Молниезащита частного дома

Атмосферное электричество обладает огромным потенциалом, в тысячи раз превосходящим мощности установок, созданных человеком. В грозовом облаке может создаваться разность потенциалов до 10 миллионов киловольт, ток при разряде достигает 200 000 ампер, уберечься от такой силы, несущей масштабные разрушения, без специальных защитных систем не представляется возможным.

Опасность молнии для частных домов

Насыщенность домов электроникой, электробытовой техникой и средствами приема эфирных передающих каналов резко увеличила вероятность воздействия молнии, что объясняется физическими особенностями электростатических сил. Грозовой разряд, попадая в незащищенное строение, не только повреждает электрические сети и аппараты, страшнее вероятность возникновения пожаров, причиной которых молнии становятся в каждом пятом случае. Защита от поражения молнией частных домов целиком находится в руках владельцев, что не может быть причиной отказа от устройства молниезащиты, учитывая те страшные последствия, которые настигают не защищенные дома.

Виды защит от молний

В настоящее время детально разработаны и применяются два вида защит от воздействия грозовых разрядов: это внешняя и внутренняя защита.

Внешняя молниезащита

Представляет собой общеизвестный громоотвод в виде металлического стержня, возвышающегося над крышей дома. Состоит такая защита из трех основных элементов.

1. Молниеприемник – металлический стержень, который может быть стальным, медным или алюминиевым.

2. Токоотвод, в качестве которого применяется металлический проводник, соединяющий молниеприемник с заземлением.

3. Заземление, состоящее из заглубленных в землю стальных заземлителей, соединенных в единый контур при помощи металлических шин.

По сути для всех трех элементов применяется проводник разного сечения, минимальные значения которое выбирают в соответствии с используемым материалом по следующей таблице:

Материал	Сечение / Рекомендуемый диаметр
молниеприемник	токоотвод	стержень заземления
Сталь	50 кв.мм / Rd8	50 кв.мм / Rd8	80 кв.мм / Rd10
Алюминий	70 кв.мм / Rd10	25 кв.мм / Rd6	не используется
Медь	35 кв.мм / Rd6	16 кв.мм / Rd6	50 кв.мм / Rd8

В зависимости от вида кровли и конфигурации крыши, кроме стержневого приемника могут применяться натянутый над защищаемым объектом стальной трос или специальная сетка (см. рисунки далее), либо вообще может быть комбинация этих элементов.

Все чаще применяются системы внешней защиты, используемые активный способ поиска и отвода грозовых разрядов на ранних стадиях их развития (об этом читаем немного ниже).

Внутренняя молниезащита

Токи, возникающие в результате проявления молнии, протекают по резисторным и индуктивным связям, вызывая перенапряжения, которые способны оплавить микросхемы и вывести со строя электрооборудование. Для защиты от подобных последствий используются УЗИП – устройства защиты внутренних сетей от импульсного перенапряжения. Величина импульсного перенапряжения зависит от места удара молнии, в связи с чем, различают перенапряжения I типа (наводится от прямого удара молнии) и II типа (от непрямого удара). Перенапряжения I типа особо опасны, поскольку в 10÷20 раз превышают величину перенапряжений II типа.

Стандартный состав системы молниезащиты

Для защиты частного дома от поражающего влияния молний применяется стандартный набор средств:

• Внешняя защита с молниеприемниками, токоотводами и заземлением;
• Защита от заноса высоких потенциалов путем выравнивания потенциалов;
• Защита от перенапряжений (внутренних перегрузок) при помощи разрядников или УЗИП.

Из приведенного перечня наибольшими различиями обладают методы внешней защиты, которые могут быть активными и пассивными, а при пассивной защите имеют существенные отличия в зависимости от конфигурации крыши и вида кровельного покрытия.

Активная молниезащита

В последние годы набирает популярность активная защита от молний. Ее шпиль имеет специальную головку – ионизатор, который генерирует встречный поток электронов. В результате молния притягивается, после чего полученный разряд отводится через токоотвод в землю, где гасится. Активная защита отличается большим радиусом защищаемой зоны, который превышает в 8 раз радиус защиты пассивного молниеотвода одинаковой высоты.

Характеристики активной защиты обеспечивают значительное снижение расходных материалов для крыш со сложной конфигурацией, а также времени на монтаж оборудования. Эстетично выглядит внешний вид мачты с ионизатором, отпадает необходимость в заземлении отдельных металлических конструкций, расположенных под колпаком защитной зоны.

Из недостатков активного метода можно отметить малый срок его применения, что не дает возможности говорить о многолетнем положительном опыте. Более того, в последнее время фиксируется все больше случаев ударов молний в объекты с активными молниеприемниками и компаниям-производителям предъявляются иски в связи с этим.

Устройство внешней защиты частного дома от молний

При устройстве молниезащиты частных домов должны использоваться принципы и конструкции защиты, изложенные в специальной литературе («Инструкция по устройству молниезащиты…» СО 153-34.21.122-2003 и РД 34.21.122-87).

Категория частных сооружений по степени защиты

Тяжесть разрушающего воздействия молний зависит от наличия на поражаемом объекте газов, пыли, паров, или их смесей, способных взрываться при попадании электрической искры. Важными факторами классификации зданий по классам (или категориям молниезащиты) являются: ожидаемое расчетное количество ударов молнии в объект, его ценность, угрозу для жизни людей и горужающей среды. Поэтому частные жилые дома, коттеджи и садовые домики приянто относить к III группе строений, в которых отсутствуют такие опасности.

В зависимости от степени надежности приняты 4-е класса молниезащиты:

• первый — надежность более 99% (например, склады боеприпасов, АЗС, НПЗ);
• второй — от 95 до 99% (крупные предприятия, представляющие угрозу для окружающей среды);
• третий — от 90 до 95% (торгово-офисные и жилые строения);
• четвертый — не менее 85% (здания, в которых нет электропроводки и постоянного присутствия людей).

Проблемы коррозии

Металлические элементы внешней защиты постоянно находятся под воздействием погодных условий, которые являются причиной коррозии. Замедлить разрушение металла и обеспечить долголетний срок эксплуатации конструктивных элементов защиты можно используя такие способы:

• Применением металлов мало поддающихся коррозии, это нержавеющие стали, медь или алюминий;
• Использование защитных гальванических покрытий, самым распространенным среди которых является оцинкование;
• Для болтовых соединений – зачистка металла в месте контакта, плотная обтяжка и применение консервативных смазок;
• Выбор завышенного сечения металлоконструкций относительно расчетных показателей, что влияет на стоимость системы.

Подробнее о компонентах и материалах для молниезащиты и заземления домов, ососбенностях их использования можно почиать в нашем большом обзорном материале на этой странице.

На скорость развития коррозии влияет несовместимость некоторых металлов. Так, медь очень плохо контактирует с оцинкованной сталью и алюминием, поэтому нужно избегать подобных контактов. Для соединения несовместимых материалов применяются специальные зажимы, в которых концы изготовлены из разных металлов.

Наименьшее допустимое расстояние

Токи, наводимые в металлических проводниках грозовыми разрядами, могут вызывать появление искрового разряда. Расстояние между токоотводами и металлическими элементами должно быть таким, чтобы предотвратить искрообразование, это наименьшее допустимое расстояние, обозначаемое буквой S.

Кроме этого также существуют требования по соблюдению расстонию между крепежными элементами системы молниезащиты, расположению токоотводов относительно оконных проемов, дверей и прочих конструктивов строения. Более подробно познакомиться с информацией можно здесь в материале о том, как правильно прокладывать токоотводы.

Если металлические конструкции заборы, элементы фасада, трубы располагаются ближе 1,0 метра от токоотводов и не имеют токопроводящего соединения с конструкциями защищаемого здания, такие элементы подлежат соединению с системой молниезащиты напрямую.

Требования к молниеприемникам

Молниеприемник является центральным элементом защиты и от его параметров зависит надежность всей системы. Правильно, когда конструкция этого узла разрабатывается на стадии проектирования дома. Для определения параметров молниеприемника нужны данные о геометрии крыши, размерах здания и забора вокруг территории, о физическом составе почвы в месте строительства и среднегодовом количество молний в данной местности. Важно иметь сведения по гипсометрии окружающего ландшафта, наличие водоемов, высоких деревьев или искусственных сооружений. Выбор конструкции молниеотвода зависит от совокупности имеющихся данных и финансовых возможностей застройщика.

Чаще всего применяется металлический штырь длиной до 2,0 метров и площадью поперечного сечения не менее 100 мм² с заостренным концом. Устанавливается такой штырь в самой высокой точке крыши и надежно крепится. При этом конус, образованный углом вращения в 45º с вершиной в острие, должен накрывать своей образующей, как шатром, защищаемый объект. В зависимости от конструкции крыши молниеприемник может состоять из металлической сетки или стального троса, натянутого вдоль конька.

Виды токоотводов

В качестве токоотвода применяется любой металлический проводник: медь, черная или оцинкованная стальная полоса 4х20 или 4х40 мм, стальная катанка диаметром 6÷8 мм, при этом подземная ее часть должна иметь диаметр не менее 10 мм и соединяться с контуром заземления при помощи электросварки. Токоотводом могут служить металлические конструкции дома: лестницы, трубы при условии надежного электрического соединения всех элементов. Токоотвод прокладывается по кратчайшему расстоянию от молниеприемника к заземлению и не должен иметь резко изгибающихся участков.

Крепление элементов защиты

Внешние элементы защиты от разрядов регулярно подвергаются знакопеременным температурным воздействиям и действию ветровых нагрузок. В этих условиях крепление является тем фундаментом, который обеспечивает долголетний срок работоспособности системы.

Самым надежным способом крепления является применение унифицированных изделий. Имеются кровельные и фасадные держатели токоотводов, держатели для водосточных труб, клеммы, соединители, крепления заземлителей и другие элементы. Детальные сведения о таких изделиях приводятся в специальных каталогах.

Как выбрать заземление

Заземление контура молниезащиты может быть естественным или смонтированным искусственно. В первом случае речь идет о фундаментной (делается на этапе заливки фундамента и применяется крайне редко), во втором — о кольцевой или глубинной схеме заземления.

Элементами кольцевого заземления являются: соединительный элемент, плоский проводник (полоса), заземляющий проводник (обычно в ПВХ оболочке).

Глубинное основано на использовании стержней заземления, которые забивают на определенную глубину (в зависимости от количества точек монтажа и типа грунта) в землю. При этом не обязательно замыкать эти точки в единый контур как показано на рисунке ниже, наоборот обычно делают локальные очаги в местах спуска токоотводов по фасаду строения.

Всегда при монтаже заземления используют антикоррозионную ленту, которой герметизируют в земле места соединений конструктивных элементов.

Нормативные документы (РД 34.21.122-87, п. регламентируют величину электрического сопротивления контура заземления в системах защиты от молний, которое не должно превышать 10 Ом. Кроме того, задаются конструктивные параметры заземлителей, в зависимости от применяемого сортамента стали.

Так, минимальные величины сечения и толщины стенок заземляющих электродов из уголковой или полосовой стали должны быть не менее 150 мм² и 5 мм соответственно, диаметр штыря из круглого арматурного железа – не менее 18 мм, стальной трубы – не менее 32 мм при толщине стенки 3,5 мм и более.

При определении расстояния между заземлителями РЗ важно выдерживать соотношение РЗ= 2,2 х ДШ, где ДШ – длина штыря заземлителя. При меньшем соотношении возникает эффект «перекрытия», который значительно увеличивает сопротивление растеканию электрических зарядов, и снижает эффективность защиты.

Минимальная глубина заложения штырей 2÷3 метра, выбирается в соответствие с физическими свойствами грунта и должна быть больше глубины промерзания. Чаще всего применяется контур в виде равностороннего треугольника. В углах контура забиваются заземлитили, которые соединяются общей шиной из полосовой стали.

Полезно соединять заземление дома и контур молниезащиты, что улучшает их характеристики. Контур заземления соединяется с токоотводом при помощи электрической сварки, холодной спайки или надежного болтового соединения.

В заключение предлагаем посмотреть видео устройства разомкнутого контура заземления частного дома в составе: стержни заземления 8х1,5 м, оцинкованная стальная полоса 40 мм, токоотводы.

Пример устройства молниезащиты частного дома для коньковой кровли

Для случая скатной коньковой крыши для расчета используют всегда так называемый «метод угла защиты».

Этап 1. Замеряем высоту по вершине конька, обозначим ее h (1). По самой верхушке конька планируем монтаж проводника, как показано на рисунке. Здесь (2) — защищенная углом защиты зона.

Этап 2. По графику или формулам в зависимости от категории молниезащиты (3)(частные дома относятся к III и IV категории) и высоты h (2) определяем защитный угол (1), который затем переносим на здание и откладываем его в обе стороны от запроектированного на кровле проводника.

Этап 3. Находим те элементы на кровле, которые выступают за границы защищаемой зоны. На них необходимо будет запланировать дополнительные молниеприемники или коньковые проводники (в нашем случае это дымовая труба и выступающие оконные проходы). В зависимости от размеров дымовой трубы (1) производим расчет высоты молниеприемника (подробнее читайте в статье «Молниеприемники»).

Этап 4. Делаем выводы от молниеприемных устройств к будущим токоотводам. Важно уточнение! Для повышения эффективности системы концы проводника на коньках необходимо запланировать на 15 см длинее и загнуть немного вверх.

Пример устройства молниезащиты частного дома для плоской кровли

Для плоской крыши используем «метод молниеприемной сетки».

Этап 1. В самую первую очередь на тех участках, где вероятность удара молнии самая большая, а это кромка или выступы крыши, мы планируем проводник, который будет выполнять роль молниеприемника или базового контура молниеприемной сетки.

Этап 2. Аналогично предыдущему примеру находим угол защиты, переносим его на чертеж и проверяем все ли элементы сооружения покрывает защитная зона.

Этап 3. Собственно дополняем наш контур ячейками сетки исходя из того, что для зданий III класса молниезащиты, такой размер должен быть не больше 15х15 метров, то есть, если периметр вашего дома не больше, то достаточно будет оставить только базовый контур, иначе советуем разделить все пространство на равные ячейки и проложить таким образом проводники.

Этап 4. Если крыша имеет дополнительные выступающие элементы, то дополняем устройство молниезащиты молниеприемниками для соответствующих элементов по стандартным правилам.

Базовые схемы молниезащиты типовых проектов

На рисунке ниже представлены варинты молниезащиты нескольких типовых проектов домов (нажмите, чтобы увеличить).

Стоит обратить внимание, что в трех варинтах проводник на коньке поднят на некоторую высоту. Это говорит о том, что угол наклона крыши больше, чем угол защиты, и какая то часть постройки не попадает в зону защиты. По сути — это простейший варинт тросового молниеприемника.

Показанные схемы заземелния не стоит рассматривать, как очаговые, они изображены лишь условно (подробнее — см. выше).

Молниезащита от компании ЭКСПЕРТ ТРЕЙД

Компания ЭКСПЕРТ ТРЕЙД — производитель и поставщик систем молниезащиты, заземления. Мы ориентируемся на постоянное развитие. Современные технологии и решения способствуют повышению конкурентоспособности нашего предложения.

Наша компания осуществляет проектирование молниезащиты со всеми необходимыми требованиями нормативной документации и пожеланиями заказчика.

Инженеры осуществят проект молниезащиты в кратчайшие сроки.

Расчет молниезащиты лучше отдать специалистам нашей компании, которые подберут и смогут рассчитать количество всех необходимых элементов согласно требованиям объекта. Инженеры произведут расчет сметы молниезащиты: проводников молниезащиты, крепежные элементы, заземление. Объекты молниезащиты от жилых зданий до энергетического хозяйства. Молниезащита загородного дома, дачного или садового участка, промышленного объекта, склада защитит от прямых ударов молнии и вторичных ее проявлений.

Комплект заземления
«ЭКСПЕРТ» EX-Z-K001

Быстрое и качественное решение вопроса заземления частного дома.Подробнее..

Система молниезащиты и заземления для частного дома

Решение вопроса молниезащиты частного дома.Подробнее..

Молниезащита промышленных объектов

За 5 лет работы в сфере проектирования и монтажа систем молниезащиты и заземления, мы успешно реализовали более 100 проектов. Среди которых промышленные здания, заводы, школы. Подробнее..

22.03.2017 Мы переехали в новый офис на территории технопарка «ХИМГРАД».

Наши контакты

Компания ЭКСПЕРТ ТРЕЙД

Республика Татарстан, г.Казань
ул.Восстания, д.100, к.287, офис 213

Грозозащита и молниезащита для камер видеонаблюдения: 3 способа защиты

Грозозащита для видеонаблюдения: обзор методов и устройств

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.

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.

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).

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.

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.

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.

Грозозащита для видеонаблюдения: обзор методов и устройств

Как организовать грозозащиту для видеонаблюдения

Системы видеонаблюдения могут использоваться не только внутри помещений, но и снаружи. С целью обеспечения их безопасной и безотказной работы, следует применять устройство грозозащиты.

Его основной целью является защита всего используемого в системе видеонаблюдения оборудования от перенапряжений, которые вызывает воздействие молнии.

Важно понимать, что никакое оборудование не способно выдержать непосредственного попадания в него молнии, однако зачастую причиной выхода из строя являются наведенные статические разряды. Грозозащита для видеонаблюдения позволяет устранить подобные влияния.

Роль заземления

Защитные устройства в системах видеонаблюдения должны иметь надежное заземление видеорегистратора. В большей мере это касается и экранирующего слоя витой пары, которая передает видеосигнал. Грозозащита для видеокамер в исполнении проще – достаточно использовать модули с разрядниками, которые спасают при различных наводках из атмосферы.

При обустройстве грозозащиты нужно руководствоваться следующим:

1. заземление должно обеспечить защиту только того порта, рядом с которым оно устанавливается. Значит, грозозащита должна быть смонтирована рядом с каждым из портов;
2. заземляющая шина выполняется кабелем наибольшего возможного сечения;
3. для линий, которые проходят снаружи, следует использовать экранированный кабель. На одном конце он заземляется жестко (напрямую в землю), а на другом мягко;
4. видеорегистратор заземляется отдельно, потому что это напрямую влияет на качество связи.

Корпус регистратора не следует заземлять путем присоединения его к неиспользуемым проводам и экранирующей оболочке кабеля.

Для IP камер

Применение грозозащиты IP видеокамер почти всегда является обязательным, в отличие от аналоговых видеокамер. Чем больше компонентов включает в себя система видеонаблюдения, тем выше вероятность прихода ее в непригодность в результате грозы.

Защита для IP видеокамер основана на защите не только устройства, с помощью которого производится видеонаблюдение, но и линий, по которым передаются сигналы управления и само питание.

С целью исключения воздействия окружающей среды (температура, влажность воздуха), специальные устройства грозозащиты для видеонаблюдения помещают в термокожухи. Чтобы добиться наибольшей эффективности в защите, следует придерживаться ряда правил.

Нужно обеспечить защитными устройствами все камеры наружного наблюдения. Также необходимо обезопасить все питающие и сигнальные линии.

Термокожухи, в которых будет находиться устройство грозозащиты, необходимо устанавливать вблизи от камер.

Устройство грозозащиты цепей видео применяется для обеспечения их надежной бесперебойной работы. С его помощью от бросков повышенного напряжения при ударах молнии защищается оборудование.

Основные элементы

В общем случае грозозащита для систем видеонаблюдения состоит из трех компонентов: громоотвода (приемника молнии), токоотвода и заземлителя.

Громоотвод предназначен для перехвата разрядов молний, имеет металлическое исполнение (обычно сталь, алюминий, медь). Токоотвод является составной его частью, по которой ток молнии отводится к заземлителю.

Заземлитель – это проводящая часть, которая имеет непосредственный электрический контакт с землей.

Современные устройства грозозащитыдля видеокамер, мониторов и другого оборудования представляют собой модули, встраиваемые в разрыв цепи, возле прибора, который требует защиты.

Для соединения с коаксиальными проводами применяют байонет коннекторы (BNC-разъемы).

Устройства способны работать не только в роли грозозозащиты, но и поддерживать напряжение на безопасном уровне, защищать от любых внешних наводок.

Выбор защиты

При выборе грозозащиты для видеонаблюдения следует уделить внимание значению рабочего напряжения и силы тока. Данные приспособления могут работать как на переменном, так и на постоянном токе.

Если видеокамера или питающая ее линия поражается разрядом молнии, то возникает риск распространения аварии на диспетчерский пункт.

Во избежание подобных проблем защитные устройства следует размещать и со стороны камеры, и в месте, где находится центральный процессор.

Существует несколько видов грозозащиты для видеонаблюдения, подразделяющихся в зависимости от своего функционала:

• защитные устройства питающих линий;
• защитные устройства сигнальных линий;
• защитные устройства систем управления (PTZ камеры).

Создание эффективного комплекса грозозащиты в системе видеонаблюдения обеспечивается за счет простоты его подключения, небольших габаритов, эффективности в вопросе защиты всего оборудования, применяемого для видеонаблюдения, а так же схема должна содержать самовосстанавливающиеся предохранители. Следует предусмотреть различные варианты, возникающие во внешней среде, чтобы надежно защитить оборудование. Молниезащита является ключевым средством, которое обеспечивает бесперебойную работу системы во время неблагоприятных погодных условий.

Зачастую заземление в точке подключения видеокамеры отсутствует. Из-за того, что электромагнитные наводки от грозы способны проходить сквозь конструкции, с помощью которых осуществляется крепление видеокамеры, образующаяся разница зарядов между кабелем и кронштейном камеры способствует возникновению неполадок и выходу приборов из строя.

Хорошим решением будет выбор грозозащиты info-sys РГ4 PoE-IP54. Она использует среду передачи данных Ethernet 10/100/1000Base-TX и поддерживает технологию PoE (High Power Over Ethernet IEEE 802.3at). Она способна защитить оборудование от грозы и индустриальных помех. Используемый стандарт позволяет организовать две альтернативные схемы питания, что повышает надежность.

В каких случаях нужна грозозащита и молниезащита системы видеонаблюдения, как выбрать лучшую?

Наблюдение за территорией может проходить не только в помещении, но и за его пределами. Поэтому если камера находится в условиях дикой среды, ее необходимо снабдить защитой от разных погодных условий, например грозы.

И здесь на помощь приходит грозозащита для видеонаблюдения. Именно она помогает камере не зависеть от погоды.

Что из себя представляет молние- и грозозащита для камер видеонаблюдения?

Это оборудование, которое предохраняет камеры от попадания молний, от излишней влаги. Аппараты отводят сигнал, и молния притягивается к другому месту. Так же оборудования для грозозащиты контролирует напряжение в цепи питания.

Рекомендуется устанавливать не одно устройство, а несколько, чтобы увеличить безопасность всей системы.

Зачем нужна и где используется?

Аппаратура защищает устройства видеонаблюдения от различных погодных условий. Также это оборудование осуществляет контроль над током и электрическим напряжением, оно чувствительно к перепадам температуры.

Также аппаратура защищает камеру от электрического импульса.

Данные устройства пригодятся в следующих местах:

• в загородных домах;
• на дачах;
• на удаленных складах;
• в расположенных вдали офисах;
• на территориях отдыха.

Как работает: устройство и принцип действия

Стандартное устройство грозозащиты состоит из следующих элементов:

• приемник;
• токоотвод;
• заземление;
• молниеотвод.

Принцип работы заключается в следующем:

• прибор устанавливается на самую высокую точку;
• при появлении высокого перепада напряжения, устройство отключает камеру от общей системы;
• заряд молнии переносится в землю;
• устройство продолжает работу.

Существующие виды

Существует 3 вида грозозащиты.

1. Заземление витой пары. Устройства данного типа более всего предохраняют камеры от перепада напряжения. Они защищают коммутационные порты и платформу самой камеры.
2. Защита цепей питания. Все модели этого вида имеют высокую чувствительность к кратковременным перепадам в напряжении. То есть эти устройства более направлены на защиту от импульсных напряжений.
3. Защита сигнальных линий. Модели этого типа осуществляют снижения напряжения на корпус устройства, после чего разряд переходит к заземлению и уходит в землю.

Отзывы о грозозащитах для камер видеонаблюдения: плюсы и минусы

К достоинствам данной аппаратуры можно отнести следующее:

• небольшая цена;
• высокая чувствительность;
• компактные размеры;
• качественная защита;
• устройства просты в обслуживании.

К недостаткам относится:

• сложность в установке;
• на одном участке необходимо установить несколько устройств;
• после каждой грозы нужно проверять работу.

Производители и популярные модели: рейтинг лучших и цены

Защитный аппарат Info- Sys PГ4GPoE

Устройство предназначено для защиты от погодных условий и индустриальных помех. Модель может одновременно защитить от 1 до 8 проводников.

Размеры — 33*83*14 мм. Вес равняется 90 гр. Максимально отводимый импульсный ток — 5 кА. Присутствуют гигабитные порты.

Чтобы защитить оба конца кабеля камеры рекомендуется установить два устройства на разных сторонах.

Длина витой пары равняется 425 мм. Кабель заземления — 475 мм. Преимуществом считается высокая стойкость к проводимому току и большая степень подавления помех. Устройство не имеет ограничений по передаваемому в питаемый аппарат току.

Модель будет продолжать работу, даже если напряжение перепадет на жилы кабеля. Система поддерживает схемы организации дистанционного питания. Кроме того, устройство практически не теряет полезный сигнал.

Цена: 590 рублей.

SC&T SP009

Данная модель применяется для защиты мониторов, камер, видеорегистратора. Так же может защищать спутниковое телевидение. Полоса пропускания тока равняется 47 МГц. Максимальный ток разряда — 3 кА.

Рабочие температуры — от — 40 до 85 градусов. Допустимая влажность достигает 95 процентов. Размеры — 79*25*25 мм. Вес не превышает 75 гр. В комплект входит модель, инструкция и упаковка. Присутствует 2 уровня защиты.

Особенностью устройства можно назвать защиту от импульсных помех.

Напряжение перегрузки может достигать 4 КВ. Для более полной безопасности рекомендуется устанавливать несколько устройств на охраняемое оборудование.

Подключение производится по одной клемме. Полоса пропускания разряда равняется 60 МГц. Аппарат является одноканальным устройством.

Цена: 1244 рубля.

RVi-PS

Это устройство защищает оборудование от статического электричества и перенапряжения в сети. Максимальный ток разряда — 10 кА. Номинальный ток равняется 5 кА.

Скорость передачи данных — 100 Мбит/сек. Диапазон рабочих температур — от — 40 до 70 градусов.

Относительная допустимая влажность достигает 95 процентов.

Размеры — 105*52*28 мм. Вес не превышает 157 гр. Рекомендуется устанавливать устройства в разных концах кабеля защищаемого устройства, чтобы повысить безопасность устройств.

Максимальное рабочее напряжение достигает 6 В. Особенностью данного аппарата можно назвать качественную систему заземления, которое продолжает работу после прохода заряда высокого напряжения.

Другим достоинством является высокая морозоустойчивость устройства, благодаря чему оно может совершать работу при любых температурах.

Цена: 3000 рублей.

Грозозащита Osnovo SP-SDI/1

Эта модель предназначена для защиты цепей передач видеосигнала от погодных условий. Полоса пропускания данных — 3 Гбит/сек.

Максимальное напряжение равняется 20 В. Номинальный ток разряда — 10 кА.

Максимальный ток разряда достигает 20 кА. Размеры — 58*23*23 мм. Вес не превышает 130 гр.

Разъемы входа представлены в виде розетки, выхода — в виде штекера.

Срок гарантии рассчитан на 24 месяца. Особенностями данного устройства можно назвать небольшой вес и размер, а также наличие защиты от помех.

Рекомендуется устанавливать несколько приборов на охраняемую территорию, чтобы увеличить безопасность участка. Время отклика не превышает 1 нс. Вносимые потери тока — до 0,2 Дб.

Цена: 2314 рублей.

NVS-001PS

Это модель, которая защищает линию передачи сигнала. Подключается устройство с помощью концевых клеммных зажимов.

Время срабатывания — 1 нс. Максимальное рабочее напряжение достигает отметки в 4 кВ.

Сопротивление — 10.000 мОм. Диапазон рабочих частот — от 0 до 1 ГГц. Размеры — 65*25*25 мм. Вес равняется 65 гр.

Длительность работы — 300 скачков по 100 А/с.

Этот аппарат защищает другие устройства от сильных перепадов и скачков напряжения.

Рабочие температуры — от 0 до 55 градусов. Вносимые потери — до 0, 2 Дб. Сопротивление замыкания — около 0 Ом.

Особенностью данной модели можно назвать высокую чувствительность к перепадам напряжения и работы без электропитания.

Цена: 1019 рублей.

Какого производителя и какой тип лучше выбрать: ТОП-3

Из вышепредставленных устройств можно выделить следующие модели.

1. RVi-PS — устройство может работать при любых температурах. Кроме того, аппарат обладает небольшим размером и весом. Стоит отметить, что модель может пропускать через себя большие порции напряжения. Цена: 3000 рублей.
2. NVS-001PS — данный аппарат может долго работать без электрической подпитки.Также он может совершать работу при разных напряжениях. Цена: 1019 рублей.
3. SC&T SP009 — модель работает при любой температуре окружающей среды и при любой влажности. Кроме того, устройство снабжено 2-мя уровнями защиты. Цена: 1244 рубля.

Что учитывать при выборе устройств?

При выборе грозозащиты стоит обратить внимание на следующее:

• место установки;
• защищенность от помех;
• степень пропускания тока;
• максимальное напряжение;
• рабочие температуры.

3 лучших модели

Согласно отзывам, лучшими устройствами являются следующие приборы:

• I-Pro Gigabit PoE — устройство стало популярным благодаря простому заземлению, высокому действию сигнала и использованию специальных диодов. Цена: 1058 рублей.
• AVT-PEL 760 — аппарат стал востребован из-за большого температурного диапазона, наличию большого импульсного тока. Цена: 2890 рублей.
• BNC Rexant — модель прославилась благодаря быстрой реакции на перенапряжение, малым размерам и большой полосе пропускания. Цена: 580 рублей.

Рекомендации по установке

Грозозащита должна выполняться по четкому плану. Сначала следует защитить находящиеся на улице или высоких местах камеры. После чего нужно установить грозозащитные устройства на видеорегистраторы, мониторы и блоки питания.

В конце всего следует установить защитные приборы на системы управления и контроля.

Следует помнить, что грозозащитные устройства нужно присоединять как можно ближе к защищаемому оборудованию.

Защита методом заземления витой пары

Установка метода заземления витой пары может проводиться следующим алгоритмом:

• в линию подключения добавляется трансформатор;
• при необходимости можно подключить к разъему RJ 45 экранированный кабель;
• на выход из трансформатора монтируется экран;
• можно защитить трансформатор от перенапряжения, присоединив UTP-кабель.

Стоимость

Цена зависит от диапазона рабочих температур, количества переносимого напряжения и вида грозозащиты.

Наиболее дешевые устройства представлены следующими вариантами:

• BNC Rexant — 580 рублей.
• Info- Sys PГ4GPoE — 590 рублей.
• NVS-001PS — 1019 рублей.
• I-Pro Gigabit PoE — 1058 рублей.
• SC&T SP009 — 1244 рубля.

И более дорогие модели:

• Osnovo SP-SDI/1 — 2314 рублей.
• AVT-PEL 760 — 2890 рублей.
• RVi-PS — 3000 рублей.

Где купить грозозащиту для видеонаблюдения?

В москве

1. Компания «Антигром», ул. Профсоюзная, д. 93а, +74952972727.
2. Интернет-магазин «TERATEK», ул. Ибрагимова, д. 31, офис 312, +74956468580.
3. Компания «ErgoZoom», ул. Академика Арцимовича, д. 3Б, +74952151821.

В санкт-петербурге

1. Интернет-магазин «Хакель Рос», ул. Бабушкина, д. 36, +78122445915.
2. Компания «EZETEK», ул. Возрождения, д. 20, +78126770881.
3. Интернет-магазин «A&E group», ул. Минеральная, д. 13, +78126484449.

Это оборудование больше всего пригодиться в тех местностях, где постоянно бывает дождь и присутствует повышенная влажность.

Все модели могут пропускать большое количество разрядов тока и выдерживать большое напряжение.

Кроме того, они доступны по цене всем желающим.

Зачем нужна грозозащита для видеонаблюдения

В каких случаях оправдано применение грозозащиты

Задачей таких решений является защита всего множества устройств, составляющих комплекс видеонаблюдения: видеокамеры, линии питания, видеорегистратор, сервер и блок питания. Любое из них может пострадать от перенапряжения, которое возникает в цепи из-за удара молнии.

В первую очередь, под угрозой находятся те камеры и другое оборудование, которые работают на открытой местности. Если устройство спрятано под навесом, который оснащен молниеприемником, то защита не является обязательной. Но и линии питания, и линии передачи сигнала, должны находиться под защитой от грозы и молний.

Существующие современные решения позволяют противодействовать наводкам в витой паре или коаксиальном кабеле. Высокий ток в кабеле является губительным для видеокамер и другого дорогостоящего оборудования. При попадании молнии в кабель происходит выход из строя видеокамеры и видеорегистратора в большинстве случаев.

Вполне вероятна также угроза поломки всей системы наблюдения, включая и архив с записями съемок. Кроме непосредственно угрозы попадания молнии, грозозащита убережет кабель системы от негативных действий высокочастотного тока, что возникает при прохождении кабеля поблизости от трансформаторных распределительных станций.

Для систем видеонаблюдения грозозащита ставится, чтобы уберечь оборудование от перепадов напряжения. Оно может быть вызвано не обязательно ударом молнии в любую часть системы, но также и выходом из строя любого из ее элементов. Что касается наружного оборудования, то, по идее, для его защиты можно воспользоваться специальным навесом.

Но от всех последствий высокого перенапряжения он защитить не сможет. С другой стороны, при прямом попадании в кабель молнии вообще не спасет никакая защита. Однако уберечь оборудование от электромагнитных наводок, вызываемых грозовыми разрядами, она вполне способна.

Что учитывать при установке грозозащиты

Есть несколько ключевых моментов обустройства грозозащиты:

1. От качества выполненных работ зависит безопасность абсолютно всех устройств, которые входят в систему наблюдения. Для заземляющей шины необходимо пользоваться кабелем, который обладает максимальным сечением. Прокладывать ее надо по самому короткому пути.
2. Заземление способно защитить только порт, вблизи которого его смонтировали. Поэтому придется ставить его у каждого из существующих портов и получится многоканальное устройство. Защиту можно ставить и на сам видеорегистратор в том случае, когда кабель был проложен для этих целей за пределами здания. Каждый из портов, к которым будет подведен этот кабель, придется заземлять дополнительно.
3. Для наружных линий обязательно использование экранированного провода. На одном конце он должен быть заземлен жестко, а на другом – мягко.
4. Если не сделать заземление регистратора, подключенного к защищенному порту, то можно ожидать пропадания связи или полного ее отсутствия при помехах. Если использовался экранированный кабель, тогда заземление делают лишь со стороны грозозащиты. Таким же способом делают заземление для всех других свободных кабелей.
5. Небезопасно проводить заземление корпуса видеорегистратора по экранирующей оболочке провода.

Подключение происходит следующим образом: грозозащитное устройство подключается как можно ближе к прибору, который оно будет охранять, в созданный для этого разрыв линии.

На крышке прибора обычно указывается направление подключения. Обязательно соединить клемму заземления и заземляющий контур.

Для того, чтобы восстанавливать работоспособность устройства после скачка напряжения и срабатывания защиты, нужно будет заменить плавкие предохранители.

Заземление витой пары

Из-за ударов молний происходят резкие перепады напряжения. Это приводит к тому, что оборудование выходит из строя, потому что экранирующая оплетка кабелей была в свое время заземлена неправильно. Чтобы защита была эффективной для всех случаев, необходимо сделать точку заземления симметричной витой паре.

Для этого потребуются дополнительные устройства, а в линию подключения для витой пары добавляется автоматический трансформатор. Если в системе планируется использовать экранированный кабель, то можно прибегнуть к разъемам типа RJ 45, и в этом случае на выход из трансформатора припаивают экран.

Инсталляция провода с экранированием в других случаях не является целесообразной – большинство оборудования не оснащено входными симметричными схемами с отводами. Если выводов под заземление или экранированных разъемов не предусмотрено, то оплетка кабеля защищается симметрирующим трансформатором. Для этого пользователь покупает UTP-кабель.

Критерии выбора грозозащиты

Такое оборудование, как правило, помещается в коммутационные коробки, ставят которые поблизости видеокамер. Если устройство, защищающее от грозы, помещают в термокожух, то нужно обращать внимание на то, как оформлено внутри его пространство. Еще обращают внимание на температурный режим, в котором может работать оборудование по грозозащите.

Подбирая такие устройства для своего объекта, особенно те, которые будут оберегать линии питания, следует придавать значение напряжению и силе тока. Некоторое оборудование призвано работать на постоянном токе, а другое – вполне может быть, что на переменном.

Среди различного оборудования с функциями грозозащиты различают несколько основных видов:

• для защиты цепей питания (переменный и постоянный ток);
• для защиты сигнальных линий (витая пара и коаксиальный кабель);
• для защиты управления (к примеру, PTZ камеры).

Чтобы обеспечить пристойный уровень грозозащиты, оборудование целесообразно помещать внутрь термокожухов, которые смогут дополнительно защитить его от высоких и низких температур. Но это касается устройств, работающих за пределами здания. А то, которое размещается внутри помещения, лучше ставить вблизи защищенной аппаратуры.

В случае поражения разрядом видеокамеры или линии ее подключения, риск попадания и разрушения распространяется и на диспетчерский центральный пункт. Чтобы обеспечить действительно комплексную защиту, нужно на линии подключения устанавливать защитные устройства не только со стороны камеры, но и от места расположения центрального процессора.

Грозозащита для IP видеооборудования

Если аналоговые устройства еще могут пережить сильную грозу, то в случае с IP видеонаблюдением без соответствующей защиты никак не обойтись. Прежде всего, она предохраняет цепи оборудования от губительных скачков напряжения. Такая защитная система может быть внутренней либо наружной.

Что касается внутренней, то с ее помощью происходит ограничение импульсного напряжения.

Она охраняет приборы и устройства от неблагоприятных наводок, которые появляются в процессе передачи сигнала на значительные расстояния.

Внутренняя защита полезна для видеокамер и охранных систем, мониторов и регистраторов, антенн, сетей подключения, сетей Ethernet. Функции наружной защиты – это перехват молниевого заряда и перенаправление его в землю.

При подключении грозозащиты для IP оборудования, устройство, представляющее собой диодный мост, включается в разрыв линии (кабеля). Оборудование оснащено специальным диодом, сработка которого происходит в ситуации, когда происходит разница потенциалов на входе и выходе, и ее значение превышает установленный предел.

Если срабатывает грозозащитное устройство, то происходит замыкание проводов с одновременным отведением лишнего разряда в землю. Именно таким образом удается защитить чувствительное видеооборудование в сети от преждевременных поломок. Но для этого, должно еще быть организовано правильное заземление.

Как подсказывает статистика, почти треть всех поломок IP оборудования для видеонаблюдения происходит вследствие импульсного перенапряжения, которое всегда сопровождает явление грозы. Для защиты видеокамер и другой аппаратуры нужно придерживаться нескольких важных правил.

Во-первых, устройства защиты нужно устанавливать на все виды наружных видеокамер. Во-вторых, обязательным условием сохранности системы наблюдения является защита всех цепей питания, а также сигнальных линий. В-третьих, модуль грозозащиты устанавливаются в коммутационные коробки, которые обязательно размещаются, как можно ближе к камерам наблюдения.

Построение эффективного грозозащитного комплекса

Самое серьезное внимание построению грозозащитного комплекса должно уделяться в момент разработки видеонаблюдения на объекте. Для защиты оборудования можно прибегнуть к помощи грозозащитных комплексных устройств, также понадобиться организация корректного заземления в здании и около него. Выбирать модуль грозозащиты можно, основываясь на типе видеокамер и линий передачи сигнала.

Эффективный грозозащитный модуль обеспечивает постоянную пассивную защиту наблюдению по всей линии движения сигнала, а также активную защиту на линии его питания.

Как только в линиях возникают импульсные перенапряжения, спровоцированные разрядами молний или сильным электромагнитным полем, то на период действия такого напряжение устройства.

Находящиеся под защитой, должны быть отключены от линий.

Возврат в рабочее состояние будет происходить в автоматическом режиме, как только напряжение достигнет своего нормального уровня. Чтобы устройство работало устойчиво, ему потребуется обязательное заземление. Допустимое значение импульсного тока в линии достигает 100А. Комплекс должен быть способен работать в температурном диапазоне от – 40 до + 50 градусов по Цельсию.

Главными достоинствами эффективного грозозащитного комплекса должны быть следующие параметры:

• простота в подключении;
• небольшие габариты;
• эффективная защита всех камер и оборудования для регистрации видео;
• наличие предохранителей в схеме, которые могут самовосстанавливаться.

Применяя такое сложное оборудование, как видеонаблюдение, во внешней среде, необходимо предусмотреть все возможное, чтобы защитить его от погодных условий и других разрушительных внешних факторов. Устройства по грозозащите являются одним из основных средств для обеспечения бесперебойной работы системы во время неблагоприятной погоды, такой, как гроза и молнии.

Грозозащита Ethernet для IP-видеонаблюдения

Дата публикации: 05.10.2016 Скачать статью в формате pdf (необходимо зарегистрироваться или авторизоваться)

Система IP-видеонаблюдения — это совокупность сложных высокотехнологичных устройств с чувствительной электроникой. Эти устройства подвержены влиянию перенапряжений, бросков тока, статического электричества и т.п.

А если мы говорим об уличном видеонаблюдении и, тем более, системах наблюдения на периметре, то дополнительную угрозу несут в себе наведенные напряжения вследствие удара молнии во время грозы.

О том, как обеспечить грозозащиту и непрерывную работу системы видеонаблюдения мы и поговорим в статье.

Ууууу…грозы для системы IP-видеонаблюдения

Для начала разберемся в терминологии. «Грозозащита» — устаревший и не подкрепленный нормативной документацией термин.

В литературе встречается термин «молниезащита» и именно его корректно использовать для устройств, сооружений и комплекса мероприятий для защиты от прямого или непрямого попадания молнии.

Однако, мы себе позволим в этой статье и далее использовать термин «грозозащита» для комфортного восприятия информации читателями. Да уж простят нас профессионалы в сфере молниезащиты.

Когда говорят о грозозащите, предполагают защиту от разрядов молнии при грозах. Удар молнии даже в нескольких километрах от объекта вызывает короткие импульсы в слаботочных сетях в несколько сотен вольт. Возможно ли защититься от удара молнии?

Удельная плотность грозовых разрядов в России достаточно мала и составляет около 3-х ударов в год на квадратный километр. Но если молния попадает в объект, то разрушения могут быть достаточно серьезные.

Для защиты от прямого попадания молнии служат специальные сооружения, призванные перехватить удар молнии и отвести ее ток в сторону от объекта защиты. Это всем известные громоотводы (термин «громоотвод» некорректный, но распространенный. Правильное название «молниеотвод», которого мы и будем придерживаться в дальнейшем).

Никаких устройств локальной защиты от прямого попадания молнии, которые можно было бы подключить к IP-камере, не существует. При прямом попадании молнии камера просто оплавится. Для молнии характерны значения напряжений в десятки миллионов вольт, а тока — сотни килоампер в импульсе до 100 мкс.

Комплекс мероприятий по устройству навесов и молниеотводов мы не рассматриваем в рамках данной статьи и предполагаем, что такая защита на объекте имеется априори.

Наиболее вероятная угроза для системы видеонаблюдения — это короткие импульсы перенапряжений. Причины возникновения таких импульсов:

• удар молнии поблизости от объекта, в т.ч. в молниеотвод
  мощный электрический импульс и электромагнитное возмущение вызывает наведенную ЭДС в токопроводящих жилах цепей передачи информации и питания. В этой ситуации не помогает даже заглубление кабеля в толщу земли.
• статическое электричество
  перемещения кабеля, ионизированный воздух, погодные явления. Все это может вызвать появления импульсов статического напряжения, способных вывести из строя оконечное оборудование — коммутатор или видеокамеру. Наверняка, все испытывали на себе действие статического электричества, когда зимой снимали свитер из синтетических тканей. Неприятно, правда? Даже такого рода разряды опасны для микроэлектроники.
• перенапряжения вследствие коммутаций и переключений
  подключение удаленной камеры, коммутация патчкордов в кроссовой, включение питания коммутатора на периметре, включение и отключение мощной нагрузки — это примеры переходных процессов в электрических цепях, сопровождающихся резкими скачками напряжения импульсного характера, что может вызвать сбои в работе и поломки.

Вне зависимости от способа возникновения импульсов перенапряжения, все они характеризуются значениями напряжения в несколько киловольт и временем воздействия в десятки мкс.

И даже такого времени вполне достаточно, чтобы причинить непоправимый ущерб дорогостоящему оборудованию. Защитить от импульсных перенапряжений в информационных линиях и цепях питания призваны УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений).

Специалисты старой школы могут вспомнить термин ОПН (ограничитель перенапряжений), что, по сути, означает то же самое.

Конструкция и классификация устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

Задача УЗИП — создать короткозамкнутую цепь на клемму заземления в момент воздействия импульса перенапряжения и тем самым предотвратить протекание тока через защищаемое оборудование. В то же время при отсутствии перенапряжений в цепи, УЗИП не должно оказывать сколько-нибудь заметного влияния на режим работы оборудования.

Для УЗИП широко используются искровые и газовые разрядники, варисторы, диоды-супрессоры.

В зависимости от типа (класса испытаний) устройств защиты и их предназначения (защита силовых цепей, низковольных устройств, информационных линий) используют различные схемы и комбинации вышеприведенных компонентов.

УЗИП различаются по классам от I до III. Классы УЗИП соответствуют классам испытаний:

• УЗИП первого класса испытаний
  испытания по первому классу имитируют частично направленные молниевые импульсы с формой 10/350 мкс. Как правило, УЗИП класса I — это устройства для защиты общей электросети здания, которые устанавливаются на вводе.
• УЗИП второго класса испытаний
  испытания имитируют уже наведенные молниевые импульсы с формой 8/20 мкс. Предназначены для защиты электроаппаратуры, вторичных цепей питания, линий связи. Устанавливаются уже после УЗИП первого класса.
• УЗИП третьего класса испытаний
  испытания аналогичные второму классу, но расширенны комбинированной волной из импульсов 1,5/50 и 8/20 мкс. Предназначены для защиты особо чувствительной аппаратуры и приборов, для которых не предусмотрено прохождение испытаний на устойчивость к импульсным перенапряжениям. Производители рекомендуют такие устройства для медицинской аппаратуры, серверов баз данных, устройств промышленной автоматики и телемеханики, дорогостоящих измерительных устройств.

Существуют УЗИП классов I+II и I+II+III. Это не значит, что они комбинируют в себе несколько устройств. Просто такие устройства соответствуют сразу нескольким видам испытаний.

В каталогах зарубежной продукции можно встретить разделение УЗИП по типам. Разделение устройств по классам принято в российских ГОСТ, а за рубежом принято использовать классификацию по типам. Тип и класс для УЗИП — это одно и то же.

Какой же тактики применения УЗИП следовать для системы видеонаблюдения?

Начнем с электропитания и общего ввода в здание. На нем обязательно применение УЗИП класса I. Но это, скорее всего, уже предусмотрено проектом электроснабжения.

Устанавливать дополнительное УЗИП класса I на щитке питания системы видеонаблюдения внутри здания нецелесообразно.

Но если щит электропитания вынесен из здания, то для обеспечения грозозащиты необходимы применение УЗИП класса I и организация локального заземления.

Далее необходимо защитить информационные линии и линии электропитания камер. Об этом стоит поговорить подробнее.

Защита со всех сторон

Как мы определили, ЭДС может быть наведена на любой токопроводящий объект, и в первую очередь кабели: электропитания и информационный. Причем, если установить УЗИП возле одного конца, например, информационной линии Ethernet, будет осуществляться защита только того устройства, возле которого находится УЗИП.

Аналогично и для цепей питания слаботочных устройств. Почему же нельзя поставить одно УЗИП на линию? Здесь все очень просто. Сопротивление кабеля слишком велико для того, чтобы импульсное перенапряжение, возникшее на незащищенном конце кабеля могло быть эффективно нейтрализовано УЗИП, установленным на другом конце.

Еще одним отличным решением для защиты центрального коммутационного и станционного оборудования будет применение оптоволоконных линий. Стекло не является проводником электричества и обеспечивает полную гальваническую изоляцию и защиту.

Типовая схема создания защищенной системы уличного и периметрального видеонаблюдения:

В схеме показан вариант для камер с питанием по PoE. Если IP-камера питается отдельным напряжением, то для питающего кабеля также необходимо предусматривать защиту как на выходе из БП, так и при подключении к камере.

УЗИП для защиты сетей Ethernet в большинстве своем имеют класс II.

Без подключения к заземлению УЗИП не обеспечивают защиту. При этом заземление должно быть организовано в строгом соответствии с требованиями ПУЭ.

При проектировании видеонаблюдения необходимо выделить соответствующие требования к организации заземления в точках установки УЗИП в отдельный документ в составе проекта. Документ станет частью ТЗ для проекта электроснабжения и молниезащиты.

Не стоит надеяться, что монтажник по месту прикрутит клемму заземления к любой ближайшей железке, и защита будет обеспечена.

Какое оборудование выбрать?

Стоимость устройств защиты на один порт Ethernet составляет от 300 до 6000 р. и более. Почему такой большой разброс? Мы умышленно сказали «устройства защиты», а не УЗИП. Существует великое множество недорогих устройств, заявленных как грозозащита линии Ethernet.

Выяснить, что за схемотехника и способы обеспечения защиты используются в таких устройствах проблематично, в документации редко указываются необходимые данные для идентификации класса защиты, тем более информация о типе УЗИП и классе защиты.

Причем узнать, работает это устройство или нет, спасет ли оно в тот самый момент, который и наступит-то может быть один раз в жизни, без специального тестера невозможно.

Можно, конечно, понадеяться на авось и установить, что подешевле — заказчик все равно не проверит работу УЗИП, но выход из строя дорогого оборудования будет на вашей совести и серьезно скажется на репутации, подорвав доверие заказчика.

Мы рекомендуем обратить внимание на продукцию известных марок, таких как DEHN + SÖHNE, PHOENIX CONTACT, HAKEL. Даже если вы выбрали качественное УЗИП, рекомендуется проверить его параметры специальным тестером.

Стоимость такого тестера высока и покупать его не имеет смысла, лучше взять в аренду, либо договориться о проверке со специализированной организацией или представительством производителя.

Только в таком случае вы можете быть уверены в высоком уровне защиты.

Будет ли выбор дорогих УЗИП стопроцентной гарантией от воздействия грозовых разрядов? Нет! Степень защиты УЗИП определяется параметрами напряжения и временем импульса. Если они будут превышены, защита может не сработать.

Да и доказать, что устройство не сработало, когда это было нужно, невозможно.

В любом случае, если в ТЗ прописано требование обеспечить грозозащиту, установка качественных устройств защиты — это лучшее и единственное, что вы можете сделать.

Тактика использования УЗИП для внешних систем видеонаблюдения рассмотрена в нашем вебинаре «Технологии защиты систем видеонаблюдения» от 14.10.2016. Фрагмент вебинара о грозозащите для видеонаблюдения:

Типовые заблуждения

Встроенная защита в устройствах

Некоторые производители заявляют о грозозащите своего оборудования. С технической точки зрения это возможно.

Почему бы не встроить схему УЗИП внутрь устройства? Однако, нередко у таких устройств отсутствует клемма заземления, нет описания класса испытаний или хотя бы параметров, которые можно было бы соотнести с нужным нам типом защиты.

Какая защита установлена в таких устройствах и от чего защищает, можно только догадываться. Проверяйте информацию из рекламы в документации на продукцию.

Для защиты достаточно молниеотвода

Молниеотвод или, в просторечии, громоотвод — это комплекс мероприятий, направленный на перехват, распределение и растекание тока, возникающего вследствие прямого попадания молнии в объект защиты.

Его задача — защитить здания и сооружения, взрывоопасные объекты, объекты энергетики и жизнеобеспечения от прямого попадания молнии и рисков связанных с этим: разрушения конструкций, пожаров, взрывов, отключения электрогенерирующих мощностей и т.п.

Установка молниеотвода ни в коей мере не может изменить величину наведенных перенапряжений в электрических цепях объекта. Задача ограничения перенапряжений ложится полностью на УЗИП в электрических коммуникациях объекта.

Грозозащиту можно проверить электрошокером

Для начала, электрический импульс электрошокера не похож на измерительный импульс для проверки УЗИП. Это серия импульсов с определенной частотой в десятки герц.

Данные испытания никак не соответствуют характеру воздействий в виде одиночных грозовых перенапряжений.

К тому же, контур замыкания дуговых разрядов электрошокера ограничивается металлом корпуса оборудования, проводником линии питания или информационного кабеля и не распространяется на цепь. Поэтому судить о работе или не работе УЗИП при таких испытаниях некорректно.

Для защиты достаточно заземлить камеру и экран кабеля

Если видеокамера имеет металлический корпус, а кабель используется экранированный, то заземление корпуса камеры и экрана кабеля обязательно.

Сможет ли это защитить от возникновения импульсных перенапряжений? Частично.

Экран кабеля имеет достаточно высокое сопротивление, чтобы обеспечить быстрое стекание тока, возникающего в его толще вследствие воздействия электромагнитного возмущение от удара молнии.

И ни в коем случае не заземляйте экран кабеля с двух сторон, если не уверены в равном потенциале земли. Иначе по экрану потечет постоянный ток уравнивания потенциалов, который будет уже действовать не кратковременного, а постоянно, и может нарушить работу системы.

Устройства грозозащиты — одноразовые

Существует мнение, что грозозащита подобна плавкому предохранителю и выгорает после воздействия разряда, вызванного молнией. Имея в голове такое убеждение, не захочется покупать устройство стоимостью несколько тысяч рублей.

Так вот: это ошибочное мнение! Если в линии возникло импульсное перенапряжение в рамках класса УЗИП, то УЗИП выполняет свою функцию и не выходит из строя. Более того, при проведении испытаний УЗИП, его подвергают воздействию импульса перенапряжения не менее 15 раз.

Если же УЗИП вышло из строя, то это означает, что импульс превышал расчетные значения, и тогда можно только порадоваться, что сгорело УЗИП, а не дорогостоящая IP-камера, коммутатор или сервер видеонаблюдения.

Подробно о правильном обеспечении молниезащиты систем видеонаблюдения в своем докладе на конференции для проектировщиков PROIPvideo2018 рассказывал представитель компании Ден рус Алексей Федоров:

Нормативная документация

При проектировании системы видеонаблюдения с грозозащитой полезно изучить следующие нормативные документы в этой области:

• ГОСТ Р 51992-2011 «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах». Аналог международного стандарта МЭК 61643-1:2005
• ГОСТ Р 50571.26-2002 «Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 534. Устройства для защиты от импульсных перенапряжений»
• СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций»
• ПУЭ «Правила устройства электроустановок» издание 7

Никакие нормативные документы не обязывают обеспечивать грозозащиту оборудования системы видеонаблюдения. Возможно, отдельными ведомственными нормативными документами и внутренними предписаниями заказчика установка УЗИП предусмотрена. Специалистам Видеомакс такие документы не встречались.

В то же время, установка УЗИП для ключевых камер и сетевых узлов коммутации позволит надежно защитить систему видеонаблюдения от воздействия импульсных перенапряжений, которые могут быть вызваны не только ударами молнии, но и статическим электричеством, коммутациями, включением и отключением мощных нагрузок.

Если в ТЗ заказчик прописал требование по обеспечению защиты от импульсов перенапряжений и грозозащите вы теперь знаете что делать.

Выбирайте соответствующей задаче УЗИП и выдавайте электрикам техтребования по организации заземления в точках установки УЗИП.

Если же в ТЗ прописана организация молниезащиты, то настоятельно рекомендуем передать эту работу профессионалам, т.к. расчеты устройств молниезащиты довольно сложны и должны учитывать специфику объекта защиты.

Специалисты компании Видеомакс готовы провести аудит готового проекта и консультации при выборе проектных решений для создания лучших систем видеонаблюдения. Вы получите проработанное и протестированное решение своей задачи.

Вы можете рассчитывать на любую помощь: выбор камер, определение тактики охраны, расчет ЛВС, выбор станционного оборудования и программного обеспечения системы видеонаблюдения. Получить консультацию можно по телефону 8 800 302-55-46.

Источник https://www.mzke.ru/molniezashhita_chastnogo_doma.html

Источник http://vgrozu.ru/

Источник https://signalkaman.ru/sovety/grozozashhita-i-molniezashhita-dlya-kamer-videonablyudeniya-3-sposoba-zashhity.html