Для чего нужна грозозащита
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.
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.
Данные устройства пригодятся в следующих местах:
Как работает: устройство и принцип действия
Стандартное устройство грозозащиты состоит из следующих элементов:
Принцип работы заключается в следующем:
Существующие виды
Существует 3 вида грозозащиты.
Отзывы о грозозащитах для камер видеонаблюдения: плюсы и минусы
К достоинствам данной аппаратуры можно отнести следующее:
К недостаткам относится:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Какого производителя и какой тип лучше выбрать: ТОП-3
Из вышепредставленных устройств можно выделить следующие модели.
Что учитывать при выборе устройств?
При выборе грозозащиты стоит обратить внимание на следующее:
3 лучших модели
Согласно отзывам, лучшими устройствами являются следующие приборы:
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.
Защита методом заземления витой пары
Установка метода заземления витой пары может проводиться следующим алгоритмом:
Стоимость
Цена зависит от диапазона рабочих температур, количества переносимого напряжения и вида грозозащиты.
Наиболее дешевые устройства представлены следующими вариантами:
И более дорогие модели:
Где купить грозозащиту для видеонаблюдения?
В Москве
В Санкт-Петербурге
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.
Что такое грозозащита?
Человечество с древнейших времен испытывает сакральный трепет и страх перед различными явлениями природы. Одним из них является гроза и зрелищное ее проявление – молния. Наибольшую опасность молния представляет для жилых зданий, промышленных предприятий и так называемых объектов критически важной инфраструктуры, выход которых из строя, может нанести ощутимый вред, как для крупных населённых пунктов, так и отдельных регионов.
По данным Всемирной метеорологической организации, на Земле каждый день случается примерно 50 тысяч гроз. Но гроза – это не просто гром с дождём. Наиболее опасное явление, которое она с собой несёт – это молния.
Из истории известен случай, произошедший с российскими учёными М. Ломоносовым и Г. Рихманом во время опытов по улавливанию атмосферного электричества в 1753 году в Санкт-Петербурге. Эти известные естествоиспытатели 18–го века разработали для своих жилых помещений «грозоулавливатели» и опробовали их во время сильной грозы над городом, но проведению эксперимента помешала внезапно появившаяся шаровая молния и эксперимент не удался.
Исследователи также пытаются найти способ использования молний в энергетике. Вопросами использования (аккумулирования) энергии грозовых разрядов в первой половине 20-го века в США занимался великий изобретатель и учёный Никола Тесла. Однако американские власти результаты исследований и экспериментов засекретили, а оригинальные экспериментальные установки уничтожили. Данная статья расскажет вам простыми словами о важных прикладных аспектах, связанных с этим природным явлением, а именно о защите объектов, инфраструктуры и человека от разрушительного воздействия грозы и молний.
Основные понятия и определения
Гроза – это природное явление, проявляющееся в виде разрядов атмосферного электричества, которые мы и привыкли идентифицировать как молнию. Также гроза сопровождается сильным акустическим эффектом (громом), иногда сильным порывистым ветром (шквалом), дождевыми проявлениями в виде ливня или града. Когда между различными частями облака, а также между облаком и землей, достигается разность электрических потенциалов в несколько миллионов вольт, то возникает природное явление в виде электрического разряда, именуемое в науке – молния. Молнии могут быть длиной от 2-х и до 50 км, а их сила тока бывает и до 100-200 тыс. ампер. Температура в канале поднимается от 10 и даже до 50 тыс. градусов по Цельсию. Когда гроза вызвана разрядом молнии, направленным прямо на объект, она несет в себе угрозы, которые считаются первичными. А если гроза проявляется как наведение напряжения от разрядов молнии, то угрозы такого плана считаются вторичными.
По направлению разряда молнии подразделяются на:
Грозозащита (молниезащита / громозащита) – это совокупность мер по обеспечению защищенности сооружений, техники, человеческого общества, животного мира и общественной инфраструктуры от разрушительного действия молний. Выбор конструкции грозозащитных систем является важной составной частью строительного проекта в плане обеспечения безопасной среды обитания человека, сохранности зданий, сооружений и объектов жизнеобеспечения и промышленных коммуникаций от воздействия атмосферного электричества. Следует отметить, что в РФ существуют нормативы по категорированию уровней защищенности объектов и эффективности грозозащитных мер. Это отражено в “Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений. РД 34.21.122-87”, «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций СО 153 – 34.21.122 – 2003», а также в других нормативных документах.
О принципах работы грозозащиты
В самых общих чертах это устройство представляет собой сочетание таких элементов, как молниеприемник, токоотвод и заземлитель. Три элемента в целом образуют молниеотвод, который перехватывает саму молнию и отводит ее ток в землю. Таким образом происходит защита объекта от последствий действия этой стихии. Комплексные мероприятия, проводимые с целью защиты человека, объекта, дома и других сооружений от прямых ударов молнии с помощью специальных приспособлений именуются внешней молниезащитой (или «external lightning protection system» – англ.).
Кроме вышеперечисленных и распространенных устройств, в последнее время стала известна и альтернативная система защиты от молний, называемая активной молниезащитой (early streamer emission). Такие системы стоят гораздо дороже обычных, а их «повышенная эффективность» пока не доказана техническими специалистами на практике.
Специалистами устанавливаются отдельно расположенные молниеотводы, но также установить молниеотвод возможно прямо на самом объекте.
Какую функцию выполняет молниеотвод, который установлен отдельно? С помощью такого устройства можно предотвратить эффект, когда ток растекается по самому объекту, и отвести ток сразу в землю.
Простая формула показывает радиус защитного действия такого молниеотвода на уровне земли: R = 1,5 * h, (формула приведена для зоны Б РД 34) где h – высота молниеприемника от уровня земли. Теперь рассмотрим случай установки молниеотвода специалистом непосредственно на самом сооружении.
При применении такого конструктивного решения, происходит процесс растекания тока по четко контролируемым путям для отведения тока. Вероятность возгорания и взрывоопасности снижается до ничтожно малых величин, потому что исключено воздействие на объект термическим способом.
В зависимости от видов молниеприемника наиболее распространены стержневые, тросовые и сетчатые молниеотводы. Идея и конструкция стержневого молниеотвода была впервые предложена и запатентована в 1752 г. в США выдающимся общественно-политическим деятелем и талантливейшим учёным Америки – Бенджамином Франклином. С той поры данный тип молниеотвода принято называть «стержнем Франклина».
Тросовый молниеприёмник, как видно из названия, представляет из себя натянутый между двумя «мачтами» металлический трос, который перехватывает молнию, нацеленную на объект под таким тросом. Для защиты одного строения может использоваться несколько тросовых молниеприёмников.
Другой тип молниеприёмника получил название молниеприёмной сетки. В практике молниезащиты специалисты укладывают сетчатые молниеприемники непосредственно на неметаллическую крышу здания, причем крыша должна быть горизонтальной. Любой уклон крыши может означать риск поражения молнией.
Популярность того или иного вида молниеприёмника различается в разных регионах и на разном типе объектов, поэтому назвать одного «лидером» по популярности невозможно. Если рядом с Вашим объектом близко расположено очень высокое здание, то при проектировании системы грозозащиты необходимо учитывать расстояние между объектами, а также ряд экономических показателей и других особенностей защищаемых сооружений. Токоотвод монтируется в стену строения, он протягивается до земли с достаточно короткой дистанцией, чтобы заряд очень быстро ушёл в землю.
Внутренняя молниезащита представляет собой комплекс превентивных мероприятий по обеспечению безопасности от вторичных действий молнии. Этот эффект проявляется обычно в виде индукции импульсного перенапряжения и занесённого высокого потенциала. Здесь применимы так называемые УЗИП. Эта аббревиатура расшифровывается как устройства защиты от импульсных перенапряжений. В английском языке существует терминология: «lightning surge protection» и «surge protection device». Импульсные перенапряжения могут быть вызваны как прямым ударом молнии, так и непрямым ее ударом. Если молния ударяет вблизи строения или объекта, то речь идёт о вторичном воздействии молнии — импульсном перенапряжении.
Специалисты подразделяют УЗИП на 3 класса. Устройства первого класса устанавливают на всех объектах защищенных внешней системой и на объектах, расположенных рядом с высокими сооружениями, такими как мачты и с любыми другими строениями, с которыми имеют общее заземляющее устройство. Он рассчитан на такую надежность, которая позволяет выдержать полный ток молнии, ограничить его до нужного значения и при этом остаться неразрушенным.
Применение грозозащиты и заземления
Обратимся к вышеупомянутым в этой статье нормативным документам. Если мы планируем защитить от воздействия грозы дом высотой до 60 м, то нужно иметь в виду, что существует 3 категории такой защиты. Третья категория защиты – это все обычные жилые помещения стандартной планировки, а также общественные здания. Но если в здании много этажей и оно очень высокое, то роль грозозащиты возрастает, так как тут возможны повреждения всякого рода слаботочных электроустановок. Особенно это характерно при использовании современных систем управления для «умных домов». Поэтому специалисты оборудуют такие дома специального рода ограничителями перенапряжений. Устанавливают эти системы в специальных местах, обозначенных на этапе планирования всей системы молниезащиты. А вот для жилых домов сельской местности в Российской Федерации нет обязательных требований для систем грозозащиты. По классификатору такие здания отнесены по молниезащите к 3-ей категории.
Специальные объекты (иногда их называют критически важными) – это те сооружения и инфраструктура, повреждение или разрушение которых влечёт за собой тяжёлые материальные последствия, а также угрожает здоровью и даже жизни человека. Они подлежат оборудованию системами грозозащиты, категория которых устанавливается в специальных требованиях на этапе составления проектной документации. К таковым относят объекты энергетики, телекоммуникаций и каналов связи, различные трубопроводы, железные дороги, автомобильные трассы, аэропорты, речные и морские причалы, газовые и нефтепромыслы, инфраструктуру информационно–коммуникационных технологий, военные части и объекты оборонного назначения. В связи с проникновением информационных технологий и Интернета в промышленную и другие сферы, оборудование, используемое в этих отраслях должно иметь устройства защитного заземления.
В заключение данной темы можно сделать следующие выводы: грозозащита, как компонент безопасности, является неотъемлемой частью современной промышленной и общественной инфраструктуры, позволяя тем самым экономить средства и защитить людей, сооружения и здания от разрушительного воздействия стихии атмосферного электричества.
Особенности грозозащиты для систем видеонаблюдения
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.
Три опасности для систем видеонаблюдения, возникающие во время грозы
Во время грозы три фактора могут нарушить работоспособность видеоаппаратуры:
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.
Высоковольтные наводки в слаботочных кабелях во время грозы
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:
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:
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.