Грозозащита и молниезащита для видеонаблюдения: когда необходима установка?

28.07.17

От надежности систем видеонаблюдения зависит безопасность промышленных предприятий, складов, офисов, частных коттеджей и множества других объектов. Что влияет на стабильность работы таких систем? Не в последнюю очередь — качество электроэнергии и электромагнитная обстановка в месте установки камер видеонаблюдения. Иными словами, для их бесперебойной эксплуатации нужны:

• внутренняя и внешняя системы молниезащиты;

Часто камеры видеонаблюдения устанавливаются на осветительные мачты. В таких случаях во внешней молниезащите системы видеонаблюдения зачастую нет необходимости. При этом обязательно нужна защита от вторичных воздействий удара молнии — система внутренней молниезащиты. Она включает в себя устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) для основных цепей питания и управления.

Кроме того, точному электронному оборудованию, которое отвечает за передачу и обработку видеосигнала, требуется качественное заземление. Запрос на его расчет, а также на подбор УЗИП для систем видеонаблюдения недавно поступил в Технический Центр ZANDZ. Рассмотрим, как эту задачу решили наши инженеры.

Исходные данные:

• однофазная цепь питания 220 В;
• удельное сопротивление грунта — 100 Ом*м (мощность почвы — 3 м);
• ограничений по площади нет;
• в комплект видеокамер входят УЗИП до 6 кВ для защиты по информационной линии.

Задачи по организации заземления и молниезащиты системы заземления:

• рассчитать заземляющее устройство сопротивлением не более 4 Ом;
• подобрать УЗИП для защиты основных цепей питания.

Решение:

• монтаж заземляющего устройства, состоящего из 50 м стальной омедненной полосы сечением 30х4 мм. Заглубление 0,7 метра;
• для защиты основной цепи питания от импульсных перенапряжений применяется УЗИП класса 1+2+3 LEUTRON PP BCD TN 25/50

Расчет сопротивления заземляющего устройства:

Расчетное сопротивление заземляющего устройства составляет 3,94 Ом
, что меньше требуемого сопротивления 4 Ом.

Конструкция заземляющего устройства для системы видеонаблюдения

Рисунок 1 – Расположение элементов заземления для видеонаблюдения.

Copper bonded steel tape with the cross-section 30×4 mm

Перечень необходимых материалов приведен в таблице 1.

Таблица 1 – Перечень потребности в материалах.

№	Рисунок	Артикул	Наименование	Количество, шт. .
1.		ZZ-005-064	ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм)	4
2.		ZZ-007-030	ZANDZ Лента гидроизоляционная	1
3.		GL-11075-50	GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 50 метров)	1
4.		LE-381-214	LEUTRON Ограничитель перенапряжений (УЗИП) PP BCD TN 25/50	1

В зависимости от конфигурации системы видеонаблюдения, особенностей ее монтажа и доступной площади под заземление, количество и состав элементов защиты может меняться. Чтобы узнать больше о заземлении и молниезащите систем видеонаблюдения, а также получить помощь в расчетах, обращайтесь в Технический Центр ZANDZ!

Читайте также:

15.07.2009

1
. Введение

В этом случае необходимы определенные меры защиты оборудования, связанные с подсоединением экранирующей оплётки радиокабелей типа РК-75 или RG. Сложность заключается в том, что экранирующая оплётка является элементом схемы передачи видеосигнала до контрольного монитора и любая наводка на «экран» может вызвать искажение изображения на экране, вплоть до выхода из строя регистрирующего оборудования.

2
. Классификация помех, приводящих к выходу из строя системы CCTV

Рассмотрим каждый тип помехи, приводящий к выходу из строя видеооборудования и определим основные источники помех.1. Радиопомехи.
Под данным типом будем понимать высокочастотные помехи. ВЧ – помехи представляют собой электромагнитное воздействие на линию связи от мощных близкорасположенных радио- и телепередатчиков, радаров и другого излучающего оборудования. Помехи проявляются в виде частых волн колебаний искажающих видеоизображение. Выход из строя аппаратуры наблюдается только в случае крайне близкого (десятки метров) расположения линии передачи видеосигнала или телеметрии от передающей антенны. По цепям передачи электропитания ВЧ – помеха, какого – либо воздействия приводящего к повреждению аппаратуры не оказывает.

2. Коммутационные импульсные помехи
. Основным источником возникновения коммутацион- ных импульсных помех являются переходные процессы при следующих операциях в электросети: — включение и отключение потребителей электроэнергии (электродвигатели, лампы накаливания и дневного света, компьютеры и др. аппаратура); — включение и отключение цепей с большой индуктивностью (трансформаторы, пускатели и т. д.); — аварийные короткие замыкания в сети низкого напряжения и их последующее отключение защитными устройствами; — аварийные короткие замыкания в сети высокого напряжения и их последующее отключение защитными устройствами; — включение и отключение электросварочных установок.

3. Перенапряжения и провалы напряжения в сети питания.
Причины возникновения перенапряжений в сетях электропитания обусловлены, прежде всего, низким качеством электросетей и невысокой культурой энергопотребления. Поэтому подчеркнем лишь наиболее типичные проблемы электроснабжения. Максимумы напряжения питающей сети, как правило, связаны с минимальной нагрузкой энергосистемы и наблюдаются в ночное время. Наибольшие колебания напряжения в электросети приходятся на начало и конец рабочего дня. Реально на промышленных объектах возможны периодические (день – ночь) колебания электросети 220 В от 160 В до 260 В с кратковременными повышениями до 300 В. Перенапряжения в электросети выводят из строя стандартные простые схемы защиты от импульсных помех (варисторы и т. д.), импульсные блоки электропитания. Отдельно можно выделить две распространенные монтажные ошибки, приводящие к перенапряжениям: — перекос фаз сети электропитания из-за перегрузки одной фазы потребителями электроэнергии; — перегрузка нейтрального провода электросети из-за меньшего сечения проводника у нейтрального проводника, чем у фазного проводника.

4. Помехи от разрядов молнии.
Разряды молнии индуцируют на линиях связи и линиях подачи электропитания высоковольтные импульсы напряжения. Разряд молнии характеризуется громадной разницей потенциалов до 108В, токами до106 А поэтому, при прямом или близком (десятки метров) разряде молнии речь может идти только о выходе электронного оборудования из строя, а не о помехах. Системы молниезащиты, включающие в свой состав молниеотводы и заземления, предназначены для защиты зданий и людей от поражения электрическим током, но не для защиты электронного оборудования и линий связи [4; 5]. Типичной ошибкой при монтаже видеооборудования «в полевых условиях» является установка видеокамеры на опоре молниеотвода или рядом с ним. В таком случае при прямом попадании молнии в молниеотвод все видеооборудование и линия связи будут полностью выведены из строя и не ремонтопригодны. О защите от разряда молнии можно говорить только в том случае, если расстояние от места разряда до линии связи видеооборудования составляет хотя бы сотни метров. Для центральных регионов России интенсивность воздействия грозы составляет приблизительно 50 часов в год, при этом молния воздействует в среднем 2 раза в год на 1 км2 местности. Для северных регионов России молния воздействует на 1 км2 местности 1 раз в год, для южных – до 5 раз в год. Поэтому, для средней полосы, на линиях связи или линиях электропитания следует ожидать опасные помехи в виде импульсов напряжения 10 кВ один раз в год и до 50 раз в год – импульсы около 1 кВ. Для южных районов с повышенной грозовой активностью частота появления опасных напряжений соответственно увеличивается в 5 раз.

5. Помехи от “блуждающих” токов заземления.
Любая система видеонаблюдения, даже простейшая, содержит передающее видеооборудование (видеокамеру), линию связи (коаксиальный кабель, витую пару), приемное видеооборудование (в простейшем случае монитор), а также источники питания передающего и приемного видеооборудования. Рассмотрим подробнее механизм воздействия высоковольтных импульсных помех на линии связи. Внешние электромагнитные импульсы приводят к образованию на протяженной линии связи разницы потенциалов. Значение разницы потенциалов зависит от напряженности внешнего электромагнитного поля, скорости его изменения, протяженности линии связи и может достигать, при определенных неблагоприятных условиях, десятков киловольт. Помеха на линии связи образуется относительно земли (синфазная помеха). Однако помеха может возникнуть и дифференциально на входах и выходах видеооборудования. Эта ситуация возникает в случае несимметричной линии связи (например: коаксиальный кабель).

На рис. 1 показаны пути протекания токов помехи при использовании в качестве лини связи неэкранированного кабеля. На рис. 2 показаны пути протекания токов помехи при использовании в качестве лини связи экранированного кабеля. Из рисунков видно, что в случае неэкранированного кабеля ЭДС помехи образуется на сигнальном проводнике и ток помехи, протекающий по нему замыкается на землю через приемное видеооборудование, создавая на его входных цепях опасное напряжение. В случае экранированных сигнальных цепей ЭДС помехи образуется на защитном экране, ток помехи протекает по экрану и не создает в сигнальных цепях приборов видеонаблюдения опасных напряжений. В центральном проводе возникает ЭДС помехи за счёт емкостной связи С пар между экраном и проводом. Экранирование с обязательным заземлением ослабляет помеху в среднем в 100 раз. При воздействии атмосферных разрядов (при ударе молнии в землю на расстоянии 1000 м от линии связи) на линию связи может наводиться опасное напряжение амплитудой свыше 10 кВ. В данном случае экранирование ослабит помеху до 100 В, что может привести аппаратуру к выходу из строя.

Рассмотрим простейший случай системы видеонаблюдения, содержащей видеокамеру, линию связи (коаксиальный кабель) и монитор. Структурная схема системы приведена на рис. 3:

Риc. 3.

3. Методы защиты аппаратуры CCTV от помех

Рассмотрим механизм образования опасных напряжения для видеооборудования при наличии паразитных контуров заземления. Эквивалентная схема системы приведена на рис.4.

Рис. 4

Пример:
Реальная линия 300 м кабеля RG 59 имеет сопротивление центральной жилы R 1
? 100 Ом. При Е=100 В значение Е вх.пр
. составит 30 В, а это уже напряжение которое выведет из строя входные цепи приемного видеооборудования, если они не защищены специальными средствами. Аналогичное напряжение будет воздействовать на выходные цепи передающей аппаратуры. Таким образом, рассмотренный случай показывает следующее: — на реальных объектах при наличии протяженных линий связи и в многоканальных системах видеонаблюдения образуется несколько точек заземления аппаратуры и соответственно, несколько паразитных контуров заземления; — разница потенциалов между двумя точками заземления может привести к неисправности монтируемого оборудования; — использование вместо специальной земляной шины нулевого провода электросети приводит к увеличению опасного напряжения между приемной и передающей аппаратурой; — видеокамеры и другое передающее оборудование с неизолированными от корпуса разъемами BNC должны быть надежно изолированы от шин заземления и нулевого провода электросети.

Определить наличие паразитных контуров заземления можно, измерив вольтметром напряжение между корпусом приемного оборудования и не подсоединенным кабельным разъемом линии связи. Наличие напряжения переменного тока говорит о том, что при подсоединении кабеля к приемной аппаратуре возникнет паразитный контур заземления, который, скорее всего, приведёт к неисправностям системы видеонаблюдения. Устранение данной ситуации возможно при грамотном монтаже системы видеонаблюдения, а именно обязательном заземлении всей системы в одной точке, лучше на приемной стороне системы. Если, по каким-либо причинам, это невозможно, то необходимо принимать специальные меры для защиты видеооборудования. Самым эффективным решением в данном случае является гальваническая развязка передающего и приемного видеооборудования (изолирующие трансформаторы, оптоэлектронные приборы развязки и т. п.). Приборы гальванической развязки включаются в разрыв кабельной линии связи и тем самым разрывают паразитный контур заземления (Рис.5)

Механизм образования опасных напряжений при передаче сигнала по витой паре, при наличии паразитных контуров заземления, точно такой же, что и при передаче сигнала по коаксиальному кабелю, с той лишь разницей, что в случае с коаксиальной передачей опасное напряжение формируется дифференциально, а в случае с витой парой синфазно (синхронно) по входным цепям. Эквивалентная схема для случая с витой парой приведена на рис.6.

Пример:
Реальная линия 1000 м витой пары ТПП Nх2х0,5 имеет электрическое сопротивление центральной жилы R 1 = R 2 =100 Ом. Значение Е вх.пр составит 27 В при напряжении помехи Е=100В. Таким образом, порядок опасного напряжения точно такой же, а воздействие синфазно для входных цепей оборудования передачи изображения по витой паре. Использование изолирующих трансформаторов так же решает в этом случае проблему паразитных контуров заземления. Мы рассмотрели случаи паразитного гальванического соединения приемного и передающего видеооборудования и способы устранения возможности возникновения опасных напряжений для устройств видеонаблюдения. Анализ отказов видеооборудования показывает, что основными “поражающими факторами” для аппаратуры являются разряды молнии, коммутационные импульсы помех и перенапряжения в сети питания. Например, для уличных видеокамер статистика отказов из-за помех следующая: — до 50 % отказов: повреждение или полное разрушение блоков питания видеокамер и цепей, связанных с линиями передачи видеосигнала или телеметрии в результате воздействия разрядов молнии и коммутационных импульсных помех. Типичными последствиями являются повреждение изоляции, выгорание проводников печатных плат, разрушение электрорадиоэлементов. — до 45 % отказов: повреждение блоков питания видеокамер в результате перенапряжений в сети питания. Как правило, чаще выходят из строя импульсные блоки электроппитания. Реже – линейные. Типичные неисправности – разрушение элементов из-за теплового пробоя. — остальные отказы являются следствием других причин, чаще всего связанных с недостаточной герметизацией кожуха видеокамер.

Необходимо определить на этапе проектирования системы возможно ли ее создание с заземлением в одной точке на приемной стороне аппаратуры видеонаблюдения, т.е. предусмотреть прокладку шин заземления. Если по каким-либо причинам этого сделать нельзя, то необходимо предусмотреть дополнительное оборудование, позволяющее гальванически развязать передающую и приемную части аппаратуры. Причем развязка должна быть по всем цепям, соединяющим аппаратуру: видео, телеметрия, электропитание и т. д. Цепи стекания заряда должны быть обязательно заземлены (а не занулены
), иначе эффективной грозозащиты не будет. Следует также учитывать, что аппаратура повреждается не только по цепям прохождения видеосигнала, пробой может произойти по цепям электропитания, телеметрии и т.д. Самым тщательным образом необходимо подходить к прокладке сигнальных линий связи между передающим и приемным видеооборудованием. Наличие общего экрана, заземленного с приемной стороны, резко снижает риск выхода аппаратуры из строя при воздействии на нее наводок различного физического происхождения. Особенно это важно при протяженности линии связи более 300 м, поскольку уровень возникающей помехи тем больше, чем длиннее линия связи. При построении системы приемного видеооборудования рекомендуем руководствоваться следующим принципом: дешевле заменить входной усилитель стоимостью 30 у.е., чем ремонтировать мультиплексор стоимостью 1000 у.е. Правильно спроектированная система видеонаблюдения (с учетом рекомендаций, которые изложены в настоящей стандарте), позволит достаточно эффективно защитить её от внешних факторов.

З
ащита систем видеонаблюдения от грозовых перенапряжений

Примеры выбора и установки устройств защиты от импульсных перенапряжений

I. Краткий анализ путей решения проблемы защиты от перенапряжений оборудования системы видеонаблюдения ПС 750 кВ.

Рассмотрим возможные пути решения защиты оборудования видеонаблюдения на примере реального объекта — подстанции ПС 750 кВ.

Для передачи видеосигнала на большие расстояния, конечно же, лучше использовать оптоволоконные кабели. Во-первых, это улучшит качество видеосигнала, во-вторых, позволит значительно снизить вероятность повреждения оборудования на приемной стороне (на посту видеонаблюдения). Возможно, конечно, применение симметричной пары, но это усложнит решение проблемы электромагнитной совместимости и защиты приемного оборудования от занесенных токов и перенапряжений. Коаксиальные кабели по известным всем причинам на больших расстояниях не используются.

Видеокамеры не рекомендуется устанавливать на порталах и осветительных мачтах (об этом говорилось в начале статьи). Но если заказчик настаивает на этом с точки зрения возможности лучшего обзора и качества «картинки», то он должен быть готов при этом держать в ЗИПе достаточное количество камер и менять их при выходе из строя после прямого удара молнии в перечисленные ранее элементы объекта. Следующим вопросом становится необходимость защиты связанного с такими камерами оборудования преобразования сигналов и исключения распространения волны перенапряжения по коммуникационным связям к удаленному оборудованию и другим камерам. Для защиты оборудования системы видеонаблюдения ПС 750 кВ от воздействия импульсных перенапряжений и токов, возникающих в элементах металлоконструкций и кабельных линиях при прямом или близком ударе молнии, предлагаются следующие решения.

Таблица 1

1. Технические решения по защите оборудования, установленного в шкафу.

В описанном выше конкретном случае видеокамеры были размещены на порталах, электропитание камер осуществлялось от сети переменного тока 220 В. Передача видеосигнала от точки установки камеры до шкафа проходила по коаксиальному кабелю, далее по оптоволоконной линии к пульту диспетчера. Соответственно, в каждом шкафу находился преобразователь видеосигнала с коаксиального кабеля в оптоволоконный, блок питания 12 В для работы преобразователя, термоэлемент (для подогрева шкафа) и устройства защиты от импульсных перенапряжений разных типов. Главной целью применения УЗИП была защита оборудования шкафа, линий, уходящих от него к диспетчерскому пульту, и непосредственно самого пульта от воздействия импульсных перенапряжений и заноса высокого потенциала при прямом ударе молнии в портал. Для защиты оборудования, установленного в шкафу, необходимо применить следующие защитные устройства.

Линия питания 220 В, видеокамеры и блока питания 220 В
. В шкафу в точке коммутации линии питания после автоматического выключателя по ходу энергии установить устройство SPC1-150. Данное устройство необходимо для защиты и уравнивания потенциалов в цепи 220 В блока питания 12 В, видеокамеры и защиты линии питания в сторону пульта диспетчера.

Выход 12 В источника электропитания преобразователя
. В шкафу на выходе 12 В источника электропитания установить устройство DTNVR 1/12/5A. Данное устройство позволит защитить от перенапряжений выходные цепи 12 В источника электропитания и входные цепи электропитания 12 В преобразователя от перенапряжений, возникающих при подаче потенциала земли во время удара молнии в портал и отекании ее тока на заземляющее устройство.

Коаксиальная линия от камеры видеонаблюдения к преобразователю
. Внутри шкафа, желательно ближе к защищаемому оборудованию (и при этом как можно ближе к заземляющей клемме шкафа), установить устройство Н 30. Данное устройство необходимо для уравнивания потенциалов между заземляющей шиной шкафа, экранной оболочкой кабеля и его центральной жилой на входе в преобразователь.

2. Технические решения по защите видеокамер.

Применение УЗИП для защиты видеокамер, установленных на порталах или других молниеприемниках, является недостаточной мерой при прямом ударе молнии. Воздействие сильного электромагнитного поля на электронные элементы и узлы видеокамеры может вызвать перенапряжение внутри ее схемы, что приведет к ее выходу из строя. В данной ситуации целесообразно определить устойчивость камеры к воздействию электромагнитных полей в соответствии с требованиями стандартов по ЭМС и путем расчетов определить точки в пространстве, где поля будут экранироваться или компенсировать друг друга. И соответственно, надо устанавливать видеокамеры в данных точках.

Для защиты видеокамер от наводок при удаленном ударе молнии необходимо применить следующие УЗИП.

Линия питания 220 В видеокамеры
. В распределительной коробке возле видеокамеры установить УЗИП III класса ZS-1I (с гибкими выводами) или более мощное УЗИП II класса SPU1-240 (для монтажа на DIN-рейку). Данное устройство необходимо для защиты входа 220 В видеокамеры от наводок при близких ударах молнии. Прямой удар молнии в портал (мачту) приведет к прогнозируемому выходу из строя данного защитного устройства, так как оно рассчитано на пропускание импульсных токов меньшей величины и формы 8/20 мкс. Коаксиальная линия от камеры видеонаблюдения к распределительной коробке. Внутри коробки установить устройство Н 30. При этом обязательно заземлить его заземляющий вывод. Данное устройство необходимо для уравнивания потенциалов между экранной оболочкой кабеля и его центральной жилой на входе в видеокамеру.

Выводы заземления защитных устройств и кожуха видеокамеры необходимо заземлить в одной точке, максимально приближенной к видеокамере. Щиток также необходимо разместить рядом с видеокамерой.

3. Технические решения по защите оборудования поста видеонаблюдения
.

В описанном выше варианте видеосигналы передавались от видеокамер к посту видеонаблюдения по оптоволоконным линиям, которые не подвержены воздействиям перенапряжений и в защите не нуждаются. В данном случае остается необходимость защиты оборудования поста только со стороны электропитающего ввода при помощи УЗИП типа SPC1-90 или SPC3-90, в зависимости от этого используется однофазный или трехфазный ввод.

II
. Защита системы видеонаблюдения частного дома (коттеджного поселка) в пригородной зоне.

Для обеспечения мер электробезопасности обслуживающего персонала и повышения эффективности работы устройств защиты желательно создать периметральный контур заземления, состоящий из нескольких локальных заземляющих устройств, соединенных кольцевым медным заземляющим проводником типа ПВ-1 сечением не менее 16 кв. мм (можно применить стальную полосу 4×40 мм). К данному проводнику необходимо подключить заземляющую шину защитного щитка каждой видео-камеры.

Заземление всех УЗИП выводить на защитное заземление домика. Схему электропитания домика охраны выполнить по типу TN-C-S. В качестве заземляющих устройств для домика охраны и периметра рекомендуется применить глубинные заземлители на основе омедненных стальных стержней диаметром 17,2 мм.

Литература:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.