TÓM TẮT:

Hệ thống camera thông thường được phân bố trong phạm vi vùng không gian rộng lớn, phần lớn camera và đường truyền tín hiệu, nguồn điện được lắp đặt ngoài trời, nơi có rủi ro sét lan truyền ở mức cao. Vì thế, công tác chống sét bảo vệ hệ thống camera cần được quan tâm thực hiện nhằm hạn chế các rủi ro về sét trong mùa mưa bão.

1.     CẤU TRÚC HỆ THỐNG CAMERA ĐIỂN HÌNH

Hình 1: Cấu trúc hệ thống camera IP cơ bản

Hình 2: Cấu trúc hệ thống camera analog cơ bản

Hình 1 và 2 mô tả một hệ thống camera đơn giản, bao gồm các phần tử: Camera (IP hoặc Analog), đầu ghi, màn hình, các thiết bị truyền dẫn: Switch, cáp tín hiệu; nguồn điện cấp và dây dẫn. Ngoài ra, hệ thống truyền dẫn sử dụng thêm cáp quang và các đầu cuối chuyển đổi quang/điện.

2.     CÁC MỐI NGUY HIỂM DO SÉT ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CAMERA

Bất kỳ một hệ thống camera nào cũng có điểm chung sau đây:

·     Sử dụng nguồn điện để hoạt động ( điện lưới, ắc quy, điện mặt trời,…)

·     Tất cả các loại tín hiệu đều chuyển về tín hiệu điện có mức điện áp định mức trên dây dẫn.

·     Các thiết bị trong mạng camera đều là thiết bị điện tử có mức điện áp rất thấp ( chỉ vài đến vài chục volt)

·     Camera thường được bố trí ở phạm vi rộng, trong nhà, ngoài trời hoặc cách xa trung tâm quan sát và điều khiển.

      Như vậy, một hệ thống camera là tổ hợp các thiết bị điện tử và liên kết với nhau bởi mạng cáp truyền dẫn. chúng hoạt động bằng cách thu nhận các hình ảnh, chuyển đổi thành tín hiệu điện rồi truyền lên mạng cáp về trung tâm quan sát. Mặt khác, các tín hiệu này đều là các tín hiệu có điện áp thấp nên rất dễ bị nhiễu. Các thiết bị truyền dẫn cũng dễ hư hỏng nếu xảy ra quá điện áp. Vì thế các phần tử thuộc hệ thống camera rất dễ hư hỏng trong mùa giông bão do sét đánh, do sự nhiễu loạn điện từ trường và cảm ứng vào đường dây, thiết bị.

- Sét đánh trực tiếp vào các camera và đường dây:

Trường hợp sét đánh trực tiếp vào các cột camera hoặc các đường dây treo ngoài trời sẽ gây ra thiệt hại cao nhất, lý do là khi sét đánh trực tiếp sẽ mang theo năng lượng lớn, thời gian sét tồn tại lâu dài do đó thiết bị sẽ bị phá hủy hoặc cháy nổ.

- Sét đánh vào các cấu trúc công trình, vật thể lân cận (cây cối, cột đèn) lan vào thiết bị, đường dây của hệ thống camera. 

Khi sét đánh vào các công trình như nhà ở, cây cối, hoặc mặt đất gần với các thiết bị và đường dây của hệ thống camera, dòng sét có thể đi vào dây dẫn hoặc thiết bị đặt ở trong công trình đó. Ngoài ra, với các đường dây và thiết bị ở không gian bên ngoài bị từ trường biến thiên làm tăng đột biến biên độ dòng và áp của tín hiệu dẫn đến quá áp, quá dòng làm hư hỏng các mạch điện tử của thiết bị trong hệ thống camera.

3.      GIẢI PHÁP CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN CHO HỆ THỐNG CAMERA

      3.1  Đối với hệ thống camera IP: ta có sơ đồ bổ sung các thiết bị chống sét vào mạch như hình 3 dưới đây

Đối với hệ thống camera IP không bao gồm PoE, hệ thống yêu cầu bảo vệ các đường truyền tín hiệu trên dây LAN, như vậy cần sử dụng thiết bị ETI LAN RJ45/8 hoặc ETI LAN RJ45/4 ở cổng RJ45 ngõ vào camera và ngõ vào các switch. Đồng thời, chống sét tại đường cấp nguồn của trung tâm (sử dụng ETI MULTIMOV) và bảo vệ từng nguồn camera (sử dụng thiết bị ETI-PST). Bên cạnh đó, tổ tiếp địa cũng cần được thực hiện với giá trị điện trở không lớn hơn 10Ω.

    3.2   Đối với hệ thống camera IP PoE:

Hình 4: Sơ đồ chống sét cho hệ thống camera IP PoE.

Chống sét hệ thống Camera IP có PoE chỉ khác với hệ thống camera IP thông thường ở chỗ là ta không cần chống sét đường nguồn cho mỗi camera do PoE đã được bảo vệ bởi chống sét LAN PoE RJ45/8 có đủ chức năng bảo vệ thêm PoE (hình 4).

 

3.3 Đối với hệ thống camera analog:

 

 

Hình 5: Sơ đồ chống sét cho hệ thống camera analog

 

Hệ thống camera analog sẽ phải trang bị đủ 3 loại thiết bị chống sét là chống sét cho đường tín hiệu cáp đồng trục RG chuẩn BNC (sử dụng thiết bị chống sét ETI-BNC), chống sét cho nguồn điện của mỗi chiếc camera (sử sụng ETI-PST) và chống sét cho đầu ghi, màn hình tại trung tâm camera bằng ETI-MULTIMOV (hình 5).

 

4.    CHI TIẾT CÁC PHẦN TỬ CHỐNG SÉT CHO HỆ THỐNG CAMERA:

-  LAN RJ45/8: là thiết bị chống sét cho đường truyền dữ liệu đối với camera IP, các Switch hoặc camera IP kết hợp PoE (Power over Ethernet). Thiết bị chống sét này phù hợp với kiểu lắp đặt ở những nơi sét dễ đi vào đường dây dẫn như: đường dây treo hay áp mái, đi trên sàn. ETI-LAN RJ45/8 sử dụng đầu nối RJ45 cho ngõ vào và ra, dễ dàng lắp đặt. Tốc độ truyền dữ liệu 1000Mb/s, tương thích với camera IP, server, máy tính trạm, router, HUB,...v.v. ETI-LAN RJ45/8 đạt được mức cắt xung sét tối đa 10kA (8/20µs), và 1kA cho sét đánh thẳng (10/350µs) theo IEC/EN 61643-21.

-  ETI-BNC: là thiết bị chống sét cho đường truyền dữ liệu trên đường cáp đồng trục RG6. Nó được dùng cho các camera đời cũ và bộ ghi hình truyền nhận dữ liệu bằng cáp đồng trục. Thiết bị chống sét này phù hợp với kiểu lắp đặt ở những nơi sét dễ đi vào đường dây dẫn như các đường dây treo hay áp mái, đi trên sàn. ETI-BNC sử dụng đầu nối kiểu BNC cho ngõ vào và ra, dễ dàng lắp đặt. Thiết bị chống sét có tốc độ truyền dữ liệu 100Mb/s, tương thích với các camera và bộ tập trung tín hiệu thông thường. ETI-BNC đạt được mức cắt xung sét trung bình Imax= 10kA (8/20µs) theo IEC/EN 61643-21.

-  ETI-PST: là thiết bị chống sét cho nguồn camera, điện áp 220VAC. ETI-PST được thiết kế nhằm chống sét lan truyền và cảm ứng trên đường nguồn điện hạ áp cho các thiết bị ngoài trời, nơi chịu sự ảnh hưởng quá áp do sét rất cao như camera, các điểm truyền dẫn hoặc lặp tín hiệu. Đây là sản phẩm chống sét có khả năng chịu được ẩm ướt ngoài trời, đồng thời thiết bị làm việc hiệu quả với sét lan truyền (8/20µs). ETI- PST có mức điện áp bảo vệ phù hợp với các thiết bị điện tử nhạy cảm. ETI PST đạt được mức cắt xung sét tối đa 10kA (8/20µs), theo IEC/EN 61643-11.

-  ETI- MULTIMOV: là thiết bị cắt lọc sét thông minh được thiết kế nhiều tầng bảo vệ, 1 pha nhằm nâng cao hiệu quả tản sét và chịu được xung sét cao. ETI MULTIMOV ứng dụng chống sét lan truyền và cảm ứng trên đường nguồn điện hạ áp cấp cho thiết bị hoặc nhóm thiết bị, nó được chế tạo phù hợp với điện áp 220VAC, mức cắt xung sét 200kA (8/20µs)(L-N-E). Thiết bị được thiết kế theo dạng khối, phù hợp với việc lắp đặt tại tủ phân phối điện cấp 2, 3 theo IEC 62340.

-  Tổ tiếp địa: một tổ tiếp địa bao gồm các cọc tiếp địa chôn sâu kết hợp với các dây đồng nối tạo thành mạng nối đất có điện trở nhỏ dưới 10Ω. Tổ tiếp địa phối hợp với các thiết bị chống sét có tác dụng tản nhanh năng lượng sét vào đất, giúp cho điện áp đường dây nằm trong giá trị định mức. do đó, thiết bị được bảo vệ an toàn.

5.       KẾT LUẬN

Một hệ thống camera luôn có nguy cơ bị sét tấn công và gây ra hỏng hóc thiết bị. Do đó, chúng ta cần trang bị một phương án chống sét phù hợp để đảm bảo hệ thống camera được hoạt động ổn định, thông suốt. Bên cạnh việc chống sét đánh thẳng vào các công trình thì người dùng cần phải trang bị các phương án chống sét lan truyền nhằm bảo vệ các xung sét đi vào thiết bị qua con đường lan truyền và cảm ứng. ETI là đơn vị chuyên tư vấn, sản xuất và cung cấp các giải pháp chống sét tổng thể nhằm đảm bảo an toàn cho công trình nói chung và các hệ thống camera nói riêng.