雷電是最常見的自然現(xiàn)象之一，大自然在展示她的神奇多變的雷電現(xiàn)象的同時，卻又會對人們的生活帶來極大的影響，往往造成電氣設(shè)備損毀，甚至人員傷亡。幾個世紀以來，人類對雷擊破壞性的研究、探索和采取的預(yù)防措施，已經(jīng)有了一套比較成熟的理論。比如，目前已廣泛應(yīng)用的避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)等防雷設(shè)施，可以防止和減少雷電對建筑物、人身和居室造成傷害。但由于對防雷保護的認知水平和重視程度的不同，還是經(jīng)常會發(fā)生雷擊破壞電子電氣設(shè)備的情況。已有大量事實證明，在安裝了避雷裝置的建筑物內(nèi)，通訊設(shè)備、計算機、通訊網(wǎng)絡(luò)及微電子器件在發(fā)生雷擊時，卻仍然會遭受不同程度的損壞。而在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，部分前端攝像機安裝在戶外，并且為了達到更好的監(jiān)察效果，一般在旁邊無障礙物區(qū)域立桿高位安裝攝像機。這樣，攝像機就更容易受到雷擊損壞。

    為什么采取了防雷措施，仍會受到雷擊破壞呢？下面從雷電的原理進行分析一下。

雷電產(chǎn)生與雷擊破壞分類
雷電的產(chǎn)生
    雷電是自然界一種常見的放電現(xiàn)象。關(guān)于雷電的產(chǎn)生有多種解釋理論，通常被認為由于大氣中熱空氣上升，與高空冷空氣產(chǎn)生摩擦，從而形成了帶有正負電荷的小水滴。當(dāng)正負電荷累積達到一定的電荷值時，就會在帶有不同極性的云團之間、以及云團和大地之間形成強大的電場，從而產(chǎn)生云團對云團和云團對大地的放電過程，這就是通常所說的閃電和響雷。

雷擊破壞分類
    雷擊破壞最常見主要有兩種：直擊雷和感應(yīng)雷。

    （1）直擊雷：是指雷電直接擊在建筑物、動植物之上，因為電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械效應(yīng)等造成建筑物等的損壞以及人員的傷亡。一般防直擊雷是通過避雷裝置即接閃器（針、帶、網(wǎng)、線）、引下線構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。然而接閃器、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護建筑物本身免受直擊雷的損毀，而雷電仍然會以多種形式及途徑破壞電子設(shè)備。

    （2）感應(yīng)雷：是雷電在雷云之間或雷云對大地放電時，或直擊雷的雷電流通過接閃器、引下線和接地裝置向大地泄放電流時，會在周圍產(chǎn)生強大的電磁場，而使周圍的金屬導(dǎo)體因“電磁感應(yīng)”而帶上很高的電壓并通過與設(shè)備連接的傳輸線纜等侵入到設(shè)備，從而使電子設(shè)備遭受到損害。

    另一方面，雷擊入地點在瞬間會產(chǎn)生“地電位反擊”，當(dāng)雷電直接擊中具有避雷裝置的建筑物或設(shè)施時，接地網(wǎng)的地電位會在數(shù)微秒之內(nèi)被抬高到數(shù)萬或數(shù)十萬伏。高度破壞性的雷電流將從各種裝置的接地部分，流向供電系統(tǒng)及各種網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)，或者通過擊穿大地絕緣而流向另一設(shè)施的供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)，最終造成對電子設(shè)備的破壞或損害。

    感應(yīng)雷雖然沒有直擊雷猛烈，但其發(fā)生的機率比直擊雷高得多，一次雷閃擊可以在較大的范圍內(nèi)同時產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象，并且這種感應(yīng)高壓可以通過電力線、電話線等信號線纜傳輸?shù)胶苓h，至使雷害范圍擴大。

弱電系統(tǒng)防雷措施
多級分級（類）保護原則
    根據(jù)電氣、微電子設(shè)備的不同功能及不同受保護程序和所屬保護層確定防護要點作分類保護；根據(jù)雷電危害可能侵入的電氣路徑，實現(xiàn)對各系統(tǒng)從電源線到數(shù)據(jù)通信線等進行多級、多層次的保護。[nextpage]

外部無源保護
    在0級保護區(qū)即外部作無源保護，主要有避雷針（網(wǎng)、線、帶）和接地裝置（接地線、地極）。保護原理：當(dāng)雷云放電接近地面時，它使地面電場發(fā)生畸變。在避雷針（線）頂部，形成局間電場強度畸變，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針（線）放電，再通過接地引下線，接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免受雷擊。

內(nèi)部防護
    電源部分防護，雷電侵害主要是通過供電線路侵入。“電源防雷器”并接在電力線路上，可遏制瞬態(tài)過電壓和泄放浪涌電流。從總進線到用電設(shè)備端通常配置三級防護，經(jīng)過逐級限壓和放電，逐步消除雷電能量，保證用電設(shè)備的安全。過電壓保護按國家規(guī)范應(yīng)分三部分：建議在高壓變壓器后端到樓宇總配電盤間的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加避雷器，作為第一級保護；在樓宇總配電盤至樓層配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加裝避雷器，作為第二級保護；在所有重要的、精密的設(shè)備以及UPS的前端應(yīng)對地加裝避雷器，作為第三級保護。

    信號部分保護，對于各類信號系統(tǒng)，應(yīng)分為粗保護和精細保護。粗保護量級跟據(jù)所屬保護區(qū)的級別確定，精細保護要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來進行確定?！靶盘柗览灼鳌苯尤胄盘柧€路后，一方面要能切斷雷電進入設(shè)備的通路，同時要能迅速對地放電，另一方面要能確保在正常狀態(tài)下，通過防雷器的信號不受損害，使設(shè)備能正常工作。

按地處理
    在計算機房及各類弱電機房的建設(shè)中，一定要求有一個良好的接地系統(tǒng)，因所有防雷設(shè)備都需要通過接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地，從而保護設(shè)備和人身安全。如果機房接地系統(tǒng)做得不好，不但會引起設(shè)備故障，燒壞元器件，嚴重的還將危害工作人員的生命安全。另外還有防干擾的屏蔽問題及防靜電問題等都需要通過建立良好的接地系統(tǒng)來解決。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的防雷應(yīng)用
    在視頻監(jiān)控系統(tǒng)施工過程中，戶外前端設(shè)備需要采用防雷保護措施。不在建筑物直擊雷保護范圍內(nèi)的攝像機一般在立桿上方安裝避雷針來防護攝像機免遭直擊雷破壞，而對于感應(yīng)雷的破壞，有些工程安裝公司卻忽略了。前端攝像機一般通過同軸電纜或者光纜將信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，而傳輸系統(tǒng)是最容易受到感應(yīng)雷侵襲的。在同軸電纜傳輸?shù)南到y(tǒng)中，一般都在攝像機的電源、視頻信號和控制信號的輸出、輸入口安裝電源、信號防雷器。而在使用光端機傳輸?shù)南到y(tǒng)中，有人認為光纜不受感應(yīng)雷影響，為了節(jié)省成本，不安裝信號防雷器?？墒窃诠舛藱C與攝像機之間終究還是有一段電纜連接線，這段連接線同樣有被感應(yīng)雷破壞的可能。盡管目前許多廠商在快球上增加浪涌保護電路，但從實際設(shè)備損壞的情況統(tǒng)計來看，快球控制信號處理芯片被靜電擊壞的幾率較高。由于光端機內(nèi)部電路上基本不具備防雷功能，同樣也存在被靜電擊壞數(shù)據(jù)口的情況。 [nextpage]

傳統(tǒng)光端機配合快球傳輸系統(tǒng)的雷擊隱患
    傳統(tǒng)快球或PTZ攝像機在長距離傳輸時，與光端機組成的結(jié)構(gòu)。

    傳統(tǒng)光端機和快球配合方式中，光端機與快球之間的視頻線和控制線很容易受到感應(yīng)雷的破壞。傳統(tǒng)方式中，除了在設(shè)備附件加裝接閃器和做好接地處理來防止直擊雷的破壞，還需要在控制信號線的起始端和結(jié)束端加裝信號防雷器，視頻線起始端和結(jié)束端加裝視頻防雷器；并且在攝像機和光端機的電源輸入端也加上電源防雷器件，否則攝像機和光端機的電源輸入電路也很容易感受到感應(yīng)雷擊的破壞。加裝電源及信號防雷器等增加了工程成本，有些工程商為節(jié)約成本省去防雷器件，將造成雷擊隱患，給整個系統(tǒng)帶來很大的不安全性，往往造成設(shè)備的損壞和系統(tǒng)的癱瘓，給安全防范帶來不可估量的損失。

內(nèi)置光端機快球可有效防雷
    目前已有廠家推出內(nèi)置光端機的一體化快球產(chǎn)品（如INFINOVA的V1700F系列），采用光端機與快球一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，光端機模塊與快球之間無線纜連接，在快球外部僅有一根光纖和一根經(jīng)變壓器隔離輸入的電源線，這樣可以避免傳統(tǒng)分體式光端機與快球之間因為有各類連接線（如視頻線、控制線、電源線等）而引發(fā)的感應(yīng)雷的侵擾，也減少了施工中繁瑣的接線工作，并避免了因接線產(chǎn)生的故障隱患，使得安裝過程更方便快捷。內(nèi)置式光端機一體化快球連接。

    若采用傳統(tǒng)分體式結(jié)構(gòu)還需要將光端機固定在快球外圍附近，這樣也增加了被雷擊或感應(yīng)雷破壞的可能性，而內(nèi)置式光端機的一體化快球則可以有效地防止雷擊破壞的發(fā)生。

    另外，內(nèi)置光端機的一體化快球不需要為光端機獨立供電和安裝保護箱，整體性強安裝更美觀，并可以降低光端機被人為惡意破壞或者被盜的可能性，在城市交通監(jiān)控和高速公路監(jiān)控中更受業(yè)主和工程商的歡迎。