Грозозахист для відеоспостереження: огляд методів і пристроїв

Апаратура відеоспостереження, як і будь-яка інша складна електронна техніка, дуже чутлива до зовнішніх впливів. Розробники і виробники відеокамер прикладають масу зусиль для захисту своїх продуктів від зовнішніх факторів.

Залежно від призначення, апарати зовнішнього відеоспостереження повинні нормально працювати в широкому діапазоні температур, бути захищені від дощу, снігу та граду, мати надійну пиловологозахисту. Однак жоден розробник не може сконструювати апарат, повністю захищений від безпосереднього попадання блискавки або перенапруги в електричній мережі, викликаного грозовими розрядами.

Тому при створенні систем відеоконтролю необхідно вжити ряд заходів для того, щоб була забезпечена ефективна грозозахист для відеоспостереження.

Важливо! Тільки комплексний підхід може забезпечити грозозахист систем відеоспостереження.

Три небезпеки для систем відеоспостереження, що виникають під час грози

Під час грози три фактори можуть порушити працездатність відеоапаратури:

  • безпосереднє влучення блискавки в камери, несучі металеві троси, металеві короби і лотки;
  • наведені перенапруги в сигнальних коаксіальних кабелях і кручених парах;
  • імпульсні перенапруги в силовий мережі, викликані розрядами блискавки.

Захист від прямого попадання блискавки

Пряме влучення блискавки запобігає загальної захистом від блискавки будівель, споруд і територій. Блискавкозахист зазвичай застосовується на відкритій місцевості, далеко від високих будівель, високовольтних ліній електропередач та інших піднімаються об’єктів. Доцільність монтажу захисту від прямого попадання блискавки визначається на стадії проектування.

Блискавкозахист являє собою систему стрижневих металевих молниеприемников, що встановлюються на опорах або дахах будівель. Блискавкоприймачі за допомогою струмовідводів надійно з’єднують з заземлювачами. Розташування і кількість стрижнів визначається проектом житлових будинків і виробничих об’єктів.

Високовольтні наведення в слабкострумових кабелях під час грози

Сила струму в грозовому розряді може досягати 500 000 ампер. Його тривалість може становити кілька секунд. Такий розряд породжує електромагнітний імпульс великої потужності, який наводить у оточуючих металевих предметах ЕРС.

Наводиться електрорушійна сила залежить від сили грозового розряду, його тривалості, відстані і фізичних розмірів предмета. Під час грози наведені перенапруги в сигнальних кабелях можуть вивести з ладу відеокамери, комутатори і іншу апаратуру. Для захисту апаратури від наведень застосовують ряд заходів:

  • заземляють металеві несучі конструкції (щогли, троси, лотки, короби);
  • заземляють захисні металеві і металізовані оболонки проводів і кабелів;
  • на кінцях ліній зв’язку, поблизу відеореєстраторів, cctv камер, комутаторів та іншого обладнання обробки сигналів встановлюють пристрої грозозахисту.

Перенапруги мережі живлення

Під час грози в повітряних і кабельних лініях електропередач можуть наводитися великі імпульсні перенапруги. Перенапруги виникають через безпосереднього попадання блискавки в лінії електропередачі або викликаються струмами розтікання грозового розряду.

Високовольтні імпульси можуть передаватися на багато кілометрів. Часто вони завдають серйозної шкоди системам відеоспостереження. Справа в тому, що в сучасній апаратурі давно відмовилися від понижувальних трансформаторів і застосовують імпульсні блоки живлення. Ці пристрої критичні навіть до короткочасних імпульсів високої напруги.

В даний час основним видом захисту від перенапруги силових і сигнальних ліній є установка УЗИП (пристроїв захисту від перенапруг).

Зверніть увагу! Статистика показує, що до третини випадків виходу з ладу електронної апаратури відбувається під час грози. Нехтування заходами грозозахисту, копійчана економія на них може призвести до втрат десятків і сотень тисяч гривень.

Грозозахист ліній зв’язку за допомогою УЗИП

Існує поширена помилка, що виконувати захист сигнальних кабелів систем відеоспостереження необхідно лише в разі, якщо камери або реєстратори знаходяться на вулиці. Це в корені не вірно. Кабельні лінії, прокладені всередині будівель, схильні до імпульсним наведенням не менше, аніж кабелі, прокладені зовні. Тому здійснювати грозозахист потрібно завжди, особливо якщо сигнальні кабелі мають довжину десятки або сотні метрів.

Захист від перенапруги коаксіальних ліній і кручених пар здійснюють за допомогою УЗИП (пристроїв захисту від перенапруги). Часто ці пристрої називають пристроями грозозахисту.

Конструкція пристроїв захисту від перенапруг

УЗИП для коаксиала і кручений пари виконують однакові функції, але трохи відрізняються по конструкції. Розглянемо принцип дії УЗИП для коаксіального кабелю.

Грозозахист для коаксіальногокабелю

Характерний конструктив УЗИП являє собою металевий корпус з двома роз’ємами. У разі коаксиала це роз’єми BNC (тато і мама). Усередині корпусу розміщені два газових розрядника, два резистора, конденсатор і двонаправлений (симетричний) стабілітрон. Вони утворюють дві ступені обмеження напруги.

Ланцюжок розрядників здійснює «грубе» обмеження напруги. Перший розрядник підключається між центральною жилою кабелю і корпусом пристрою, другий розрядник «скидає» напруга з корпусу приладу на дріт заземлення. Повне обмеження імпульсів високої напруги здійснюється ланцюжком з резистора і стабілітрона. Безпечний, обмежений сигнал подається зі стабілітрона на пристрій, що підключається.

Основні характеристики УЗИП

Вибір пристроїв захисту сигнальних ланцюгів здійснюють виходячи з їх технічних характеристик. Нижче наведені характеристики, на які слід орієнтуватися в першу чергу:

  • робоче і максимальна напруга;
  • номінальний струм;
  • хвильовий опір (50/75 Ом);
  • номінальний струм розряду (кА);
  • внесене згасання в смузі робочих частот (дБ).

Підключення пристроїв захисту від перенапруг до апаратури відеоспостереження

Підключення УЗИП бажано проводити на мінімально можливій відстані від обладнання, що підключається. У разі зовнішньої грозозахисту для відеокамер в монтажну коробку необхідно завести заземлювальний провідник, з’єднаний з контуром заземлення. Заземлювальний провідник і дріт заземлення захисного пристрою потрібно з’єднати за допомогою клемника, ЗІЗ, пайки або зварювання.

У приміщенні, де повинна розміщуватися апаратура відеоспостереження (комутатори, пристрої запису та ін.), Повинна бути прокладена мережа заземлення. Ні в якому разі це не може бути провід PEN – нульовий провід мережі з глухозаземленою нейтраллю. Це повинен бути повноцінний дріт заземлення, з’єднаний з природним або штучним заземлителем. До цього проводу повинна бути приєднана шина заземлення, до якої, в свою чергу, приєднують металеві корпуси обладнання, яке підлягає і заземлюючі провідники УЗИП.

Часто задається питання. Що робити, якщо поблизу відеокамери або відеореєстратора немає мережі заземлення? Відповідь: шукати розташовані поблизу металоконструкції, будівлі або споруди, з’єднані з землею, які можуть служити природними заземлювачами.

Однак слід пам’ятати, що це не повинні бути трубопроводи, по яких транспортуються рідини або гази. Якщо камера буде харчуватися не за сигнальному проводу, а від іншого джерела, то до неї слід прокласти три дроти – фазу, нуль і провід захисного заземлення. Останній можна використовувати для заземлення пристрою грозозахисту.

Захист мережі живлення від перенапруги

Для захисту силових мереж від імпульсних перенапруг промисловість випускає однофазні та трифазні УЗИП. Їх встановлюють у водно-розподільчому пристрої будівлі та інших розподільних щитах. У разі системи відеоспостереження важливо, щоб її захищали, як мінімум, два ступені (два УЗИП) підключених послідовно.

Слід знати! Силові пристрої захисту від перенапруг мають обмежений ресурс і підлягають заміні після декількох спрацьовувань. Це пов’язано з тим, що вони виконані з твердотільної технології, і у обмежувальних елементів при спрацьовуванні погіршуються характеристики. Для контролю стану УЗИП у них на корпусі є спеціальні індикатори.

Підводячи підсумок, можна сказати, що комплексний підхід до грозозащіте систем відеоспостереження дозволяє уникнути псування дорогого устаткування і забезпечить збереження даних. Заземлення апаратури та застосування пристроїв захисту від перенапруг надійно захистить відеокамери, комутатори і пристрої запису даних.