摄像机环境及雷击试验要求及应对

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1、摄像机环境及雷击试验要求及应对By:李军华 2010-12-28 邓总要求我们的摄像机要满足以下的指标：环境温度 -45-+60 湿度 95%风冷，加热装置自动开启与关闭如何考虑冲氮的结构和材料防雷 4000v 目前查到有对应2 个标准：ANSI/VITA 47-2005 和 GB17626.5一ANSI/VITA 47-2005 标准编号ANSI/VITA 47-2005 标准名称插入件的环境、设计、建造、安全和质量标准英 文 名 称Environments, Design and Construction, Safety, and Quality for Plug-In Units Sta

2、ndard 代 替 号采用标准归口单位起草单位ANSI 分 类 号M30 国际分类号35.180 发布日期2005 实施日期内容介绍插入件 ;安全 ;设计 ;建筑 ;环境 ;插头 ;质量二 GB17626.5 GB17626.5标准-IEC61000-4-5标准-浪涌（冲击）抗扰度试验标准试验等级 等级开路试验电压（ 10% ）， KV 1 0.5 2 1.0 3 2.0 4 4.0 X 特定 注：X是一个开放等级，可以在产品要求中加以规定三雷电应对办法名词：第一级保护primary protection 防止大部分能量超越指定界面传播的措施第二级保护secondary protection

3、抑制从第一级保护让通过的能量的措施我们根据监控设备的自身条件来制定雷电防护措施，首先安装在室外的摄像机要有一定的抗雷击机浪涌的能力，摄像机要通过GB17626.5 中等级 4 的测试；其次，在进行工程安装时，要加装专业防雷设备，以便对摄像机进行非常严密的保护。A 摄像机的保护器件及电路为了能通过4 级测试，摄像机的电路里要加入防雷器件，常用的有陶瓷放电管和TVS管DC电路D6 陶瓷气体放电管？D5 是 tvs ？以太网口U4H11021 2 36 8 716 15 1411 9 104 512 13TD+ TDC TD-RD+ RD- RDCTX+ CMT TX-RX+ RX- RXCN1 N

4、2N3 N4TX-R275 1% C70.1uF 25VR175 1% TX+H1102NLU5SLVU2.8-41 2 3 45678IN1 IN2 IN3 IN4O4O3O2O1RX+R475 1% SHIELDRTCTV1.8VC30.01uF 100VC50.01uF 100VU3 B3D090L123IN1GNDIN2J1RJ458765432191087RX- 654RX+ 3TX- 2TX+ 1SP1SP2U2 B3D090L123IN1GNDIN2R375 1% C60.1uF 25VU1 B3D090L123IN1GNDIN2C40.01uF 100VRX-C10.01uF

5、100V C21000pF/2KV/X7RL1330 12U1,U2,U3 是陶瓷气体放电管，U5 是 TVS L5100uH 12DC_16VSHIELDD5SMBJ15CAJ11JACK DIP DC POWER213DC-16V IND6BF071M以太网口新方案：D1，D2(BV03C);D3，D4(BS4200N-C); 体积小，R10R849.9D2BV03C 12RJ45_1RXNC350.1uFRXPC360.1uFTXND3 BS4200N-C12LINK/ACTIP-RESET2C2 0.1uFTX-R2330GIO372C340.1uFJ2CONN PCB 41234 R

6、449.9R575VCC3.3VDRJ45_3TX+RJ45_6R749.9 D4 BS4200N-C12RJ45_2 RX+T1M3066ANL1 2 3 4 5 6 7 8911101213151416POP CTI PON NC1 NC2 PIP CR1 PINRX-RX+CR2NC4NC3CT2TX-TX+J1CONN PCB 6123456R675C30.1uFGIO462VCC3.3VDC370.1uFD1BV03C 12R349.9TXPRX-C4 100nF/2KVC5 0.1uFC1 0.1uFRS485 这里的原件都是特殊的，参考数据资料这部分电路要靠近插座，次序按原理图的

7、整理。R10310R/1W保护电路RX485-D20BS0060M12U29BA201N SMD_1X3_51 2C390.1UFSHIELDRX485+D18BS0060M12D19BS0060M12RRX485-R10410R/1WRRX485+C400.1UFU14B3D090L1 2 3IN1 GND IN2U29,u14 都是陶瓷气体放电管，对信号线上的雷电浪涌共模和差摸抑制R103，R104 是功率电阻，起去耦的作用，保护后面的TVS管。由于TVS管的响应时间比陶瓷气体放电管短，如果前面不加去耦的话，TVS会先于陶瓷气体放电管动作，雷电及浪涌的大能量一通过就会导致TVS失效。D18

8、，D19，D20 就是 TVS管了，实现对共模和差摸抑制。目前我们的防雷保护器件，用的大部分是槟城电子 的，B工程安装图示及说明图片说明：这张图是室外带立杆摄像机防雷与接地系统图，一般情况下室内摄像机是不用加装防雷设备的，室外摄像机一般安装在一根定做的立杆上（相当于路灯立杆），这样的话很容易受到雷击，需要进行防雷保护。通常的做法是加装防雷器，固定摄像机加装视频防雷器和电源防雷器，带云台摄像机和高速球型摄像机加装视频防雷器、电源防雷器和数据防雷器，所有的防雷器安装在一个防雷器箱内（防水防尘），然后通过 16 平方毫米或者25 平方毫米的接地线连接到接地体上，这个接地体是必不可少的，要不然装了防雷

9、器也没有用，对接地体的要求电阻要小于4 欧姆。通常国内很多工程为了省钱采用三角铁当作接地体，很不科学，也打不到要求，必须采用专业的接地体或接地棒。图片说明：这张图是带云台摄像机防雷与接地系统图，带云台摄像机传输线缆一般有三中：视频线（同轴电缆）、电源线和控制线，故需要三种类型的防雷器进行保护，视频线采用视频防雷器、电源线采用电源防雷器、控制线采用数据防雷器，所有的防雷器就近放置于摄像机的旁边安装在一个防雷器箱内，然后通过16 平方毫米或者 25 平方毫米的接地线连接到接地体上， 这个接地体是必不可少的，要不然装了防雷器也没有用，对接地体的要求电阻要小于4 欧姆。通常国内很多工程为了省钱采用三角

10、铁当作接地体，很不科学，也打不到要求，必须采用专业的接地体或接地棒。有的网友回问， 如果距离过远采用光端机后需不需要加装防雷器，这个问题要根据实际情况决定，如果光端机就近安装于摄像机旁，一般来说不用考虑防雷设备，但是如果距离稍远超过50 米 （参考值），则建议安装防雷器，要不然会将光端机烧坏。另外需要说明的是国内很多厂家生产的三合一防雷器，价格便宜，质量也比较可靠，推荐大家采用。图片说明：这张图闭路电视监控系统过电压防雷保护系统图，对整个闭路电视监控系统的前端、后端和控制部分如何加装防雷设备给予了说明。一般来说前端摄像机需要安装的防雷设备包括：视频防雷器、电源防雷器、数据防雷器（云台和高速球使

11、用）、接地线缆和接地体；后端设备防雷包括：视频防雷器、电源防雷器、数据防雷器、浪涌防雷器、等电位电网、接地体等。附录 A 电子产品的雷击浪涌防护标准及测试（IEC61000-4-5 ）1引言 经过长期对雷击的三种主要形式：直雷击、传导雷和感应雷等深入研究，人 们建立了雷电感应和高压反击的理论，弄清了高压雷电波在金属导线上的传输规 律。在此基础上，人们发明了间隙串联熔断器的避雷器、无间隙氧化锌避雷器、 瞬态过电压浪涌抑制器（TVS ）。这些技术在电力和其他金属传输线上的综合应 用，有效地防止了传导雷击对人和环境的灾害性破坏。2 （雷击）浪涌的机理及综合防护 虽然我们已经对直击雷和传导雷的灾害性破

12、坏已经有较好的防护措施，但间 接雷（如云层内、云层间的雷击，或临近物体遭到的雷击）仍然可以在户外架空 线上感应出浪涌电压和电流。此外，在电站或开关站中，大型开关切换瞬间，也 会在供电线路上感应出大的浪涌电压和电流。这两种浪涌的共同特点是能量特别 大（用能量作比较，静电放电为皮焦耳级，快速脉冲群为毫焦耳级，雷击浪涌则 为几百焦耳级，是前两种干扰能量的几百万倍），但波形较缓（微秒级，而静电 与快速脉冲群是纳秒级，甚至是亚纳秒级），重复频率低。电磁兼容领域所指的 浪涌一般来源于开关瞬态和雷击瞬态。 2.1 开关瞬态 系统开关瞬态与以下内容有关： 主电源系统切换骚扰， 例如电容器组的切换； 配电系统内

13、在仪器附近的轻微开关动作或者负荷变化；与开关装置有关的谐振电 路，如晶闸管；各种系统故障，例如设备组接地系统的短路和电弧故障。2.2 雷击瞬态 雷电产生浪涌 （冲击）电压的主要来源如下： 直接雷击于外部电路 （户外）， 注入的大电流流过接地电阻或外部电路阻抗而产生浪涌电压；在建筑物内， 外导 体上产生感应电压和电流的间接雷击；附近直接对地放电的雷电入地电流耦合到 设备组接地系统的公共接地路径。若有雷击保护装置， 当保护装置动作时， 电压 和电流可能发生迅速变化，并耦合到内部电路，依然会产生瞬态冲击。 因此，电子设备的浪涌 （冲击）防护已经成为电子产品设计者必须面对并解 决的问题。 相关的浪涌防

14、护标准及其测试为电子产品的浪涌（冲击）防护设计的 符合性判定提供了依据和手段。 2.3 （雷击）浪涌的综合防护 为了有效保证人员、环境和设备免遭（雷击）浪涌的危害，需要一套系统全 面的综合性防护体系。 在进行防护系统设计时， 应根据雷电损害发生几率和保护对象对雷电的敏感 程度划分保护区域， 并确定出相应的雷电防护等级和相应的防护措施，构成一个 立体纵深（雷击）浪涌防护体系。 针对各分区的特点，采取的防护措施有： （1）在建筑物或系统外部高处利用雷电接闪器（避雷针、避雷带等）及其系统防 止直击雷的侵害。 （2）在进入建筑或系统传输导体上安装泻流装置，分流雷电能量，防止传导雷击。 （3）采用对建筑

15、或系统设备接地的等电位连接的方法防止直击雷通过接地反击。 （4）在建筑或设备内部采用多层次的电磁屏蔽来降低或限制感应雷击过电压的产 生。这些屏蔽包括建筑物屏蔽、 电子系统设备机房内屏蔽、 设备外壳屏蔽和信号 管线屏蔽等。 （5）在外部电源或信号进入建筑或系统的传输通道采用过电压/ 过流保护器防止其 危害保护对象， 即在电源回路、 信号接口等回路安装过电压保护器（如过电压限 制器或浪涌吸收器等） ，经限制器将已经产生的过电压钳位于限制值以下，保证 系统设备或元器件免于异常动作或损坏。过电压保护器的设置或选择应按其保护 系统的重要级别或系统回路接口方式全面、系统地统筹考虑。 各部分具体的实施和安装

16、都有相应的标准要求，只要有以上各个防护措施根 据其分区和位置的特点满足相应的防护标准要求既可构成一个完整的现代雷电 防护体系，可以有效保证人员、环境和设备免遭（雷击）浪涌的危害。 3电子产品的浪涌（冲击）抗扰度标准及测试 3.1 常用的防雷标准及其适用范围 3.1.1 建筑设计的防雷标准 a）GB50057-94 （2000 修订版）建筑物防雷设计规范 对一般建筑物的防雷设计要求进行规定，使建筑物能因地制宜的采用合适防雷措 施，防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和财产损失。 b）GB50174-93 计算机房防雷设计规范 适用于陆地上新建、 改建和扩建的主机房建筑面积大于或等于140 的电子计算 机机房的设计。而本规范不适用于工业控制用计算机机房和微型计算机机房。 c）IEC1312雷电电磁脉冲的防护 3.1.2 建筑接地、安装的防雷标准 a）YD5068-98 移动通信基站防雷与接地设计规范本规范适用于新建移动通信基站的防雷与接地设计，对于改、扩建移动通信基站 的防雷与接地设计，已建基站的防雷与接地技术的改造亦可参照执