广州雷迅 潘挺 叶绍文 林声亮
关键词：AD2011矩阵保护，XP系列，电涌保护器，安防监控系统，防雷设计
就革命性产品XP系列模块化电涌保护器在信息系统防雷中应用的方便性，广州雷迅在近期与防雷相关的行业媒体上有些介绍，但具体详细的应用实例介绍就不是太多，作者就XP系列模块化电涌保护器在信息系统防雷应用中选择最常见的一个实例介绍给大家。
下面就让我们来了解XP系列产品在监控系统中的典型设备防雷上的应用，在监控系统中大家比较熟悉的主要摄像处理设备有摄像机、矩阵、硬盘录像机等，对摄像机防雷的方式大家都比较熟悉，本文就不再作介绍，本文针对XP系列产品对监控系统中心机房内的典型设备矩阵进行防雷保护的应用。
1、XP系列产品在监控系统的中心机房对矩阵防雷保护的应用
1.1、矩阵的功能介绍
矩阵的功能决定了它的输入输出信号特性，矩阵的输入输出特性又决定了信号的工作电平、负载电流、传输特性以及接口形式，由此也决定了对应的防雷产品的特性，我们下面就以美国Infinova（英飞拓）有限公司生产的AD2011系列产品举例来了解矩阵的功能与特性。
AD2011系列产品特性：
1.1.1、32路视频输入
具有将终端摄像机的拍摄图像信息输入到矩阵的功能，该类接口共32路，其接口形式为BNC接口。
1.1.2、8路视频输出
具有将矩阵处理过的拍摄图像信息输出到监视器的功能，该类接口共8个，提供监视器实时监控信息，其接口形式为BNC接口。
1.1.3、1路以太网输出
具有将矩阵处理过的信息上传到以太网上，便于信息的共享与管理的功能，一般接于数据交换设备上，如网络交换机、无线网桥、光端机、电脑设备等，其接口形式为RJ45接口。
1.1.4、1路RS－485云台控制线输入（由于曼码接口担当的功能与RS485接口一致，其功能也是控制云台，且信号电平与RS485接近，
故此处不再描述曼码接口特性）
具有控制终端摄像机云台功能，采用接线柱接口，一般与终端摄像机云台控制设备相连，如解码器、光端机、摄像机云台等。
1.1.5、16路端子式报警输入
具有监测门禁等报警信号的功能，采用接线柱接口，一般与终端报警侦测设备相连，
如各类传感器、红外对射等。
1.1.6、3组RS－232通信口
具有连接控制键盘的功能，一般连接手控键盘，其接口形式为RJ45接口。
1.1.7、2组继电器输出
具有输出24VAC、最大1A开关信号的功能，其采用接线柱接口，一般与终端启动设备相连，如报警警铃开关、喷撒设备开关、电动门开启开关等。
1.1.8、1组电源输入
具有输入单相220V电源输入的功能，其输入方式采用带地线的电源线。
以下为AD2011系列产品后面板视图1：
① 32 路视频输入③. 以太网输出端口⑤ RS485 码连接器⑦ 2 组继电器输出⑨ 8 路视频输出② 3 组RS-232通信口④ 4 组曼码连接器⑥ 电源连接口⑧ 16 路报警输入
1.2、矩阵被感应雷电侵入的途径介绍
感应雷电无所不在，但相对而言，所有室外进出线路感应雷电侵入会比较严重，对于室内传输的信号线缆感应雷电侵入的几率相对会低一些，按照防雷国标GB50343的5.4.2条规定，所有进出建筑物的信号线缆须安装浪涌保护器，电子信息系统机房设备的信号线缆对应端口应安装浪涌保护器。
下面让我们来了解感应雷电是如何侵入到AD2011系列矩阵而损害设备的。
感应雷电侵入途径：
1.2.1、感应雷电会通过终端摄像机的视频线侵入到矩阵的视频输入接口
1.2.2、感应雷电会通过连接矩阵与监视器的视频线侵入到矩阵的视频输出接口
1.2.3、感应雷电会通过网络双绞线侵入到视频网络输出接口
1.2.4、感应雷电会通过云台控制线侵入到矩阵的RS-485接口（或曼码接口）
1.2.5、感应雷电会通过报警侦测线路侵入到矩阵的报警输入接口
1.2.6、感应雷电会通过通信线路侵入到矩阵的RS-232接口
1.2.7、感应雷电会通过继电器输出线路侵入到矩阵的继电器输出接口
1.2.8、感应雷电会通过220V电源线侵入到矩阵的电源输入接口
感应雷电侵入示意图2：
1.3、矩阵感应雷电防护方案介绍
1.3.1、矩阵被保护接口介绍
感应雷电通过以上途径侵入到矩阵后，会产生过电压、过电流而损坏矩阵的内部电路，所以我们需要根据感应雷电侵入的途径进行雷击防护，假设AD2011矩阵除有两条视频输入接口没有接信号线路外其它所有接口都连接了信号线路，则矩阵需要作感应雷电防护的接口数有：
1）视频输入接口30个（假设32路视频输入接口暂时只用到30路视频输入线路）
2）视频输出接口8个
3）网络输出接口1个
4）RS-485接口5个（含4个曼码接口）
5）报警输入接口16个
6）RS-232接口3个
7）继电器输出接口2个
8）电源接口1个
共计信号接口65个，电源接口1个。
1.3.2、对矩阵进行感应雷电防护的防雷产品选择与防雷产品特性介绍
1.3.2.1对矩阵进行感应雷电防护的防雷产品的选择
考虑到监控机房的安装与维护的便利性，本方案采用XP19作为防雷产品的主体产品，再根据被保护信号接口的数量、电气特性、接口形式选用与XP19相匹配的可更换的M系列信号防雷模块，下面让我们来详细了解一下XP19的产品特性。
1）19英寸标准机架式，1.5U的厚度
2）每台XP19产品具有24路线路防雷功能
3）XP19具有信息系统线路防雷前级保护
4）XP19可接插最多24个信号防雷模块
5）XP19具备电源防雷及插座功能（XP19带此功能，XP19N不带此功能）
6）XP19的24路防雷线路中任意一路最大放电电流可达10kA
7）XP19数据传输速率可达1000Mbps
8）XP19可任意组合各种信息线路后级防雷模块
9）XP19可采用两种固定安装方式
XP19的产品示意图3（含模块插入、拔出方式示意，组合不同模块示意）：
1.3.2.2与XP配合的感应雷电防护产品的选择；
序号 被保护接口名称 被保护接口数量 选择信号防雷模块名称 选择信号防雷模块数量
---- ------------- -------------- ------------------- ------------------
1 视频输入接口 30 M06B 30
2 视频输出接口 8 M06B 8
3 网络输出接口 1 M100E 1
4 RS-485接口（含曼码） 5 M06C 3
5 报警输入接口 16 M24C 8
6 RS-232接口 3 M24T 3
7 继电器输出接口 2 M48P 2
8 电源输入接口 1 XP19P电源防雷模组 1
---- ------------- -------------- ------------------- ------------------
上表中选择的防雷组件的特性
序号 型号 Uc In Up 最高传输速率 最大负载电流IL
--- ---- ---- ---- ---- ------------ --------------
1 M06B 6V 500A 15V 15Mbit/s 500mA
2 M100E 6V 500A 15V 100Mbit/s 500mA
3 M06C 6V 500A 15V 10Mbit/s 500mA
4 M24C 24V 500A 45V 10Mbit/s 500mA
5 M24T 30V 500A 45V 10Mbit/s 500mA
6 M48P 48V 500A 75V / 1500mA
7 XP19P电源 320V 10kA 800V / 10A
1.3.2.3选择的 XP产品与信号防雷模块的组合介绍
组合完整后的防雷产品有3种。
1）XP19N+22*M06B+2*M48P，组合产品见示意图4：
2）XP19N+8*M06B+3*M06C+8*M06B(视频输出) +3*M24T组合产品见示意图5：
3）XP19+8*M24C+1*M100E组合产品见示意图6（含后面板电源防雷模组示意图）：
为了理线与维护的方便，以及后续增加信号防雷模块的方便，信号防雷模块组合方法有：
1）统一的接口形式同时电气特性一致的信号防雷模块尽量排列在一起安装
2）统一的接口形式但电气特性不同的信号防雷模块尽量不要排列在一起安装
3）不统一的接口形式的信号防雷模块可以作为隔离模块，将其安装在接口形式相同但电气特性不同的两种信号防雷模块中间。
4）当某种接口可能后续要增加数量时，须在此类接口的信号防雷模块组旁预留空位（参考上述示意图5所示）。
1.3.3 组合后的防雷产品的安装与线路连接；
1.3.3.1组合后的防雷产品的安装
组合后的3种防雷产品须与矩阵就近安装，一般采用两种安装方式；
第一种是（与矩阵一起固定在19英寸标准机架上示意图7）：
第二种是示意图8（与矩阵分层固定在水平托板上）：
1.3.3.2组合后的防雷产品的线路连接；
1）XP19N+22*M06B+2*M48P线路连接示意图9
2）XP19N+8*M06B+3*M06C+8*M06B(视频输出) +3*M24T线路连接示意图10
3）XP19+8*M24C+1*M100E线路连接示意图11（含电源线路连接）
4）组合后的防雷产品的接地示意图12
1.3.3.3防雷产品安装连接注意事项：
1)所有须与矩阵传输信号的线路须全部连接在信号防雷模块的"IN"端口，再采用跳线从信号防雷模块的"OUT"端口连接到矩阵的后面板各输入输出端口。
2)矩阵的电源线插头直接插入XP19P的电源插座中，XP19P的电源输入插头插入机房电源供电插座中。
3)XP19接地端子与机房联合接地汇流排采用16mm平方铜芯绝缘导线相连接。
1.3.4、XP系列产品的维护及升级
1.3.4.1、当出现信号防雷模块因雷击损害时，将损害的信号防雷模块直接从XP19底座中拔出来，再更换上好的信号防雷模块。
示意图13：
1.3.4.2、当系统需要升级时，将低级的信号防雷模块直接从XP19底座中拔出来，再更换上升级版的信号防雷模块。如矩阵的视频网络传输由100M升级到1000M，则将信号防雷模块M100E拔出，更换升级信号防雷模块M1000E到XP19底座上。(参见示意图13)
1.3.4.3、当系统需要增加信号接口时，将对应的信号防雷模块直接安装在XP19底座的剩余的空位上。如初始矩阵只用到30个视频输入接口，现在要增加到32个视频输入接口，则须加装2个M06B信号防雷模块到XP19底座上。
示意图14：(拆卸升级预留挡板方法参见示意图13)
2、总结
本文针对XP19系列防雷产品对监控中心典型设备矩阵的防雷保护的应用，重点描述了XP产品在应用中的以下部分内容。
2.1、XP19的两种选择
带电源防雷功能的XP19P型号与不带电源防雷功能的型号XP19N。
2.2、M*系列信号防雷模块的选择
根据信号传输特性、信号电平、负载电流、接口形式作选择。
2.3、XP19与信号防雷模块的组合方式
根据接口形式、工作电压、输入还是输出信号合理组合。
2.4、XP19与信号防雷模块的安装与线路连接
2.4.1、XP19的两种安装方式与线路连接
2.4.2、信号防雷模块的安装与线路连接
2.5、XP系列产品的维护与升级
革命性防雷产品XP系列的方便性、灵活性的显著特点。
本文仅仅是XP在监控系统防雷中的局部应用介绍，XP对监控系统中其他设备的防雷应用，以及XP对其他弱电系统设备的防雷应用，还有待大家一起研究，希望各位读者集思广益，参与我们的研讨，为我们共同的防雷事业出一份力，尽一份责。
究竟好在哪里？大家需要讨论下吧。
下面引用由幻云雷飞在 2006/02/21 11:32am 发表的内容：
东西是好
想法也好
但是处理好安装问题(因为设备不可能在同一位置这就有个接线的问题,比如说20米外的视频线路能牵到里来么?)
价格问题(XP系列的价格和单独使用同类匹配防雷器高多少?客户可以接受么?)
...
一、在本案例中：监控系统因采用了AD2011矩阵，因此“设备不可能在同一位置”不存在
二、价格问题
XP系列的单位价格相较单独防雷器并不高，且不论未来的维护成本了，客户怎么会不接受?
三、XP提供的是一种灵活性，而不是教条。
作为对安装的一个补充，对投资的一种保护，你可以选择在线路较难布置的时候选用
XP35A+模块的方式，单独安装。因为模块对机架地座或者35mm导轨底座是通用的
（如附图）
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