基本信息
- 项目名称：
- 高清网络监控系统智能电涌保护器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 在全球变暖的背景之下雷电灾害逐年增多，其中雷电造成的经济损失非常巨大。随着国家对安防监控行业的重视与社会发展的需要，安防行业踏上了非常快的发展步伐。而高清网络监控设备的耐雷电过电压的能力极差，幅值不是很高的过电压就可以将其损坏。本项目正是鉴于社会的安全需要与安防行业的雷电防护需要，采用科学合理与优化设计并结合专业雷电冲击设备的实验检测，使本项目可以对监控设备进行最大限度的保护。
- 详细介绍：
- 经过多次的优化改进设计、对电涌保护器的冲击测试和对目前SPD市场产品的性能分析，本项目在电涌保护器保护部分采用了优化创新型设计，其中包括电源保护部分和信号保护部分，采用模块分开的设计方式以减少市电电源对信号电路的干扰，电源保护部分有差模电压保护和共模电压保护两种。同时在防雷实验室不断地冲击试验基础上，经过电路结构的改进与优化，确保电涌保护器具有通流容量大、残压低、插入损耗小与稳定性好等特点。同时我们团队开发了一种适于和电涌保护器配合使用，并且能安全可靠的记录并显示雷电发生时间（精确到秒）和次数（可记录99次后自动复位）的光电隔离可记忆式雷电计数器，来提高SPD的智能性。高清网络监控系统智能电涌保护器具有通流容量大，残压低；插入损耗小，响应速度快；多路线路之间干扰小，防水、电磁兼容效果好等优点。其精确的计数、计时功能极大方便了雷电事故调查处理分析与电涌保护器的使用维护。本项目可广泛应用于建筑、金融、企业与交通等行业的安防监控高清摄像头的瞬态过电压防护。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计发明目的：（1）随着经济与科技的发展,微电子设备抗击雷电过电压的能力很差，一般只要持续时间为几个纳秒，幅值不是很高的过电压就足以导致其致命损坏。（2）安防监控设备的安全运行对社会的治安与稳定具有非常重要的作用，对于高清网络监控系统来说，应更加注意雷电过电压的防护。基本思路：高清网络监控系统智能电涌保护器（SPD），包括电源保护部分、信号保护部分与雷电计数器部分，电源保护部分与信号保护部分通过PE线相连。当电涌保护器因雷击而导通泄放电流时，电涌保护器接地线上会通过90%以上的雷电流，因此利用一个互感线圈（可调）将雷电流信号转化成电压脉冲信号传给单片机来实现精确的计数功能。创新点: （1）在电涌保护器保护部分采用了优化创新型设计，其中包括电源保护部分和信号保护部分，电源保护部分有差模电压保护和共模电压保护两种。（2）电涌保护器辅助的计时、计数的功能。能安全可靠的记录并显示雷电发生时间和次数,这一功能为电涌保护器的维护、应用与雷电事故调查处理分析提供依据。技术关键：（1）电涌保护器的模块与光电隔离可记忆式雷电计数器的设计。（2)雷电计数器与电涌保护器电路结构的兼容配合使用和优越的防水、防电磁干扰与良好的电磁兼容技术。主要技术指标：额定工作电压Uo、最大持续工作电压Uc、电压保护水Up(kV)、标称放电电流In（kA）、最大放电电流Imax（kA）、最大传输频率(Mbit/s)、插入损耗。
科学性、先进性
- 通过技术和设计上的比较，高清网络监控系统智能电涌保护器（SPD）具有以下科学性、先进性： (1) 光电隔离可记忆式雷电计数器可以显示并记忆电涌保护器因遭受雷击而动作的具体日期和时间（精确到秒）及动作的次数（可记录99次后自动复位），可利用该新型雷电计数器来分析安装地点遭受雷电袭击的频次、时间等来制定具体的雷电防护方案。同时，该计数器也可安装在多功能防雷箱中或者配合防雷模块安装在电源配电箱中，将其功能与电涌保护器的保护性能融为一体不但提高了电涌保护器的智能性和保护性能，而且有利于对设备的监控和维护。 (2)在对电涌保护器多次冲击试验基础上采用科学合理的电路结构设计，使电涌保护器具有智能性、抗冲击能力强、使用寿命长、限制电压(残压) 低、插入损耗小与最大连续工作电压高的特点等优点。 (3)良好的防水、防电磁干扰与良好的电磁兼容性技术。
获奖情况及鉴定结果
- 作品中的核心设计“高清网络摄像机的电涌保护器”已委托科研协作公司生产（生产名称：三合一电涌保护器）于2010.3.18日通过上海市防雷中心防雷产品测试中心检测认证，现已投入使用。
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 授权生产（生产单位：某科研协作公司）
作品可展示的形式
- 实物、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点和优势 (1) 自动记忆并显示电涌保护器因遭受雷击而动作的具体日期和时间及动作的次数，并达到智能监控的要求。 (2) SPD内部电路采用科学合理化的理论设计，插入损耗小，性能优越，稳定性好。 (3) 防水、防电磁干扰，电磁兼容性能好。 (4) 便于使用安装，外观设计优美。适用范围 本项目将广泛应用于：建筑、金融、企业、公安、煤矿、大型集体活动与交通等安防监控高清摄像头的雷电防护。市场分析与经济效益预测根据《中国安防行业“十一五”发展规划》，2010年我国安防将实现增加值800亿元以上；为防止安装在户外的监控摄像头受到雷电电涌的损害，通常需要给监控点配置视频综合防雷箱或性能优越的(视频、云台控制和电源保护)信号电涌保护器。2008年，我国监控摄像头企业600多家，年产量达到1500万台，若按10%需要做防雷配置，电涌保护器的市场容量就有15亿元。因此，安防行业所需的电涌保护器拥有十分广阔的市场前景和经济效益。
同类课题研究水平概述
- 电涌保护器的发展格局与趋势分析 我国防雷产品制造企业与国内其它行业一样，经历了国外先进技术引进与消化吸收、集成创新和原始创新三个阶段，目前行业内多数企业处于国外先进技术引进与消化吸收期，其中，优势企业正处于集成创新和原始创新阶段。 电涌防护技术需要同步于电子信息技术及产品的发展。随着信息技术的日新月异，电子电气设备的接口形式、信号传输制式、抗干扰敏感度等多样性变化给电涌保护器带来了更加多样性的需求。这也正是具有较强技术积累的高端产品生产商的市场机会所在。 从行业技术发展前景看，雷电电涌保护器的发展趋势有： (1)从单一防护走向集成防护有些应用行业开始使用三合一、二合一防雷、电涌防护产品。如安防行业的室外监视系统，其防雷系统包括了低压电源、视频信息和操作云台的雷电防护。（2)从粗放式防护走向精细化防护电子元器件的加工精度已达纳米级，工作电压越来越低，工作电流越来越小，因此，以微电子技术为代表的信息技术发展趋势，决定了雷电电涌防护从粗放式防护走向精细化防护。 (3)从平面防护走向立体化防护雷电电磁脉冲从空间侵入，使得雷电电磁脉冲和电涌的防护，从平面防护走向立体化防护。 (4)从简单防护走向智能和远程监测防护智能化技术在于将数字技术、在线测控技术、网络技术和通讯技术应用在防雷、电涌保护器中，提高设备的智能化程度，从而方便设备的运行和维护，使被防护设备始终处于有效安全防护之内。 高清网络监控系统智能电涌保护器（SPD）的优点概述： 高清网络监控系统智能电涌保护器（SPD）适用于监控摄像机系统，对监控摄像机的电源线路和控制线路进行保护。有多种电源工作电压选择，可满足闭路监视系统多种前端设备电源工作电压需求。多功能一体化设计，减少安装空间，有效地对监控摄像机的多路线路进行综合保护。 同时可以自动记录雷电冲击的时间和次数，易于SPD的维护而且断电后数据不丢失。通流容量大，残压低；插入损耗小，响应速度快；多路线路之间干扰小，防水、电磁兼容效果好。
