原标题：光端机的防雷保护

　　随着治安监控系统在各地的迅速开展，用高科技技防手段保证人民安全已经越来越深入人们的生活，监控系统设备的稳定性、安全性显得尤为重要，一些不可亢力因素，如雷击、感应电、感应雷破坏的可能性就大大增加了。其后果可能会使整个监控系统运行失灵，并造成难以估计的经济损失。 监控系统一般分为前端设备、传输部分和终端设备组成。其中尤为前端和传输部分遭受雷击的可能性最大，因为前端器材一般都置于室外，很多地方架设都比较高，或坐落在空旷地带，在一些厂矿等场合受到干扰的可能性也比较大，传统线材传输受周边环境影响较大，但由于现在很多工程都采用了光纤传输，传输线路和主控部分的设备一般不会受到雷击的影响，但暴露在室外的前端设备如何采取有效的防雷措施对整个系统的稳定尤为重要。

　　本文将着重向您介绍光纤传输过程中前端视频光端机的防雷保护，其经验也可移植到其它设备的防雷保护中。

　　在说明数字光端机防雷保护之前，首先介绍一下雷击的几种方式：

　　直击雷：雷电直接击在室外放置的发射光端机或所连接的其它监控设备上造成损毁。

　　雷电波侵入：连接室外光端机的金属管线受到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线侵入设备，造成电位差使光端机损坏。

　　雷电感应：在雷电发生区域周围所产生的很强的瞬变电磁场。处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电动势。这现象叫电磁感应。当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可40-60kv。这种现象叫静电感应。电磁感应和静电感应称为感应雷，又叫二次雷。它对设备的损害没有直击雷来的猛然，但它要比直击雷发生的机率大得多，这也是通过我们在光端机内部增加防雷保护措施可以屏蔽的。

　　数字光端机的防雷

　　数字光端机(一般为发射端)及与之所连接的摄像机、解码器等应置于“接闪器”(避雷针或其它接闪导体)有效保护范围之内，通常是将这些设备的地线连接并同时连接到接闪器的一端。接闪器可使用导电性能优良的铁、铜等金属，可以架设在摄像机的支撑杆上，引下线应连接导电性能优良的导体直接埋入地下(如选用Φ 8的镀锌圆钢)。为防止电磁感应，沿杆引上的视频线、电源线和信号线应穿金属管屏蔽。这将是最有效的防雷接地措施，同时为防止雷电波沿线路侵入前端设备，可在设备前的每条线路上加装合适的避雷器，如电源线(220V或DC12V)、视频线、信号线和云台控制线。这些防护措施在前端设备的施工过程中是必须的，尤其一些架设比较高、位置相对偏远(周边没有较高建筑)，周边干扰源较多(如发电厂、钢铁厂等)的场合。做好这些保护之后，大部分产生感应雷的情形将会被屏蔽，但仍有些情况，如周边感应磁场较大，感应电较低但长时间被加载到光端机上，长时间工作造成接口损坏，或不具备接入良好地线的条件，那么光端机内部的防雷保护电路就显得尤为重要。

　　下面来说明光端机最常用的三类接口是如何实现防雷保护的。

　　1、通讯接口保护：

　　对于监控工程通常是指485数据接口，485芯片要求的供电电压较低，一般为5V左右，这也是所有光端机接口中最为脆弱的部分，尤其是发射端，在遇见电压或电流波动时，长时间感应电将会影响芯片的正常工作，造成接口损坏。光端机的通迅接口对于目前运用最为广泛的RS485来讲：采用三级保护措施。

　　第一级：雷电泄放——泄放雷电或者感应雷能量，采用TVS管，当有上千伏乃至更高的电压加载时，TVS管导通，阻抗变小，将瞬时产生的大电流沿地线泄放走，同时TVS管两端电压保持恒定，一般而言降致150V左右。

　　第二级：过流保护，使用压敏电阻，保证电流冲击小于1安培，如果电流超过1A，保护电路自动断开，将内部电路和接口隔离，电流恢复正常，电路自动恢复。

　　第三级：和第一级泄放原理相同，将已经降到150V的电压继续降低到5-10V，给芯片工作提供正常的电压范围。

　　以上三级统称为接口自动诊断恢复电路，经过模拟浪涌和突波电流实测，防雷等级达到1500W，有效保护485等通迅接口。

　　2、视频保护电路：

　　目前的视频保护采用桥式保护+TVS保护方式，当有大电压加载时，阻抗自动变小，将瞬时大电流快速泄放经过实测(模拟浪涌、突波电流测试)，保护等级可以达到75V(视频信号峰峰值只有2V),能保护到视频信号的30倍以上。经过过滤的标准视频信号再进入A/D转换电路，保证整个信号处理部分的安全。

　　3、电源保护：

　　电源保护采用两级保护：

　　1、过压保护：采用TVS方式保护，如果输入电路板电压超过正常电压1.5倍，TVS隔断电源回路，当电源恢复正常，TVS重新导通，恢复电路回路，确保电源部分工作正常。

　　2、过流保护：采用自恢复保险方式，如果输入电流大于线路板正常工作电流值的2倍以上，自恢复保险将电源断开;电路正常，自恢复保险供电恢复电路。

　　经过模拟浪涌信号实测，多级防雷保护的效果非常明显，除去直击雷等一些极端情况，基本可屏蔽雷电(尤其是感应电)的侵袭，尤其在一些条件简陋，安装地点较为偏远、无法接入良好地线的场所，当然，防雷保护是一项需要不断完善的技术，不同工程现场的表象也不尽相同，保护等级还需持续提高，它将为保证监控系统稳定、安全发挥更重要作用。

• 压敏电阻
  

• 压敏电阻是以氧化锌为材料烧结而成的半导体限压型浪涌器件;它以其优异的非线性特性和超强的浪涌吸收能力被广泛应用于电子电路中进行保护。

• 产品主要用在交/直流电源电路及各类低频信号、控制电路板及相关的防雷模块上作浪涌保护。 压敏电压可从18V至1800V;单体通流量可达70KA甚至更高，本体直径有Φ5、Φ7、Φ10、Φ14、Φ20、Φ25、Φ32、Φ40、Φ53及34*34方片等其他规格尺寸，也可为客户定制规格。

• 产品通过一系列的国际安规认证：UL、VDE、CSA及相关的无铅认证，符合MOV在SPD上浪涌测试标准和IEC61643-331-2003标准。

• 20D系列压敏电阻

  产品型号	产品名称	产品封装	电流	电压	电容
  20D180L/20D180LJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	2000A/3000A	18V	19000pF
  20D220K/20D220KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	2000A/3000A	22V	15000pF
  20D270K/20D270KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	2000A/3000A	27V	12000pF
  20D330K/20D330KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	2000A/3000A	33V	100000pF
  20D390K/20D390KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	2000A/3000A	39V	8500pF
  20D470K/20D470KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	2000A/3000A	47V	7400pF
  20D560K/20D560KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	2000A/3000A	56V	6500pF
  20D680K/20D680KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	2000A/3000A	68V	5800pF
  20D820K/20D820KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	82V	4900pF
  20D101K/20D101KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	100V	4000pF
  20D121K/20D121KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	120V	3300pF
  20D151K/20D151KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	150V	2700pF
  20D181K/20D181KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	180V	2200pF
  20D201K/20D201KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	200V	2000pF
  20D221K/20D221KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	220V	1800pF
  20D241K/20D241KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	240V	1650pF
  20D271K/20D271KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	270V	1500pF
  20D301K/20D301KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	300V	1300pF
  20D331K/20D331KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	330V	1200pF
  20D361K/20D361KJ	压敏电阻 - 20D系列压敏电阻	20D	6500A/10000A	360V	1100pF

• 14D系列压敏电阻

  
  

  
  

• 10D系列压敏电阻

• 07D系列压敏电阻

TVS管

　　TVS管是一种限压型的过压保护器件，也叫瞬态电压抑制二极管，瞬变抑制二极管，瞬态抑制二极管等，以pS级的速度把过高的电压限制在一个安全范围之内，从而起到保护后面电路的作用。

　　广泛应用在半导体及敏感的电子零件过电压、ESD保护上，主要包括：消费类产品、工业产品、通讯、电脑、汽车、电源供应器、信号线路保护及军事、 航天航空导航系统及控制系统上。 反应速度快，电压抑制能力强，有SMAJ，SMBJ，SMCJ，SMDJ，P4KE，SA，P6KE，1.5KE，3KP，5KP，15KPA，20KPA，30KPA系列和低电容的SAC(500W，50Pf)，LCE(1.5KW，100Pf)系列。

　　产品通过一系列安全可靠的认证，如UL、无铅认证，符合IEC61000-4-2，IEC 61643-321：2001测试标准。

• 20KP系列TVS管

• 封装：P600

  功率：20000W

  电压范围：20~300V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

  
  

• 15KP系列TVS管

• 封装：P600

  功率：15000W

  电压范围：17~280V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

  
  

• 5KP系列TVS管

• 封装：P600

  功率：5000W

  电压范围：5.0~250V

  电容：100PF

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

  
  

• 3KP系列TVS管

• 封装：P600

  功率：3000W

  电压范围：5.0~220V

  玻璃钝化工艺（GPP）

• P6KE系列TVS管

• 封装：DO-15

  功率：600W

  电压范围：5.8~512V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

  
  

• P4KE系列TVS管

• 封装：DO-41

  功率：400W

  电压范围：5.8~467V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

  
  

• 1.5KE系列TVS管

• 封装：DO-201

  功率：1500W

  电压范围：5.8~467V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

• 5.0SMDJ系列TVS管

• 封装：DO-214AB

  功率：5000W

  电压范围：11~170V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

• P6SMB系列TVS管

• 封装：SMB/DO-214AC

  功率：600W

  电压范围：5.8~495V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

• P4SMA系列TVS管

• 封装：SMA/DO-214AC

  功率：400W

  电压范围：5.0~220V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

• SMF系列TVS管

• 封装:：SOD-123FL

  功率：200W

  电压范围：5.0~170V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

• SMDJ系列TVS管

• 封装：SMC/DO-214AB

  功率：3000W

  电压范围：5.0~220V

  玻璃钝化工艺（GPP）

• SMCJ系列TVS管

• 封装：SMC/DO-214AB

  功率：1500W

  电压范围：5.0~440V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

• SMBJ系列TVS管

• 封装：SMB/DO-214AA
  功率：600W
  电压范围：5.0~440V
  玻璃钝化工艺（GPP）
  精准的导通电压
  快速响应时间：通常小于1.0PS

• SMAJ系列TVS管

• 封装：SMA/DO-214AC

  功率：400W

  电压范围：5.0~440V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

• SM8S系列TVS管

• 封装：DO-218AB

  功率：6600W

  电压范围：10~43V

  玻璃钝化工艺（GPP）

  精准的导通电压

  快速响应时间：通常小于1.0PS

• 更多东沃电子产品型号请查看：https://www.iczoom.com/brand/1207-c-1-20.html