摄像机在雷电中仍需坚守阵地

 　　近年来，极端天气频发，其中雷电灾害正在成为仅次于洪涝、泥石流，名列第三的气象灾害。相关统计显示，中国每年因雷击造成的损失最高达100亿元。在雷击灾害中，建筑物、人、电子电气设备是最主要的受灾对象，所占比例在95%以上。据悉，吉林长春市已出台防雷减灾办法，针对不安装防雷装置的情况进行多达数万元的罚款；海南省也在逐步加大对防雷知识的科普宣传规模以及防雷设备安装与使用情况的检查力度。监控摄像机因其特殊的工作需要，常常独立存在于户外，遭直接雷击或受雷电感应的可能性相当大，一旦摄像机损坏，整个视频监控系统都将处于瘫痪状态。尤其以智能摄像机作为主要安防手段的重要场所，安防人力大为削减，可能就在摄像机被雷击的间隙造成预警与处置的不及时，酿成重大事故。内置了防雷设备的监控摄像机极大地增强了其在恶劣环境下的生存能力，在一定程度上减少了资源浪费，极大地提高了系统稳定性，在电力、监狱、银行、学校等安防重地能充分发挥效用。
 

　　防雷摄像机市场处于初级发展阶段

　　2011年深圳CPSE安博会上，1500家全球安防行业主流厂家携近七万精品惊艳全场，在视频监控领域高清风继续吹，而诸如防水、防雷等专业摄像机却十分鲜见，造成这种关注度不高的原因是多方面的。
 

　　不断寻求突破的清晰度。视频监控系统在图像采集、传输、存储三方面技术上有着永无止境的追求，特别是最近几年高清与网络成为视频监控领域最重要的两大主题。如今200万、300万像素的摄像机产品化已成规模，500万像素也已在今年的CPSE安博会展出，尽管有观点认为清晰度以“看得清”为标准，但是随着智能化、网络化、云存储等时代元素的融入，高清晰度已经逐渐成为基础硬件。所以解决好清晰度问题，从目前来看仍然是各监控摄像机厂商主要课题。

　　内置防雷技术难度大。所谓的防雷摄像机，是突出了监控摄像机的防雷特性的一种提法，即把普遍外接的防雷器内置于摄像机，是防雷行业与安防行业的结晶。防雷技术并非是监控摄像机厂商传统的涉足领域，术业有专攻，在体积小巧、器件精密的摄像机中增加防雷设计，且要达到甚至超过外接防雷器的效果，时间、技术、资金各方面压力甚大。

　　用户防雷需求不高。从对雷电灾害的统计分析中可获知，未按要求安装防雷装置、未对防雷装置进行检测、公众防雷安全意识淡薄是雷电瞬变成灾害的主要原因。尽管东南诸省是雷电天气高发区，但建筑物的防雷设施总让人有种安全的存在感，因此侥幸心理大行其道。其实，雷电直击并不是电子设备的终极噩梦，雷电感应造成的事故率比雷电直击大得多，因此，增强对雷电灾害的理性认识也是当务之急。

　　宣传少、营销不够主动积极。包括主流摄像机厂商在内的广大成品生产商对麾下的防雷摄像机并无主推的打算，任其淹没在摄像机的海洋中。防雷与红外、高清、智能只是存在着性能或应用上的区分，作为一种独立科技，防雷摄像机应该享受重点宣传的待遇，在此基础上积极地进行市场营销，要看到防雷摄像机在未来的监控摄像机市场中必占一席之地。

　　防雷摄像机市场的低迷是短暂的，且在未来会有如星星之火般的燎原之势。一方面，户外监控摄像机的销量占摄像机总销量的60%左右，这些需要直面雷电考验的摄像机必须要得到防雷保护，尽管户外摄像机常常使用避雷针接地的方式防雷，但带来超过80%事故率的“二次雷击”必须采用更为先进的防雷技术加以防范。另外，安装在室内的摄像机也要考虑雷电波的侵入造成电压差的问题，因此防雷摄像机是可以覆盖整个监控摄像机市场的。另一方面，闪电电压达数百万伏，瞬间电流可达数十万安培，其造成的破坏性后果严重：设备损坏；设备或元件寿命降低；传输或储存的信号数据（模拟或数字）受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作而暂时瘫痪整个系统。尤其在高端安防系统中，设备昂贵，一旦被雷击坏，将造成重大损失，所以，当今时代的防雷工作的重要性、迫切性、复杂性大大增加，雷电的防御已从直击雷防护延伸到系统防护，特别是在防雷观念上，我们必须重新站在时代的新高度来认识和研究现代防雷技术，提高人类对雷灾防御的综合能力。

　　笔者在就防雷摄像机专题的采访中发现，很多主流监控摄像机厂商纷纷表示自己的防雷摄像机并非专业。其实，正如前所述，防雷技术是门独立学科，是尖端科技，摄像机厂商在研发乃至宣传营销过程中一定是困难重重，但是只要决心迈进这个山门，眼前的山再高，也能找到办法攀登而上。通过初步调查了解，天地伟业、三辰、伊莱克、上海雷迅、动力盈科、黑鹰威视等厂商在防雷摄像机或监控系统防雷器方面较有建树。据了解，深圳市伊莱克科技有限公司目前有LEIK系列CCTV三合一、二合一防雷器 <http://www.ylkspd.com/product_view.php?id=18>、网路摄像机二合一防雷器，已成功应用于通讯、监狱、平安城市等领域。上海雷迅防雷技术有限公司早在2002年首发监控三合一防雷器（SV三合一）的集成式解决方案，主要是通过屏蔽、接地、分流、等电位等基本防雷原理进行设计，目前有监控系统电涌保护器、浪涌保护器，广泛应用在安防监控系统。三辰智雷系列远程红外摄像机带有二级防雷模块，广泛应用于监狱围墙、石油矿区、水利监控、学校广场等野外光线严重不足的场所。针对设备应用现场的实际情况，天地伟业设计的摄像机对外接口防护电路综合考虑，防雷接口的设计既满足现场接地良好的监控系统的要求又能满足接地不良系统对摄像机的浪涌防护要求。经过实际测试，天地伟业防雷摄像机可满足现场没有良好接地的情况下，防雷等级达到GB/T3482-2008中规定的电源线和信号线间雷击实验波形和严酷等级4级的要求。
 

　　合适的防雷技术方案提升摄像机防雷水平

　　监控摄像机因其工作的复杂性，引发雷电袭击的种类也是多样的，概括起来有四种：直接击中、雷电波侵入、感应雷击、过电压反击。直接击中是指雷电直接击中杆、柱以及安装在杆柱上的避雷针。这种是最少见的，但也是破坏性最强的，也称作直击雷。雷电波侵入是指雷电击中监控系统中的传输、供电线路或者这些线路的屏蔽覆盖物（包括供电电源线路、同轴电缆、传输光缆铠装等等），雷电沿着传输供电线路窜入监控系统造成破坏。这类型的雷击表现较直击雷发生的概率高了很多。目前城市的线路布线相对比较规范，因此雷电直接击中传输供电线路的机会也不是太多。另一种是监控系统周边1公里左右范围（范围视雷电大小）发生雷击，包括单纯在天上云对云的闪电，这样的大气放电行为会产生颇为巨大的瞬变电磁场，在这样的瞬变电磁场范围内，一切金属线路将会感应电磁场的变化产生感应电流，因此而带来的雷击表现，称之为感应雷击，即文章上述的“二次雷击”，也是最多见的情况。最后一种是常说的地电位反击，指的是监控系统周边设施乃至大地遭受雷击，雷击发生点大地电位被抬升很高，监控系统整体电位也被抬升，此时因监控系统本地和远端处于两个不同的大地电位上，系统内较为薄弱的环节将会被击穿，使得这些连接到远端的线路成为大地电流的泄放均衡的回路之一。

　　对此，完备的摄像机防雷方案应该是包括外部防雷与内部防雷两个方面的。外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等，其主要的功能是为了确保摄像机本体免受直击雷的侵袭，将可能击中摄像机的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等泄入大地。内部防雷系统是为保护摄像机或者监控系统内部的设备元件的安全而设置的。在需要保护设备的前段安装合适的避雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流阻拦在外，并使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄入大地，确保后接设备的安全。因此诸如应用在道路、广场等户外开阔场所的摄像机，除了必要的外部防雷措施外，先进的内部防雷设计更为重要，以防护高爆发率的感应雷击，这也正是防雷摄像机最为典型的应用。上海雷迅防雷技术有限公司作为防雷行业的领军企业，其推出的电(浪)涌保护器针对前端图像采集系统的防雷设计可见防雷摄像机现状甚至未来的一斑。屏蔽：将摄像头、光端机以及之间的传输线缆采用连接在一起的金属外壳包围起来，从而形成防雷分区的I区，通过金属的屏蔽电磁场作用降低最常见见感应雷的破坏性。接地：将上述屏蔽层以及防雷器（SPD）的接地等真正连接到大地，使得雷击时能量能够通过大地泄放。分流：通过安装SPD，使得本可能流经监控系统设备的雷电流流经SPD，像水库的泄洪渠一样，将高于系统能承受的额外能量通过SPD泄放到大地。等电位：所有系统中的设备通过SPD设计和线路连接方案设计，使得在雷击发生时都处于一个相同的高电位或者低电位。

　　防雷行业从事专业的监控防雷应用已经多年，但监控系统有其特殊性，摄像机防雷其实是一项系统工程，并且对于不同的用户应用场景，防雷器的选择便不同，技术参数也会不一样，因此适合的技术方案比高性能的防雷器更为重要。

　　结束语

　　综上所述，防雷摄像机的发展还处在起步阶段，甚至在行业或相关行业内部就“防雷摄像机”的称谓也未能达成共识，就防雷行业的上海雷迅看来，摄像机直接考虑做成防雷摄像机，效果并不好，因为他们在关注的是监控系统的安全和保障监控系统无缝隙工作，而非系统中某一台设备的安全。而同为防雷行业翘楚的伊莱克已在2004年把防雷器引进了摄像机，并在2011年的深圳CPSE安博会上大放异彩。由此，我们还应该看出，防雷摄像机是安防行业与防雷行业需要不断磨合的。两者需要在不断地交流与互助中，持续推动摄像机内置防雷技术的提高，既能减少对整个系统的后期维护、减轻系统的臃肿，也能发挥有效的防雷功效。另据了解，增加了防雷设计的摄像机在成本方面基本无额外的提高，相反，先进的防雷设计会大大降低摄像机以及系统后期维护的成本，可以说是一劳永逸。总之，防雷摄像机的发展之路“前途光明，道路曲折”。
 

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