SC&T 新基科技祝您 2023 中秋佳節愉快!
SC&T 將在 9/29~10/1 過中秋假期,而 10/7~10/10 則是中華民國國慶連假。希望您在工作繁忙的同時,能和身邊的親友一同看看最近的滿月!
雷擊損害在近年的氣候變遷中成為眾多人的關注焦點。因此,監控產業的避雷設備也已逐漸受到重視,因為它可以大幅降低攝影機設備的損壞率,並省下更多維修成本。
然而,IP/PoE 用的突波保護器種類繁多,您必須根據使用需求來選擇不同的產品。您可能遇過以下問題 :
雷擊突波保護器的原理,與常見的避雷器元件,可以參照 SC&T 過往的產業知識:監控系統、專業影音的雷擊保護,及其4項避雷技術。
本篇將專注於如何幫助各位從各方條件認識避雷器,並做出適合您的選擇。
每一個突波保護器都根據不同的零組件構成,因此並不像大部份電子設備有標準的規格清單,取而代之的是很多概念類似,卻又不盡相通的規格定義。以下整理出較常見的名詞。
代表突波保護器最高可以釋放至大地的電流/電壓量,換言之,若是需釋放出的電流/電壓量超過於紀載的數值,突波保護器很可能隨之損壞。
代表啟動避雷功能的最低電壓,當突波來襲,電壓高過於崩潰電壓時,避雷器就會開始運作。若崩潰電壓低於正常工作電壓,會導致避雷器啟動,讓設備無法工作。
概念接近於 UL1449 中所規定的電壓保護額定值(VPR)。此項數據說明在避雷器中可通過的最高電壓,當避雷功能啟動時,會將電壓抑制於數值以下,讓突波不會對設備造成損害。
這兩項數據分別提供了避雷器啟動與避雷功效的相關資訊,一般來說,崩潰電壓與箝制電壓越接近工作電壓,代表其越能提供更好的保護力。
不同的電擊損害類型,持續時間與電壓都不盡相同,但同樣闡述突波保護器的保護力。
通常由雷擊造成,持續時間較長,約落在 1 ~ 1000 微秒。而 8/20μs 則是電擊最常出現的波型。
當我們看到 20kA(8/20μs)、10kV(8/20μs)就代表:
這台突波保護器可以承受瞬時最高 20000A 的電流或是 10000V 的電壓。
人體與空氣對設備的接觸可能產生靜電,並對設備造成損壞,因而有些避雷器也會標示其靜電放電的防護力。
通常會將分為接觸、空氣兩項數值闡述。例如:30kV (接觸)/ 30kV(空氣)。
反應時間指的是偵測到突波時,突波保護器的反應速度,一般來說越短越好。若反應時間長,雷擊突波可能穿過避雷器,對設備造成毀損。
由於閃電的速度極快,避雷器反應時間多以 ns(1 Nanoseconds = 0.001 Microseconds=1×10-9 Seconds)為單位。1ns 的時間,閃電約移動約 1.49 公尺後 ,避雷元件便會啟動,阻斷後續的突波,以數據來看,此反應時間足以大規模的保護您的網路設備。
只要資訊、電力正在傳輸,插入耗損就是必然發生的結果。由於避雷器與線材也會形成一個連接點,所以使用避雷器也會有不可避免的信號損失,舉例來說,IP/PoE 避雷器安裝,可能會些許影響頻寬甚至距離,當然越好的避雷器,插入損失越低。插入耗損通常以 dB 表示。
由於突波保護器關係到財產、資訊的保護,甚至是您的生命安全,因此衍生出非常多的相關規範(Standard)來驗證突波保護器是否具備足夠的安全性。
IEC 61000 是 IEC 因應電磁相容性(EMC,Electromagnetic Compatibility)所設計出的一系列測試,用於檢測產品的抗擾度。
其中跟雷擊防護有關的有:
UL Solutions 作為一間產品安全認證機構,建立相當多關於產品安全的各種規範,對監控避雷產品來說是一個很好的附加優勢:
來自 IEC 60529,又稱異物防護等級等級(Ingress Protection Rating)。為普遍應用的防水防塵標準。若您需要在室外使用避雷器,就需要經過防水防塵等級測試。
SC&T SP006PHO 就是使用 IP66 之防水殼,能更完善保護獨立在外部的避雷器。
以下列舉常見等級:
所有設備都需要雙邊安裝突波保護器,因一個突波保護器只能保護來自一方的突波。否則仍會有被突波損壞的風險。
一般突波保護器都會標註如何連接。 Cable End 為線材連接處、接地預防間接雷極的一方;Equipment End 則為設備連接處。另外也有可能會標註為 Line In/Line Out。
雷擊突波可能會透過線材傳回機房端。雖然建築物本身有避雷接地,但是透過線材進入的突波有機率會損壞機房設備。由於通常會在機房集中管理許多設備,所以可能會使用大型避雷器做為保護措施。
挑選突波保護器時可留意大小是否可以放入機殼。
接地是最重要的一環。當突波防護器承受大量電擊突波後,仍需要將電力導入地面,才能保護到連接設備。若沒有將避雷器接地,將會大幅降低避雷器壽命,保護設備的效果也不突出。
間接雷擊能影響半徑 500 公尺內的設備。
一般大樓都會接地,本身也有避雷針,可以將閃電突波導入地下。因此較缺乏保護的,是那些散落在室外各處的攝影機設備,所以室外的攝影機才會更需要突波保護。
如果是直接雷擊,閃電直接打在避雷器上,突波保護器是毫無保護效果的。而直接雷擊的機率就像是中樂透一樣低,因此真的被直接雷擊打壞,可能是一件很幸運的事情!
類比攝影機和數位攝影機在挑選突波保護器時的注意事項不同,我們將分開介紹。
類比攝影機的避雷器有很多種,主要需確認的項目為:
若使用純訊號的避雷器,會讓電力無法傳輸,此外類比/HD 攝影機的控制訊號通常是運用附帶的雙絞線傳輸,所以避雷器上也必備有雙絞線接點。先理解設備規格,才能挑選到合適的避雷器。
UTC(Up to coaxial),意即使用同軸線傳輸控制訊號,使用 UTC 傳輸 PTZ 控制訊號的攝影機,需要使用同樣支援 UTC 的突波保護器。
類比突波保護器挑選前,請查閱相關支援畫質,不然無法正常工作。
IP/PoE 的避雷器,除了使用在攝影機外,也能保護 RJ45 接口的網路設備,如 Wifi 分享器、交換器等等,但是在選購之前,一樣需要檢查規格,否則會影響傳輸。
IP 攝影機和 PoE 攝影機的避雷器無法並用。雖然 PoE 設備向下兼容 IP 設備,但 PoE 有電力需要通過,所以箝制電壓較高。這些微弱且持續的電壓仍有可能會打壞前端的 IP 攝影機設備。
您必須選擇支援相應頻寬的避雷器才能正常傳輸攝影機的資料。例如,您不能使用僅支援 100Mbps 的避雷器來傳輸 1000Mbps 的訊號。
PoE 本身也有各式規範。af/at/bt 所支援的電力傳輸不盡相同,請注意您所購買之避雷器符合攝影機所使用之 PoE 規範。
雷擊本身是一個難以預料的自然災害。各地的雷擊突波、密度不盡相同,因此突波防護無法做到100%。以 SC&T 專案經驗來說,大規模安裝突波保護器(如區域性的道路監控)可以大幅降低損壞率,這些可以在安裝後,通過觀察損壞率得知。
不過,其中仍有許多區域性、現場性因素。在我們經手過的某些案場中,由於攝影機連接防盜鐵絲網所以受到突波的影響更為劇烈,突波可能透過鐵絲網大規模竄入設備,造成設備損壞。但一旦客戶裝了避雷器,且明確接地後,損壞率降低了 75~80%。
在看完上述內容後,相信可以初步了解您所需的避雷器該如何挑選。如果有遇到任何關於避雷器的問題,都可以來信洽詢。
我們具有 20 年的 ProAV、CCTV 產業經驗,且與全球各地品牌合作。可以根據您的專案類型進行診斷,提供您最適合的避雷器解決方案,並解決任何可能遇到的其他問題。
我們擁有19年的產業經驗,且與許多大品牌合作。我們站在使用者角度設計產品,並預先模擬可能發生的狀況,以最快的速度幫助客戶排除問題。