[原创]“防雷”接地与视频系统接地要点

eie1992

“防雷”接地与视频系统接地要点
9 X6 S" Z# c# o$ v' y6 M（工程设计探讨和参考）
" o# ^, I0 o6 y! F* g$ ]视频传输系统的接地与视频传输系统防雷，越来越引起关注。这里抛砖引玉的谈谈个人看法，以求引起思考和深入探讨（只涉及视频传输系统，不是全面分析）。
[视频传输系统的单点接地原则]
视频传输系统的信号地（d），也就是BNC外壳（同轴电缆屏蔽层），这里所说的“接地”，指视频传输系统众多的信号地（d），与大地（D）的连接关系。视频传输系统的设计、施工和调试的基本原则是：单点接地。这是抗干扰和系统安全的基本设计原则。
1） 主机一点接地（单点接地）：
1. 单点接地——只能是监控室（中心）主机系统的设备机壳相互连接后，一点接大地；
' ^. w2 x, j, ]: g; B: W2. 这个接地线和接地点，应该是独立的，并远离建筑物避雷系统的接地线和接地点；
2 f ?) d$ i4 ~, C5 d. |7 I3. 这个接地，是直接接大地，接地电阻越小越好；
2） 远端所有视频信号地，必须与大地绝缘：
& k' L; \, S2 V. w: ^) c1. 远端所有视频信号地：包括摄像机外壳，BNC外壳，传输同轴电缆屏蔽层，摄像机电源，远处的分控或“机房”，所有相互连接的“视频信号地（d）”,都应该做到与大地（D）可靠的绝缘。
2. 这里所说的“与大地（D）可靠的绝缘”，不仅仅指这些视频信号地没有“专门安装接地线”，还包括摄像机通过金属支架，与接地金属物体的连接。如：钢管路灯柱子，金属广告牌，车间的金属架子，铁皮屋金属壁等等“疏忽接地”情况；
[地电位环路]
1 W% F. K2 U+ m" ]9 y1） 电网“中性接地点”，各种大功率电器设备接地点，都会影响到地面不同点之间，有相对的“电位差”，这里所指的地电位，就是指这类“地电位差”，简称“地电位”。
, D( j0 K: I, n2） 视频电缆两端如果都接大地，两点间的“地电位差”就强行加在视频电缆两端，构成了“地电位环路”，在两端的视频信号地之间，就串进了这个“外来电压”，它又通过两端的匹配电阻和芯线，在末端负载上形成“干扰电压”。所以电缆两端都接大地形成“地电位环路”，是地电位影响视频传输系统的必要条件。
3） “地电位”是不稳定的因素，它的大小取决于电网运行状态，用电设备运行状态，环境状态（如天气），任何一个因素或几个因素变化，都可能引起地电位的“突变”，可以跳变到几十到几百伏，瞬间烧毁前后段设备。所以“地电位环路”的存在，不仅产生干扰，更是系统重大安全隐患。雷雨天气，是“地电位”突变的多发期，许多所谓“雷击损坏设备”，实际是“地电位环路”造成的。
4） 使用抗干扰器，有时也可以“抑制” 地电位干扰，但实质是“掩盖”，安全隐患并没有消除，电网一旦发生故障，失去三相平衡，便很容易发生烧毁设备的严重事故。
5） 我把地电位环路干扰划归在“故障类干扰”，即假干扰范畴。切断地环路，或设计上不构成地环路，是最简单，最有效的避免“地电位环路干扰”方法，而且同时消除了安全隐患，一举两得。
[视频系统的防雷与“防雷”接地]
安装应用防雷设备，造成系统多点接地，“引入干扰”，甚至烧毁设备的案例，仍然屡见不鲜。到底是防雷设备产品问题？还是应用设计施工不当问题？还是被误传误导？这里不谈“责任”，只谈技术。
- e3 M$ S' v) E* e0 a: B1） 监控系统，属于弱电系统，它的防雷，和区域防雷的避雷针与建筑物防雷的避雷系统，应该是什么关系？是同等、同性质的各自独立关系，还是从属关系？我的观点是：弱电系统，应该置于“区域防雷的避雷针与建筑物防雷的避雷系统”（我下面统一称为“区域防雷”）的有效保护之下工作。雷雨天，“人”要不要也顶个“避雷针”，接个防雷器“接大地”用于洩放“雷电电流”？这叫引雷找死。“区域防雷”的本质，也是“引雷”，是提前软性洩放云层电荷，避免形成雷击放电。所以我的观点是：可靠的“区域防雷”，是监控系统安全运行的基础，是弱电系统安全运行的大“保护伞”；
# D* I- ?3 y; q# h. G/ W2） 监控系统只需考虑防护雷电感应脉冲，传输设备应该具有这类“防浪涌保护措施”和防地环路保护措施。
3） 监控系统应该远离“避雷”设备和避雷接地点，不要与“避雷”设备共接；
4） 监控系统使用“防雷器”，不应形成“多点接地”的错误，即正常状态下，“防雷器”的接大地，不应导致视频信号地同时也直接“接入大地”，只能在雷电情况下，通过击穿防雷器放电管瞬间洩放感应电流；
/ O; @: a! A- d: F: b8 r5） 视频系统“接地点”越多越好，是误区和误传；
欢迎批评指正，衷心希望大家参与讨论，更希望专业防雷厂家参与讨论。
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eie1992

工程中与多点接大地故障有关的问题和现象：
8 v, f7 b( Q, E- z( Z: @3 J1） 呈现多种干扰现象（“逆定理”不一定成立）：
; P" _5 j( R( c, k( }, k9 E1. 黑白横杠上下移动的干扰；
" U6 k5 n- a9 Z% R2. 黑白点状、条状横带干扰；
1 M8 d- M( t8 e1 ~ G- r8 e8 J3. 图像扭曲；
, R$ o! V9 |1 ]) c2 S7 P2） 测试现象
/ x( p4 R8 y3 Z/ S1. 显示器蓝屏，或显示“无视频”，而监视器观察有视频有干扰；
$ L9 g' l/ y8 M1 @! y2. 独立监视器在电缆末端检查，没有干扰，接入主机后有干扰，甚至还影响其他路图像；
3） 发生系统安全事故
1. 突然烧毁摄像机或主机采集卡（停电或突然断电，雷雨天）；
2. 烧毁传输器、抗干扰器；
系统多点接大地，容易产生上述某种现象和问题，但不等于说上述现象都是多点接大地引起的。
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eie1992

我不明白多点和单点的意思 给画个草图可以吗
摄像机端也接地吗？
是不是只硬盘录像机，显示器，矩阵，电视墙，操作台接地就可以了
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# h$ \, |) c$ B3 ?; p& B对的。就是监控室主机和相关设备的机壳（视频信号地），相互连接后做一个接大地线，要专用，要远离建筑物避雷系统接地线。视频系统前端摄像机、BNC外壳，12V电源地，解码器机壳等，都应与大地绝缘。这就是系统单点接地设计原则。

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下面引用由安泰发表的内容： 受教了！多谢！还向eie老师请教： 1、电源的地也就是插头的地线要不要，去掉的话又没有安全隐患？带着是否和单点接地相矛盾？ 2、主控室单做接地，接地极与主控室最大距离多少？

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1.电源的地也就是插头的地线要不要，去掉的话又没有安全隐患？——如果这是指12VDC的地，那它和摄像机视频信号是共同的“地”，这里你所说的“地线”，如果是接大地的地线，那也就等于多点接地了，它的存在，会构成安全隐患，去掉这个“接大地的地线”，是为了消除这个安全隐患。
2.主控室单做接地，接地极与主控室最大距离多少？——不是距离，是接地电阻越小越好，接地点，离开避雷系统越远越好；