chǎn)(chǎn)生的大電流沿地線(xiàn)泄放走，同時(shí)TVS管兩端電壓保持恒定，一般而言降致150V左右。

第二級：過(guò)流保護，使用壓敏電阻，保證電流沖擊小于1安培，如果電流超過(guò)1A，保護電路自動(dòng)斷開(kāi)，將內(nèi)部電路和接口隔離，電流恢復(fù)正常，電路自動(dòng)恢復(fù)。

第三級：和第一級泄放原理相同，將已經(jīng)(jīng)降到150V的電壓繼續(xù)降低到5-10V，給芯片工作提供正常的電壓范圍。

以上三級統(tǒng)稱(chēng)為接口自動(dòng)診斷恢復(fù)電路，經(jīng)(jīng)過(guò)模擬浪涌和突波電流實(shí)測，防雷等級達到1500W，有效保護485等通迅接口。

2、視頻保護電路：

目前的視頻保護采用橋式保護+TVS保護方式，當有大電壓加載時(shí)，阻抗自動(dòng)變小，將瞬時(shí)大電流快速泄放經(jīng)(jīng)過(guò)實(shí)測（模擬浪涌、突波電流測試），保護等級可以達到75V（視頻信號峰峰值只有2V）,能保護到視頻信號的30倍以上。經(jīng)(jīng)過(guò)過(guò)濾的標準視頻信號再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換電路，保證整個(gè)信號處理部分的安全。

3、電源保護：

電源保護采用兩級保護：

1）過(guò)壓保護：采用TVS方式保護，如果輸入電路板電壓超過(guò)正常電壓1.5倍，TVS隔斷電源回路，當電源恢復(fù)正常，TVS重新導(dǎo)通，恢復(fù)電路回路，確保電源部分工作正常。

2）過(guò)流保護：采用自恢復(fù)保險方式，如果輸入電流大于線(xiàn)路板正常工作電流值的2倍以上，自恢復(fù)保險將電源斷開(kāi)；電路正常，自恢復(fù)保險供電恢復(fù)電路。

經(jīng)(jīng)過(guò)模擬浪涌信號實(shí)測，多級防雷保護的效果非常明顯，除去直擊雷等一些極端情況，基本可屏蔽雷電（尤其是感應(yīng)電）的侵襲，尤其在一些條件簡(jiǎn)陋，安裝地點(diǎn)較為偏遠、無(wú)法接入良好地線(xiàn)的場(chǎng)所，當然，防雷保護是一項需要不斷完善的技術(shù)(shù)，不同工程現(xiàn)場(chǎng)的表象也不盡相同，保護等級還需持續(xù)提高，它將為保證監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定、安全發(fā)(fā)揮更重要作用。

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