监控防雷经验（监控防雷方案）

摄像机防雷示意图如下：

一、监控摄像机中防雷方案

在防雷保护电路中,我们把球机当作一个整体设备来看的，那么出入这个设备的线路即只有三个种类：

电源线，视频信号线，解码器控制线。球机一般都安装在室外及高杆上，对所需的范围进行图像监控，这

些线路可能敷设很远的距离到达终端，从防雷的角度说，在雷击时。这三种线路上很容易感应到强大的雷

电流的侵害，球机内设备通过感应雷遭到损坏的几率亦就相当高了。所以我们在球机内设备端口应设计电

路保护器件，对设备进行相应的防雷保护。按照球机内设备传输线路的种类进行防护，则要分别用电源口、

视频信号口、RS485 接口来做防护。

①、12V 电源接线端子 LT/LP60-065 P1.5K22A ( HL0805ML180C)

②、视频信号BNC 接口

A.(LT-B3D420L JK250-120U LT-BS0080M) B.(LT-B3D420L JK250-120U LT-BS0080M)

③、RS485 信号口 (LT-B3D090L LP-MSM010 LT-BS0080M)

二、485接口防雷方案 LT-B3D090L LT-B5G090

RS485口较常见的损坏情况及防雷保护

RS485口较常见的损坏情况如下：

●R1或R2被烧断，(10Ω/1W的电阻根本就不能承受雷击测试.)TV1、TV2和485芯片完好。这是由于有较大的瞬态干扰电流经R1或R2、会将其烧断。

●485芯片损坏(YS301..等300V放电管起不到任何保护作用)R1、R2和TV1、TV2完好。这主要可能是受到静电冲击或瞬态过电压速度快于TV1、TV2的动作速度造成的，静电无处不在，仅人体模式也会产生±15kV的静电。

●TV1或TV2、485芯片损坏，R1和R2完好。这可能是受到高电压低电流的瞬态干扰电压将TV1或TV2和485芯片击穿，由于电流较小和发生时间较短因而R1、R2不至于发热烧断。

由以上分析得知485接口损坏的主要原因是由于瞬态过电压和静电造成，产生瞬态过电压和静电的原因很多也较复杂，所以EIA-485标准要求将各个RS485接口的信号地用一条低阻值导线连接在一起以保证各节点的地电位相等，消除地线环流！

当带电插拔未隔离的连接电缆时，由于两端电位不相等电路中又存在诸多电感、电容之类的器件，插拔瞬间必然产生瞬态过电压或过电流。

连接在RS485总线上的其它设备产生的瞬态过电压或过电流同样会流入，总线上连接的设备站点数越多，产生瞬态过电压的因素也越多。

当通信线路较长或有室外架空线时，雷电必然会在线路上造成过电压，其能量往往是巨大的

解决办法：

　

●应将瞬态抑制二极管靠近接口，限流(匹配)电阻靠近芯片。

●选用带静电保护、过热保护、输入失效保护等保护措施完善的高挡次RS485芯片。

●采用响应速度更快、承受瞬态功率更大的新型保护器件TVS或陶瓷浪涌吸收器，如LT-BS0080MS的 ,2KV 10/700uS，宽频优化保护器LT-B3D<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-comffice:smarttags" />420L则可抗击5KA以上大电流冲击。

●R1和R2采用正温度系数的自恢复保险PTC，如K250-120，正常情况下的电阻值为5欧，并不影响正常通信，当受到浪涌冲击时，大电流流过PTC和保护器件TVS，PTC的电阻值将骤然增大，使浪涌电流迅速减小。

三、RS232接口防雷方案

接口参数：

开路电压：≤25V

负载阻抗:3kΩ－7kΩ

负载电容：≤2500 pF

输出电阻：300Ω

输出短路电流：≤60mA

信号速率：≤20Kbps

RS232口在通信设备上作为调试口,板间通信接口和监控信号接口,传输距离不超过15米。.调试用使用接口使用比较频繁,经常带电插拔,因此接口会收到过电压,过电流的冲击,若不进行保护,很容易将接口芯片损坏。

RS232的接口芯片输出电压一般为9V,不会超过12V。因此对接口收发信号线可采用双向瞬态抑制TSS二极管

LTBV15C，每根信号线对地并联一颗，该保护器件的接地应该接在单板上的GND上。

四、B3D090L以太网口防雷设计

以太网口防雷设计要求：

满足欧洲 CE 认证、美国 FCC 认证以及日本 VCCI 认证需求，同时以太网端口防雷要求满足国内要求；

具体

执行下列标准：

EN55022 ，EN55024，FCC PART 15 ，ETSI EN300 386，EN60950，UL60950 等。

设计把握重点：

由于接口速率高，因此端口的滤波设计， PCB 设计是此产品的设计重点，另外加强关键器件的选型控制，确保器件满足整机的 EMC 安规要求。

该方案前级保护器件选用贴片三端B3D090L气体放电管主要对共模进行防护。

后级采用TVS管SLVU2.8-4,主要进行差模防护。

SLVU2.8-4(TVS) 该器件的特点：

1.能够进行两对平衡线的差模保护,即一个网口(收,发)只用一个器件;

2.节电容很低最大为8pF.

3.具有一定的通流容量,最大承受24A(8/20μs)冲击电流,能够满足500V的浪涌测试要求;

4.箝位动作电压低,为3V.在冲击电流作用下残压最大不超过15V,能够保证网口的安全;

5.器件封装为SO-8,占用PCB面积很小;

可以保证防雷能力能够大于4KV(10/700μs)或者6KV(1.2/50(8/20) μs)混合波形.

五、防雷技术名词解释

1、等电位连接类——

等电位连接 (Equipotential bonding)

将电器设备与外部导体作出连接，以达到相同或相近电位的电气连接器件。电涌保护器为保护带电导体的其中一大类。

2、故障分类——

a.电涌

电涌在导线与导线之间或导线与地之间发生一个瞬态的过电压，时间少于1ms，该电压远远超过设备的最高允工作电压峰值，但它并无工作频率。电涌的成因为雷击或者开关误操作（如空气开关过流跳闸）而引起的操作过电压。

b.瞬时过电压（Tranxient Overvoltage TOV）

瞬时过电压是在某地区的波动，时间相对来说比较长，可视为1ms—20ms之间。

3、电涌保护器分类——

a.SPD

Surge Protection Device的缩写，其功能是对电涌产生保护功能的器件。

b.开关（限流）型 SPD

按照IEC61312-3的要求，一般用在LPZOB-LPZ1区中，用于电源系统的防雷器，可最大限度的消除电网后续电流，疏导10/350us的模拟雷电冲击电流。

C.限压型 SPD

按照 IEC61312-3的要求，一般用在 LPZ1区和 LPZ2区的防雷器，可较大程度减低电网上的残压，疏导8/20us 的模拟雷电冲击电流。

d.类电涌保护器（第一级）

由于特殊设计，能够承受直击雷的能量和释放部分直接雷击电流的电涌保护器。e类电

e.涌保护器（第二级）

能够释放由远距离或传导雷击以及开关转换而引起的电涌的电涌保护器。

f.类电涌保护器（第三级）

为了保护使用插座的单个负载而设计的电涌保护器。

g.电涌保护器前端的保护熔丝（后备保险熔丝）

在所有的电涌保护器前端都必须安装前级保险丝。如果电路中的熔丝的额定值高于电涌保护器元件的最大容许熔丝，电涌保护器必须选择符合要求的前级熔丝串联在前端，进行保护。

4、电涌保护器参数分类——

a.最大持续工作电压 Uc

对于内部没有放电间隙的电涌保护器，该电压值表示最大可允许加在电涌保护器两端的工频交流均方根（r.m.s）。在这个电压下，电涌保护器必须正常工作，不可出现故障，同时该电压连续加载在电涌保护器上，不会改变电涌保护器的工作特性。

b.额定电压UN

厂家设计该设备在正常工作下的电压，它可以用直流电压表示，也可以用正弦交流电压的有效值（r.m.s）来表示。

c.最大通流量Imax

SPD不发生实质性破坏，每线或单模块对地，过规定次数、规定波形的最大限度的电流峰值。冲击通流容量一般大于标称放电电流的2.5倍。

d.额定放电电流（In）(标称放电电流)

厂家出厂时标称电涌保护器的8/20雷电流波形的电流峰值，它是用来划分C类等级

（Ⅱ级）电涌保护器。

e.脉冲冲击电流(Iimp)

标准的10/350us雷电流模拟波形，主要参数：

*电流峰值

*电量

*比能

它是模拟自然界直接雷击的波形，B级雷击放电器必须能承受适当雷电流的多次冲击而不发生损坏。

f.电压保护水平 Up

电涌保护器被触发前，在它的两端出现的最高瞬间电压值。本书第19页表格中列出了符合DIN VDE0110-1(04/97)标准的各类设备的保护电压水平的要求及OBO产品的对应保护水平电压。

g.残压

雷电放电电流通过SPD时，其端子间呈现现的电压。

h.100%雷击脉冲箝位电压雷击脉冲箝位电压雷击

在1.2/50us的雷击脉冲电压波形的冲击下，电涌保护器的动作电压，在这个电压波的测试中，对电涌保护器进行十次冲击，保护器均必须动作。

I. 额定频率（fn）

厂家设计该设备在正常工作下的频率

j.反应时间 （tA）

在本质上，反应时间是依赖于电涌保护器内部所采用的元器件的特性来确定的。反应时间有可能由于浪涌电压的du/dt（电压上升速度）或浪涌电流的di/dt（电流上升速度）陡度而有所限制。

K. 短路承受强度

电涌保护器必须在依靠外部或内部的断路器或电路的过流保护装置断开，短路中流前所能承受的短路电流（如保险丝或断路器）将该电流遮断。

l. 后续电流（If）

在电涌保护器放电后，流经它的电流，它依赖于不同的电网，后续电流是属于持续开路电流，它的大小是和电涌保护器到变压器的距离及变压器容量有关系。

m.传输频率

通信线路电涌保护器的插入损耗<3dB时的频率。

5、建筑物防雷分类——

a.雷击保护系统（LPS）

是对建筑物或屋内防雷击保护的全部系统的统称，包括外部防雷系统和内部防雷系统。

B.雷击保护分区（LPZ）

通过对雷击电磁环境的定义，进行区域划分

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