[转帖][原创]一个典型地环路干扰的工程实例帖子

eie1992

原帖：http://www.1000bbs.com/dispbbs.asp?boardID=51&ID=327265&page=1
【楼主工程介绍】
这是我们在一个长区做的监控，一共有16台1A红外一体机，最长距离280米，视频线缆75-5，电源线2*0.75；采用的供电方式是220V到前端变12V，所有的电源线和视频线分别用pvc管敷设。12V变压器2A的，其中有7路图像是上图这样的，有时候都有图像，但是这路就是上图这个样子，假如有一路图像开始闪，那其他的六路就也开始闪了，图像还时有时无，有时候甚至有图像还显示无视频信号，终端配备有2000VA稳压电源一台，接入电压230V，输出电压225V，还算是比较稳定，就是搞不清楚为什么图像是这样的，另外的9路图像是正常的（不过有斜纹）。
我已经做了的工作有：
" R F* {; i9 B4 g1、2000VA稳压电源接地，硬盘录像机接地；无效果。
& \' X8 Q( B1 v1 U4 Y& }2、测试前端所有的12V变压器，电压在12V~12.5V之间。
3、将图像不正常的摄像机和变压器，置换到好的地方，问题消失，相反，问题出现。
4、检查220V电源线所有接头是否外露，检查结果正常。
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【点题分析】
从图片看，图像扭曲严重，属于故障类假干扰。
' Y( p: D, I w# g- T, f7 G2 L“3、将图像不正常的摄像机和变压器，置换到好的地方，问题消失，相反，问题出现。”——从这条看，电源问题不大；从“相反，问题出现”——可以初步看出，这很可能是“地电位环路干扰”。
请确认，前端摄像机应该是接了大地——必须调整为“与大地绝缘”，所有摄像机都要“与大地绝缘”，不然还有更严重的问题——重大安全隐患，当电网发生3相严重不平衡故障时，会瞬间烧毁摄像机和采集卡。
q. A/ ?; q" \【楼主回复】
9 Y; I# _/ n+ E: @1 U* o1 R3 e有干扰的图像全部都是摄像机安装在铸铁支架上，铸铁支架通过角铁安装在钢结构立柱上的，难道是这个问题？
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eie1992

做了一个地环路形成的原理图，希望对理解地环路干扰有些帮助。
可以点击看大图
4 J* S& e6 f5 r+ p( j此主题相关图片

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eie1992

回复7楼：
1）关于地环路干扰产生原因，“一是两个接地点的电位不一样”——这一点观点一样；
+ l* g7 ~# w3 [- U& O2）关于消除地环路干扰，“一是减小地线的阻抗，从而减小干扰电压，但是这对第二种原因导致的地环路干扰是没有效果。”——既然作为一个方法提出来，这个方法实践上到底是实用还是不实用呢？
3）“二是增加地环路的阻抗，从而减小地环路电流。当阻抗无限大时，实际是将地环路切断，即消除了地环路。例如将一端的设备浮地、或将线路板与机箱断开等是直接的方法。但出于静电防护或安全的考虑，这种直接的方法在实践中往往是不允许的。更实用的方法是使用隔离变压器、光耦合器件、共模扼流圈、平衡电路等方法。”——“增加地环路的阻抗”，“当阻抗无限大时，实际是将地环路切断，即消除了地环路”，这个观点完全正确。但举了个“在实践中往往是不允许的”例子。这个例子在安防行业恐怕没人能够设想出来。难道切断地环路就这一个方法么？前端所有摄像机与大地绝缘——也是不允许的么？如果没有判断错，这位朋友是搞产品电磁兼容的吧？这里是谈监控系统的电磁兼容问题。
0 q* T2 L3 c0 k% U s3 Z# _0 |2 U- ~. j4）“更实用的方法是使用隔离变压器、光耦合器件、共模扼流圈、平衡电路等方法。”——为什么添加隔离设备才是“更实用的方法”？不用添加任何设备，只把前端摄像机与大地绝缘，难道不是更简单，更节省费用，更可靠，更实用的方法么？
1 ?5 b8 }: d* A1 R1 `! X5）“三是改变接地结构。如将一个设备的地线连接到另一个设备上，通过另一个设备接地，就是所谓的单点接地的概念。”——这里提到的“单点接地的概念”是对的。但是在监控工程中，如何实现你的“将一个设备的地线连接到另一个设备上，通过另一个设备接地”呢？还请明示。如一个系统有10个摄像机，一套主机设备，你怎么连接地线？用什么线连接？又通过哪一点接大地？
6）“地环路只有在上述两个条件下才会产生干扰，如果这两个条件不存在，即使存在地环路也不会产生干扰。”——地电位是不是“一成不变的？”今天A\B两点地电位差很小，可以忽略，是不是就可以保留这个地环路呢？
7）“二是外界的电磁场在地环路中形成了感应电流，这个电流一样会形成干扰。比如摄像机-互联电缆-视频控制设备（如DVR）处于较强的电磁场中，会出现此种情况的干扰。”——没有地环路“外界的电磁场”就不会产生干扰了么？本主题只谈工程的“地电位环路干扰”，它的性质与空间电磁耦合干扰有本质不同。
3 x" g Q. a `/ r$ R0 h) }请赐教

eie1992

“如果没有判断错，这位朋友是搞产品电磁兼容的吧？这里是谈监控系统的电磁兼容问题。”——看来没有猜错。我一直希望并真心欢迎电磁兼容专业技术人员参与安防工程问题的讨论，让我们共同面对工程出现的问题，共同探讨。
& b7 ^8 D) ?0 G8 m+ _楼上所引文章“235236.rar”——是谈什么系统地线干扰的？——“一个设备”——你也可以把它叫做“一个系统”。但是这是和监控系统有着本质区别的小系统—— “一个封闭在金属壳体内的电子电路系统”，如一台矩阵，一个DVR。这类系统研究的“电磁兼容性”定义，大概就是这位网友提出的：
8 V, [3 O9 e: ]& {; W3 q) w# B% v【“电磁兼容性”的概念从来就是一个系统的概念，是研究和解决如何保证系统中的设备或电路不因为互相的电磁干扰存在而导致其不能正常工作的问题。】
这里值得注意的是：内部“因为互相的电磁干扰存在而导致其不能正常工作的问题”——属于“内因”的问题，也就是说是解决“内部矛盾”，是与外部因素无关的，因为这个“系统”被屏蔽在一个金属壳体里，外部电磁场被“拒之门外”。这就是我前面说是“产品”电磁兼容问题。
+ y( `0 b7 Y+ v5 s3 p$ J0 j安防系统，是由诸多“产品”组成，并分布在一个范围广大地域上的分布式系统，是不可能被放在一个金属屏蔽壳里的。我们把它暂称为“区域分布系统”。由此也就带来了这类的特点和问题：
1）系统“产品”及连接线路内部相互之间的干扰影响，已经变成了次要矛盾；例如，摄像机电源问题引起的干扰，BNC头接触不良，用了镀铜铁质电缆，采集卡故障等等因素造成的干扰，都属于设备故障，更换设备就行了。
2）系统之外的“外部因素”影响，成为主要矛盾：雷电，各类电磁波，不同点地电位，电网中的干扰等等因素，都是客观存在的外部因素。“外因通过内因起作用”—— “区域分布系统”的电磁兼容，是研究和解决这些外部因素是如何通过“内因”（条件）起作用而产生干扰，影响系统正常工作，甚至烧毁设备的——这类课题不知哪个电磁兼容研究单位在研究？
3）安防行业一直在盼望找出一些工程实用的解决工程干扰的有效方法。——许多有效办法，到目前为止，大多还是安防人在工程实践中摸索出来的，还没有见过哪些是电磁兼容专业研究单位提供的。这里我也算呼吁一下，希望更多的“电磁兼容专业研究单位”关注一下安防行业的电磁兼容问题，希望他们更多的参与。
2 L3 b( q3 O3 Z4 p% ]+ V1 ^wjdvt朋友，说些多余的话我不介意，希望你能诚心诚意的参与讨论。
“离开系统就不要谈什么电磁兼容性的概念。更没听说过有人把电磁兼容性分成什么做产品电磁兼容性的和做系统电磁兼容性。唉，连电磁兼容性的概念都不知道啊！咋交流！”——上面谈到的概念，你应该理解了吧？
另外，还请wjdvt朋友冷静的注意，这里是技术论坛，就技术谈论技术。我在12楼帖子里提出许多问题，你还没有正面解释。有些话并不说明什么问题：
“更没听说过有人把电磁兼容性分成什么做产品电磁兼容性的和做系统电磁兼容性。唉，连电磁兼容性的概念都不知道啊！咋交流！”
2 E; O( m8 m1 ^. B“你说了半天，没有指出我那句话说得不对，你不是在没事瞎搅和么？而且我明确地告诉你，我帖子里的这些话，不仅仅我在这么说，所有知道地环路的人都在这么说.不信的话你去翻翻书或上网查查资料看看。看看别人是不是也是这么说。不要自己在那儿胡思乱想，那样会错误百出，误导他人。”
最后我再说一个问题：线路板上的“地{线}环路”，和安防工程中常说的“地环路”完全是两个概念。这里的“地”是地球的地，大地的地。地球的地或大地的地——宏观看是一个等电位体，局部看，具体点的“地电位”可能是不同的，有时差别很大。这里的“地线”，没有实质性的连接导线，就是大地表面。这和你引述的那篇文章谈论的“地线”，只是中文字体一样，含义和所说场合环境，大相径庭。
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eie1992

把封闭在机壳内的产品电路电磁兼容概念直接搬到安防系统，把研究系统内部的“相互干扰”概念搬到外部干扰为主的应用系统，把封闭系统概念，搬到开放系统中来，这就是wjdvt朋友的错误所在。
还是面对现实的好，就说说你的“将一个设备的地线连接到另一个设备上，通过另一个设备接地”的方式，是怎样把多个摄像机和监控主机连到一起的？用什么线连接？

eie1992

12楼质疑你的“电磁兼容问题”，此后你发了5帖，没有一个面对问题实质。
1 B7 S) D: Q7 A- i4 d' n! q再次提醒：这里是技术论坛，你可以敞开谈论你的技术观点和看法。回避问题，有什么用呢？
# R }. k( R: v说什么“我说到三种方法，你看那个可行就用哪种！那个在你的工程中不可行你就不要用。给你提供三个可能的选择，怎么有错啊！”，自己都不知道“三种方法”在工程中有用还是没用。瞎扯而已。

eie1992

防雷器产品生产厂家是怎么“规定的”？

eie1992

这是目前防雷的要害问题。
请TCP版主进一步介绍：具体讲视频信号地（摄像机壳、视频线屏蔽网），和防雷模块的地端的连接关系，即“热端”具体指是什么？这就能明白你说的“既可以保证摄像机的外壳与防雷接地线隔离而不会产生电位差干扰，又不影响防雷效果”了。

eie1992

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【视频防雷器基本原理】：
, _/ i3 v0 x' `5 E# U1） 对于雷电感应脉冲，有瞬态箝位电路限压，常态为开路；
2） 对于雷电放电高压，有防雷接地部分泄放电流；
) |9 S0 C$ _: Z4 l【说明】
. I: b9 w9 b- }0 R J1） 瞬态箝位限压电路，是限制视频传输线之间的雷电感应脉冲电压，常态开路；
$ k+ I' u4 o/ c: F8 C2 \2） “防雷接地部分”——问题就在这部分的设计理念上。有的是常态开路，有雷电时短路放电；有的是常态短路，有雷电时用于短路大电流放电；
【问题】
1） 常态短路的“防雷接地部分”——显然使摄像机壳“常态接大地”，这是基于“等电位体”的观点，制造了系统多点接大地的“地环路”；A摄像机“等电位体”接了大地，随雷电影响地电位同步升高，但B点不受雷电影响的地电位不变，AB两点之间显然形成了“地电位差”，引入传输线两端；
2） “地电位差”，不仅在雷电状态下形成，在日常“光天化日”之下，“地电位差”也是客观存在的，只是有的“地电位差”很小，有的比较大，如果存在地环路，小的没有明显影响，但比较大的就会形成“地环路干扰”，这是其一；“地电位”与电网用电状态密切相关，即与三相电网的平衡状态密切相关；当电网发生断相，碰地，电机碰壳等重大故障时，地电位会瞬间突变到几十到几百伏。
! h2 t m% s8 G5 l“地电位”的存在是客观现实，“地电位”是不稳定的，是波动的。除非你能保证电网和用电设备永远不发生故障，永远保持电网是“绝对平衡的”。
3） “地电位”是客观存在的；“地环路”是人为制造的；“地电位”是通过“地环路”引入视频或数据传输线路而起作用的；
% ]7 o( U* F& O A4 D# z" `7 O【关于地环路】
) M, l, I' y/ o" q' l9 J5 H/ b1） 安防工程中，人工制造“地环路”，到底有什么正面意义？？？
2） 工程中，因为把摄像机安装在金属立柱或塔架上，形成多点接大地和“地环路”，这大都属于经验问题，是“无意的”，知道他的危害，以后改进设计和施工，就有效避免了；但是，有些防雷厂家及其防雷器产品，以“防雷专家”的面目出现，故意设计和误导制造多点接地的“地环路”，这就是性质不同的问题了。
! W5 {# U/ v9 r0 B: X3） 我的观点一直是：“地环路”是安防系统的“重大安全隐患”。实践依据就是：“地环路”引起瞬间成批的烧毁摄像机，矩阵， DVR,传输器，抗干扰器，甚至于烧毁防雷器；也依据：有的工程干扰，把防雷器拆掉，干扰也就没有了。

eie1992

是不是有点矛盾???
5 j. D" I( N2 Q; I是的，是完全对立的两种观点。
* ]5 o: L: q( Z2 N/ o9 I! @0 o但不是一个人的两种矛盾说法。——请仔细看看前面的帖子；