Ochrona przeciwprzepięciowa systemu CCTV IP zgodnie z normą ČSN EN 62305

Uderzenia piorunów w budynki i instalacje są niebezpieczne dla ludzi, instalacji, budynków i ich zawartości. Ryzyko to pociąga za sobą potrzebę ustanowienia zestawu środków ochronnych. Kwestia ochrony odgromowej jest kompleksowo omówiona w zestawie norm EN 62305-1 do 4. Wśród wielu innych obszarów zawiera również ważne zalecenia dotyczące ochrony linii telekomunikacyjnych. W naszych zastosowaniach obejmuje to ochronę linii danych UTP/FTP, zasilaczy kamer i urządzeń do przechowywania danych.

Podstawą ochrony przed uszkodzeniami spowodowanymi wyładowaniami atmosferycznymi jest obliczenie ryzyka uszkodzenia zgodnie z normą EN 62305-2. Na podstawie oceny ryzyka budynek jest klasyfikowany do jednej z czterech klas ochrony odgromowej.

Typowy podział budynków na klasy:

• LPL I - szpitale, banki, wodociągi, elektrownie, w tym elektrownie jądrowe, składy materiałów wybuchowych
• LPL II - szkoły, supermarkety, składy broni, katedry, nadajniki GSM
• LPL III - domy jednorodzinne, budynki rolnicze
• LPL IV - budynki bez ludzi i wyposażenia wewnętrznego, budynki z okablowaniem wysokoprądowym

Skrót LPL oznacza "poziom ochrony odgromowej", który musi odpowiadać projektowi "systemu ochrony odgromowej" LPS.

Na podstawie klasyfikacji klasy budynku określa się, w jaki sposób należy dobrać ochronę odgromową budynku. W szczególności w zastosowaniach typowych dla naszych obiektów konieczne jest zapewnienie, że chroniony system jest zainstalowany w LPZ 1 lub wyższej (EN 62305-1, paragraf 8.4.2). Osiąga się to poprzez instalację przełączników, sterowników PLC i modułów IO w stalowych rozdzielnicach serii OH4320, OH6425, OH8625. Sama rozdzielnica może być zainstalowana w strefie LPZ0B.

Poniżej opisano najbardziej typowe metody instalacji naszych urządzeń, aby ułatwić zrozumienie tego tekstu.

Kamera PoE montowana na słupie

W przypadku instalacji na wolnostojących słupach, największym wyzwaniem jest prawdopodobnie spełnienie wspomnianego wyżej wymogu instalacji chronionego systemu wewnątrz strefy LPZ 1.

Kolejną niezbywalną częścią systemu jest kamera i kabel między kamerą a rozdzielnicą. Tutaj pojawia się nierozwiązywalny problem wyboru odpowiedniego typu. Dlaczego? Przede wszystkim tańsze modele kamer mają plastikowe osłony bez żadnej ochrony przed polem elektromagnetycznym. W najlepszym przypadku kamera posiada osłonę wykonaną ze stopu aluminium, która chroni elektronikę jedynie przed polem elektrycznym wyładowania. Ochronniki przeciwprzepięciowe umieszczone w rozdzielnicy nie chronią kamery. Z tego powodu zaleca się zainstalowanie ochronnika przeciwprzepięciowego OVP-100M-HIPOE (kamera PoE) lub OVP-100M/24-BOX (zasilanie 24VAC) w bezpośrednim sąsiedztwie kamery. Pomiędzy kamerą a centralą należy użyć kabla STP. Przy prawidłowym okablowaniu ekranowanie zmniejsza indukowane przepięcia.

Kamera PoE zainstalowana na zewnątrz ściany

1. Projektując system CCTV IP z kamerami PoE na zewnętrznych ścianach budynków, należy ponownie zwrócić uwagę na ich prawidłowe rozmieszczenie. Zaleca się koordynację projektu z projektantem podstacji. Decyduje on o rozmieszczeniu ograniczników, a zwłaszcza przewodów, które mogą kolidować z planowanym rozmieszczeniem kamer. W każdym przypadku w takich sytuacjach należy przestrzegać następujących zasad:
   Kamery, w tym kable zasilające, muszą być umieszczone w strefie LPZ0B chronionej przed bezpośrednimi uderzeniami piorunów.
2. Kamery, w tym kable zasilające, muszą znajdować się w odpowiedniej odległości od instalacji odgromowej.
   Aby określić wystarczającą odległość od instalacji odgromowej, należy użyć wzoru s = Ki*(Kc/Km)*l podanego w normie EN 62305-3 ed. 2.
   Ki - współczynnik zależny od wybranej klasy ochrony odgromowej (LPS), patrz. Tabela 10 w normie EN 62305-3 wyd. 2,
   Kc - współczynnik zależny od prądu płynącego przez przewody, patrz Tabela 12 w EN 62305-3 ed. 2,
   Km - współczynnik zależny od zastosowanego materiału izolacyjnego, patrz tabela w normie EN 62305-3 wyd. 2,
   l - długość w metrach wzdłuż szyny zbiorczej lub przewodu do najbliższego punktu wyrównania potencjałów.
3. Wszystkie metalowe przewody prowadzące od kamery do budynku (interfejs stref LPZ0B do LPZ1) powinny być chronione odpowiednimi ochronnikami przeciwprzepięciowymi. Zalecamy korzystanie z tabeli E3 w normie EN 62305-3 ed. 2 jako przewodnika przy wyborze odpowiedniego ochronnika przeciwprzepięciowego. Zawiera ona listę spodziewanych prądów dla różnych sytuacji. Przy prawidłowej konstrukcji systemu ograniczającego i zachowaniu odpowiedniej odległości od niego, kabel danych z kamery jest zagrożony uszkodzeniem typu S4 z maksymalnym spodziewanym prądem 160 A (8/20µs) dla kabli danych i 5 kA (8/20µs) dla kabli zasilających. Zaleca się wyposażenie kabla danych w zabezpieczenie przeciwprzepięciowe OVP-100M-HIPOE. Ochronnik przeciwprzepięciowy chroni wszystkie 8 żył do 1 kA w fali 8/20 µs. Kolejnym ważnym szczegółem jest dwustopniowa konstrukcja zabezpieczenia. Zapewnia to, że tylko niskie napięcia szczątkowe w parach danych 1-2 i 3-6 docierają do wyjścia, co jest ważne dla skutecznej ochrony podłączonych urządzeń. Zobacz poniższy obrazek z testu, w którym między przewodami 1-2 zastosowano impuls 2 kV (1,2/50 µs) i 1 kV (8/20 µs).

Jeszcze lepszym rozwiązaniem jest zastąpienie metalowych kabli danych kablami światłowodowymi. Bezpośrednio do kamer zalecamy instalację miniaturowych media konwerterów 200M-1S.0.1-BOX-PoE ze zintegrowanymi ochronnikami przeciwprzepięciowymi 1kA w fali 8/20µs. W takim przypadku możemy zaoferować dostawę media konwerterów wraz z rozdzielnicami serii OH3215 lub OH4320. Rozdzielnice są certyfikowane i produkowane zgodnie z wymaganiami normy ČSN EN 61439-1. Obejmują one, w zależności od wybranego typu, zabezpieczenia przeciwprzepięciowe na poziomie III lub I+II.

Serwerownia

Szczególnie ważne urządzenia zaleca się instalować w serwerowni należącej do LPZ 2. Wskazane jest oddzielenie serwerowni od otoczenia przestrzenną osłoną podłączoną do systemu uziemienia budynku, zainstalowanie ograniczników przepięć III stopnia na styku ze strefą LPZ 1 oraz pokrycie podłogi wykładziną elektrostatycznie przewodzącą. Opierając się na wieloletnim doświadczeniu, nie zalecamy łączenia LPZ 2 z LPZ 0 za pomocą metalowych kabli do transmisji danych, nawet jeśli są one wyposażone w ograniczniki przepięć.