Защита видеонаблюдения от грозовых перенапряжений — последствие воздействия грозы и способы защиты

Защита от грозы

Поломка и выход из строя устройств системы видеонаблюдения довольно частое явление, особенно для наружных сетей. Существует целый ряд причин, которые приводят к поломке оборудования или существенному снижению его эксплуатационных характеристик:

  • Интенсивные радиопомехи;
  • Импульсные помехи, возникающие в коммутационных сетях;
  • Провалы или пики напряжения, возникающие в сети энергоснабжения;
  • Поражения от ударов молнии;
  • Поражение от «блуждающих токов заземления».
  • Радиопомехи

Защита для камер видеонаблюдения от высокочастотных радиопомех необходима, в случае если вблизи расположены мощные теле- и радиопередатчики, радары или другое интенсивно изучающие оборудование. Обычно такие помехи проявляются исключительно в искажении передаваемого изображения. Однако в случае нахождения источников на расстояние менее 10 метров, это может привести к выходу аппаратуры из строя.

Коммутационные помехи возникают в электросети при следующих действиях пользователей:

  • Отключение или включение электроприборов, потребляющих значительное количество электроэнергии;
  • Включение устройств с высокой индуктивностью: пускатели, трансформаторы, электросварочные аппараты;
  • Возникновение коротких замыканий в сетях с низким или высоким напряжением и последующее срабатывание защитных устройств;
  • Функционирование электротранспорта включаем метрополитен и электрички.

MJ8 – устройство грозозащиты для витой парыРезультаты воздействия молнии являются наиболее катастрофическими для электронных устройств, поэтому защита видеонаблюдения от грозовых перенапряжений является обязательным условием при установке как внешних, так и внутренних систем. Удар молнии несет гигантскую разницу потенциалов до 110 В и силу тока до 105 А. Естественно, что при таком воздействии речь идет не о помехах, а о полном уничтожении незащищенного оборудования. Стандартная система молниезащиты, устанавливаемая на здании и включающая в состав молниеотвод и заземление предназначена для защиты людей и зданий от поражения молнией, но не может защитить электронное оборудование, особенно смонтированное вне сооружения.

Типичная ошибка непрофессиональных монтажников систем видеонаблюдения — это установка видеокамер рядом с опорой молниеотвода или даже непосредственно на ней. В случае попадания молнии в такой молниеотвод без возможности восстановления будет уничтожено не только периферийное оборудование, но и линия связи, электроснабжения и видеорегистратор к которому подсоединена линия.

Стандартное экранирование линий электроснабжения с их обязательным заземлением может ослабить помеху в 100 раз, но даже этого недостаточно. Напряжение, которое возникает в кабельных сетях от близкого удара молнии, может наводить напряжение амплитуды более 10 кВ. Экранирование ослабив помеху до 100В, все равно не сможет нейтрализовать ее воздействие на электронную аппаратуру. Поэтому необходимо использовать специальную защиту камер видеонаблюдения от грозы.

Последствия воздействия высокого напряжения на систему видеонаблюдения

Проанализировав различные типы повреждений и их причины, большинство экспертов пришли к единому мнению, что основной поражающий фактор для электронной аппаратуры, это разряд молнии, далее по опасности идут коммутационные импульсы, а на последнем месте перенапряжения в сетях электроснабжения:

  1. От ударов молнии и импульсных коммутационных помех возникает до 50% отказов электронной аппаратуры видеонаблюдения. Наиболее частые поломки — это выгорание печатных плат и проводников, критическое повреждение изоляции, полное разрушение радиоэлементов;
  2. Возникновение перенапряжения в сети электропитания стало причиной 45% отказов техники. Основная характеристика повреждений это выгорание блока питания. Что характерно импульсные блоки выходят из строя гораздо чаще, чем линейные. Основная причина повреждения — тепловой пробой и разрушение ключевых элементов блока питания.

Меры предосторожности и способы защиты

Наиболее часто негативному воздействию внешних факторов подвергаются протяженные кабельные линии, особенно выполненные по воздуху. В одинаковой мере как кабеля электроснабжения, так и передачи сигнала. Поэтому устройства грозозащиты должны быть установлены на каждой линии как вначале, так и в конце.

Схема размещения устройства защиты на линиях обработки сигналов и электропитанияСуществует множество специализированных средств и устройств для организации грамотный грозозащиты. При этом некоторые активные приемопередатчики сигнала по Витой паре и коаксиальному кабелю имеют встроенную грозозащиту, что существенно облегчает монтаж системы видеонаблюдения и уменьшает ее стоимость.

Однако, при воздействии молнии на кабельные сети, необходимо использовать многоступенчатую защиту.

Схема многоступенчатой защитыПринцип срабатывания защиты цепей питания видеонаблюдения следующий. Прежде всего срабатывает газоразрядник — это устройство, которое имеет определенный уровень напряжения пробоя. После срабатывания часть напряжения отводится через заземления. Если уровень напряжения остается достаточно высоким, в действие вступает второй уровень защиты. Это устройство выполнено на основе ограничительных диодов и стабилитронов. Подключение к линии электроснабжения выполнен на основе резисторов или дросселей (токоограничивающих элементов). При необходимости может сработать и третий уровень системы грозозащиты, его внутренняя структура и принцип действия полностью аналогичен  предыдущему.

Большинство устройств защиты, которые предлагают для использования в системах видеонаблюдения производители, относятся к третьему классу защиты. То есть, они могут защитить линию электроснабжения от незначительных и средних скачков напряжения, но не от прямого удара молнии. Устройство для защиты второго и первого класса разрабатывается и реализуется этапы проектирования зданий и его возведения.