Молниезащита видеокамер

Особенности грозозащиты для систем видеонаблюдения

Руслан Коновалов Руслан Коновалов

Аппаратура видеонаблюдения, как и любая другая сложная электронная техника, очень чувствительна к внешним воздействиям. Разработчики и производители видеокамер прикладывают массу усилий для защиты своих продуктов от внешних факторов.

В зависимости от назначения, аппараты наружного видеонаблюдения должны нормально работать в широком диапазоне температур, быть защищены от дождя, снега и града, иметь надежную пылевлагозащиту. Однако ни один разработчик не может сконструировать аппарат, полностью защищенный от непосредственного попадания молнии или перенапряжения в электрической сети, вызванного грозовыми разрядами.

Внешняя аппаратура систем видеонаблюдения должна быть защищена от молний

Поэтому при создании систем видеоконтроля необходимо предпринять ряд мер для того, чтобы была обеспечена эффективная грозозащита для видеонаблюдения.

Важно! Только комплексный подход может обеспечить грозозащиту систем видеонаблюдения.

Три опасности для систем видеонаблюдения, возникающие во время грозы

Во время грозы три фактора могут нарушить работоспособность видеоаппаратуры:

  • непосредственное попадание молнии в камеры, несущие металлические тросы, металлические короба и лотки;
  • наведенные перенапряжения в сигнальных коаксиальных кабелях и витых парах;
  • импульсные перенапряжения в силовой сети, вызванные разрядами молнии.

Защита от прямого попадания молнии

Прямое попадание молнии предотвращается общей молниезащитой зданий, сооружений и территорий. Молниезащита обычно применяется на открытой местности, вдали от высоких зданий, высоковольтных линий электропередач и других возвышающихся объектов. Целесообразность монтажа защиты от прямого попадания молнии определяется на стадии проектирования.

Стержневой молниеприемник для защиты камер от молний

Молниезащита представляет собой систему стержневых металлических молниеприемников, устанавливаемых на опорах или крышах зданий. Молниеприемники с помощью токоотводов надежно соединяют с заземлителями. Расположение и количество стержней определяется проектом жилых зданий и производственных объектов.

Высоковольтные наводки в слаботочных кабелях во время грозы

Сила тока в грозовом разряде может достигать 500 000 ампер. Его продолжительность может составлять несколько секунд. Такой разряд порождает электромагнитный импульс большой мощности, который наводит в окружающих металлических предметах ЭДС.

Наводимая электродвижущая сила зависит от силы грозового разряда, его продолжительности, расстояния и физических размеров предмета. Во время грозы наведенные перенапряжения в сигнальных кабелях могут вывести из строя видеокамеры, коммутаторы и другую аппаратуру. Для защиты аппаратуры от наводок применяют ряд мер:

  • заземляют металлические несущие конструкции (мачты, тросы, лотки, короба);
  • заземляют защитные металлические и металлизированные оболочки проводов и кабелей;
  • на концах линий связи, вблизи видеорегистраторов, cctv камер, коммутаторов и другого оборудования обработки сигналов устанавливают устройства грозозащиты.

Схема заземления аппаратуры видеонаблюдения

Перенапряжения питающей сети

Во время грозы в воздушных и кабельных линиях электропередач могут наводиться большие импульсные перенапряжения. Перенапряжения возникают из-за непосредственного попадания молнии в линии электропередачи или вызываются токами растекания грозового разряда.

Высоковольтные импульсы могут передаваться на многие километры. Часто они наносят серьезный ущерб системам видеонаблюдения. Дело в том, что в современной аппаратуре давно отказались от понижающих трансформаторов и применяют импульсные блоки питания. Эти устройства критичны даже к кратковременным импульсам высокого напряжения.

В настоящее время основным видом защиты от перенапряжения силовых и сигнальных линий является установка УЗИП (устройств защиты от импульсных перенапряжений).

Обратите внимание! Статистика показывает, что до трети случаев выхода из строя электронной аппаратуры происходит во время грозы. Пренебрежение мерами грозозащиты, копеечная экономия на них может привести к потерям десятков и сотен тысяч рублей.

Грозозащита линий связи с помощью УЗИП

Существует распространенное заблуждение, что выполнять защиту сигнальных кабелей систем видеонаблюдения необходимо только в случае, если камеры или регистраторы находятся на улице. Это в корне не верно. Кабельные линии, проложенные внутри зданий, подвержены импульсным наводкам не меньше, чем кабели, проложенные снаружи. Поэтому осуществлять грозозащиту нужно всегда, особенно если сигнальные кабели имеют длину десятки или сотни метров.

Устройство защиты оборудования от грозовых разрядов на линиях передачи видео сигналов

Защиту от перенапряжения коаксиальных линий и витых пар осуществляют с помощью УЗИП (устройств защиты от перенапряжения). Часто эти устройства называют устройствами грозозащиты.

Конструкция устройств защиты от импульсных перенапряжений

УЗИП для коаксиала и витой пары выполняют одинаковые функции, но немного отличаются по конструкции. Рассмотрим принцип действия УЗИП для коаксиального кабеля.

Грозозащита для коаксиального кабеля

Характерный конструктив УЗИП представляет собой металлический корпус с двумя разъемами. В случае коаксиала это разъемы BNC (папа и мама). Внутри корпуса размещены два газовых разрядника, два резистора, конденсатор и двунаправленный (симметричный) стабилитрон. Они образуют две ступени ограничения напряжения.

Цепочка разрядников осуществляет «грубое» ограничение напряжения. Первый разрядник подключается между центральной жилой кабеля и корпусом устройства, второй разрядник «сбрасывает» напряжение с корпуса прибора на провод заземления. Полное ограничение импульсов высокого напряжения осуществляется цепочкой из резистора и стабилитрона. Безопасный, ограниченный сигнал подается со стабилитрона на подключаемое устройство.

Устройство защиты коаксиального кабеля от грозовых разрядов

Основные характеристики УЗИП

Выбор устройств защиты сигнальных цепей осуществляют исходя из их технических характеристик. Ниже приведены характеристики, на которые следует ориентироваться в первую очередь:

  • рабочее и максимальное напряжение;
  • номинальный ток;
  • волновое сопротивление (50/75 Ом);
  • номинальный ток разряда (кА);
  • вносимое затухание в полосе рабочих частот (дБ).

Подключение устройств защиты от импульсных перенапряжений к аппаратуре видеонаблюдения

Подключение УЗИП желательно производить на минимально возможном расстоянии от подключаемого оборудования. В случае наружной грозозащиты для видеокамер в монтажную коробку необходимо завести заземляющий проводник, соединенный с контуром заземления. Заземляющий проводник и провод заземления защитного устройства нужно соединить с помощью клеммника, СИЗ, пайки или сварки.

Схема подключения системы видеонаблюдения к устройству защиты от импульсных перенапряжений

В помещении, где должна размещаться аппаратура видеонаблюдения (коммутаторы, устройства записи и пр.), должна быть проложена сеть заземления. Ни в коем случае это не может быть провод PEN — нулевой провод сети с глухозаземленной нейтралью. Это должен быть полноценный провод заземления, соединенный с естественным или искусственным заземлителем. К этому проводу должна быть присоединена шина заземления, к которой, в свою очередь, присоединяют металлические корпуса защищаемого оборудования и заземляющие проводники УЗИП.

Часто задаваемый вопрос. Что делать, если вблизи видеокамеры или видеорегистратора нет сети заземления? Ответ: искать расположенные поблизости металлоконструкции, здания или сооружения, соединенные с землей, которые могут служить естественными заземлителями.

Однако следует помнить, что это не должны быть трубопроводы, по которым транспортируются жидкости или газы. Если камера будет питаться не по сигнальному проводу, а от другого источника, то к ней следует проложить три провода — фазу, ноль и провод защитного заземления. Последний можно использовать для заземления устройства грозозащиты.

Защита питающей сети от перенапряжения

Для защиты силовых сетей от импульсных перенапряжений промышленность выпускает однофазные и трехфазные УЗИП. Их устанавливают в вводно-распределительном устройстве здания и других распределительных щитах. В случае системы видеонаблюдения важно, чтобы ее защищали, как минимум, две ступени (два УЗИП) подключенных последовательно.

Следует знать! Силовые устройства защиты от перенапряжений имеют ограниченный ресурс и подлежат замене после нескольких срабатываний. Это связано с тем, что они выполнены по твердотельной технологии, и у ограничительных элементов при срабатывании ухудшаются характеристики. Для контроля состояния УЗИП у них на корпусе имеются специальные индикаторы.

Подводя итог, можно сказать, что комплексный подход к грозозащите систем видеонаблюдения позволяет избежать порчи дорогостоящего оборудования и обеспечит сохранность данных. Заземление аппаратуры и применение устройств защиты от импульсных перенапряжений надежно защитит видеокамеры, коммутаторы и устройства записи данных.

Похожие статьи
[block id="7"]
Добавить комментарий