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楼主: eie1992

仅以此贴作为2010国庆献礼——防雷器接地,瞎指挥

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 楼主| 发表于 2010-10-17 15:24:14 | 显示全部楼层

r:仅以此贴作为2010国庆献礼——防雷器接地,瞎指挥

很久不见了。
5 Z$ O, @7 Y7 k. D& J晚上回复吧。
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 楼主| 发表于 2010-10-17 19:14:43 | 显示全部楼层

r:仅以此贴作为2010国庆献礼——防雷器接地,瞎指挥

关于摄像机与护罩绝缘问题:6 A. f0 o: ^7 a, a, k& z
于洪:“一直以来我一直遵循的就是摄像机一定要与防护罩罩体绝缘。”
# ?# M/ B. O$ y; D6 ^
    这样就可以避免很多现场接地问题。因为工程中摄像机大都通过金属支架,安装在金属立杆,和钢结构上面这都是些是“天然接地体”。摄像机与护罩绝缘了,结果摄像机外壳就不会接地了。如果摄像机与护罩没有绝缘,这就是“盲目接地”了。这种“盲目接地”工程案例太多了,还说“我没给摄像机做接地线啊”。( q- X7 T" [+ B/ Q8 Q( C
2 }+ n4 B& }" {# @/ \- M
    在很多人还没有认识到安防系统“地电位环路”是重大安全隐患,“单点接地”的设计理念和方法还没有形成的情况下,明白“摄像机一定要与防护罩罩体绝缘”,实在是大好事,这也就预防了“盲目接地”。
; K. s; Q4 H1 V, X9 B! F# n. @! K0 M, G$ F+ n; Z. e; _
    安防行业的现实是,多数摄像机外壳、与金属护罩、安装支架之间都是短路一体的。所以绝缘问题,就只好由工程人员自己想办法了,绝缘位置、绝缘方式和绝缘材料的选择,大都是根据现场情况达到绝缘目的就行了,也不太考究,也没有标准。过去很多塑料绝缘支架,其实很好用,现在很少了,大概因为没有铝合金支架漂亮吧。: ?5 V) i9 b3 k

( H, A5 }$ K! x$ e3 `" N4 W
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器,我更愿意使用的办法是接闪器、立杆(或专门的引下线)连接现场制作的地线,而将防雷器与视频相关的那个地线连接交流电源输入的地线。”
: ~9 Q9 `8 x  d+ E! ]* \
    我不清楚这是不是属于“立杆避雷针化”设计范围,如果是,那就危险了。因为立杆要接闪,就必须防他的“雷电反击电压”(避雷针放电电压),这是上面说的摄像机与护罩绝缘轻度就远远不够了,因为它可以击穿空气的距离在三、四十公分以上。
9 |. T3 l  [' N* V1 p5 f7 H2 [5 L) w) W4 F
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——$ B- [( r) Z1 W& Q- g* J+ G
    直击雷只能靠避雷针解决,“防雷器”只能用于解决感应雷。我这个主题帖就是专对防感应雷的防雷器说的。' X/ [( q! e, J: y
    “防雷器接地是用于泄放雷电流”,“防雷器必须接地,不解地就不能防雷”,这几乎是“天经地义的真理”了。我的实验和分析认为,接地没用,还有害。接地泄放雷电流的说法,没有理论和实践依据,反而说明对感应雷的本质认识是错误的,前面我有分析。4 e" M5 L. [+ ~# A( N8 |
    为了能理解感应雷的本质,后面我还会进一步说明,力求对大家能有些帮助,好在现在高中都学到电磁感应知识了。
! D8 G' s% K* Y9 i
# I3 J$ C& s8 N
[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-10-17 19:20 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2010-10-17 23:46:35 | 显示全部楼层
感应雷与电缆感应电动势
7 b: J: [% U3 Q, x, u4 e    以视频线AB为例。空间电磁场可以在视频线屏蔽层上产生感应电动势。这就是我们常说的“干扰”。
3 A0 K. G4 F7 X# Z/ M雷电放电时,巨大的脉冲电流,可以在周围空间辐射出很强的交变电磁场——雷电波。雷电流包括发生在空中的带电云层间的“云-云”放电电流,“云-地”放电电流,也包括避雷针接闪放电电流。
3 @6 i* N3 _# O( S8 \" Y& o+ T" V* C4 K+ `
    雷电波可以在任何导体上耦合出感应电动势,在视频线的屏蔽层上也会产生雷电感应电动势Uo;雷电感应电动势Uo,性质是一个交变电压。% P- R3 Y! [& g3 s& k
   
0 `+ t" w5 d3 |3 _, C    同样,一根垂直的导线也会耦合出感应电动势。避雷针接闪时巨大放电电流的辐射电磁场,可以在离避雷针很近的摄像机立杆上,防雷器垂直接地线上,耦合出很强感应电动势Ud;- q9 K* ^; O0 ^! Y% f- X7 M( f
/ j( }  x2 c& n# ^& Z& Y
- E6 |6 V: V; O* S
【雷电感应电动势模拟】
. {1 E' i) k+ ]: V( M) A  @4 u( B  `; K+ {7 O& s+ [
    如图所示:AB为模拟视频线屏蔽层,AD为模拟立杆或接地线(可以是防雷器接地线),BD为主机接地线。为了理解感应电动势的性质,我们设计了这个模拟电路:
3 F( w6 n& a7 Z, M& [' H7 X7 ~  P    用一个变压器,初级接高频信号源或脉冲信号源,次级串接在视频线屏蔽层中间(视频信号地中间),在视频线两端就可以观察到(测到)“感应电动势Uo”;8 }- i! O1 z  i8 |5 i
    同样在接地线中间,也串一个变压器次级,也可以得到一个“感应电动势Ud”;9 `! L( a: l& @; D; D

$ w1 R: c  u: C- `2 D7 _    变压器的原理产生的Uo和Ud,也都是电磁感应形成的电动势,性质上和雷电感应电动势一样,不同的是变压器是集中参数元件的有源电流和磁路耦合,有电路基础就可以理解,雷电感应是空间电磁场的耦合关系,模拟实验的信号幅度也与实际雷电大不相同,这要从场的角度去理解。但这不影响我们对感应电动势性质的认识,Uo和Ud也是交变电压性质,也都是等效在导线两端。
& R1 f% `" A/ ]8 N! G% H$ K7 m0 F( C, N/ Z0 e  L
    先看接地线上的感应电动势Ud,它不因为导线下端接地而不产生感应电动势,也不因为它下端接地而被“泄放到大地”。对于实际的雷电感应,即使在AD两端再并一个“短路线”,那也只能增加导线面积,提高电磁感应效率,感应电动势不会有丝毫减少。视频线上的感应电动势性质也一样。2 q- L" z9 `0 h! s: a

% [: l1 ?4 ^8 H/ y5 I' G    这就是说,防雷器接地,不仅不能够把感应电动势“泄放到大地”,而且本身还会产生感应电动势,增大雷电感应。所以防雷器接地是无用而有害。' s7 g0 S0 e* V+ l6 S, d
5 f1 u, A! w& A' n
    所谓防雷器接地泄放雷电流的说法,是对雷电感应本质的一种错误认识,这是首先要从原理上搞清楚的问题。
/ V3 u3 ~( \  E: ?  @: P8 _4 n2 J5 X! n0 [5 ~5 L3 ?3 H
[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-10-18 12:41 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2010-10-23 18:48:04 | 显示全部楼层

r:仅以此贴作为2010国庆献礼——防雷器接地,瞎指挥

防雷器接地泄放什么雷电流,怎么理解?
$ d: [0 Y9 O% y9 h' K) T2 {什么东西可以通过接地泄放到大地?- i+ D- @" @* b& Z* h9 I
, u# D- ?2 d5 i2 f
电位φ,是观察点相对于参考点的电压。
) a; S: r3 R. X$ S9 L4 B2 n7 u对地地电位φ,参考点是大地;
5 I& [! n+ k( G: b0 l感应电动势U0,他不是静电场的概念,是交变电磁场的概念,属于无线的空间电磁感应现象。
" d8 P- T5 D' h) k3 W9 c
: k; g& D5 x, O. q' X7 k% u雷电在视频线上的电磁感应产生出来的是什么东西?它能用接地的办法泄放到大地?
+ ~; _! l7 [0 @, l. _第一个可能:感应出的是“对地电位φ”,表示视频线上“感应出”了正(或负)电荷增加,根据电容充电原理,视频线上电荷增加,对大地静电场电压升高,这时,用防雷接地办法,可以把视频线上的电荷,泄放到大地——合理。显然这是模仿带电云层与大地静电感应,通过避雷针放电原理想象推理出来的概念。" D9 K) w* J" {1 X, d# c" [3 L
问题是,雷电波的电磁感应,是怎么通过“无线方式”在瞬间把单极性电荷“注射到”视频线上的?这种单极性电荷注射到视频线上的物理机制是什么?推动电荷瞬间注射到视频线上的动力是什么场?恐怕无人能回答这个超现实问题。/ A" E) o6 i6 I8 v" |) N

( `1 g: u8 h0 k3 w  @8 |7 O第二个可能:感应出的是一个“电压”,准确讲,是一个一端接大地另一端接视频线的“电压”。这样,用接地的办法,短路这个电压,把它放“干净”或者放到“残压”电平——也合理;
  R; I+ g+ v& j' U问题是,雷电波的电磁感应,是怎么通过“无线方式”在瞬间把一个“电压”加在了视频线和大地之间的?它的形成机制又是什么?谁能告诉我?
/ H8 Z' g$ S) |6 o9 d1 T+ M除了上述两种“东西”之外,还有什么“东西”可以通过接地就能泄放到大地呢?无法想象。
* j3 A& b5 i7 z
  Y' I# c2 S8 ]  @% w电磁感应在线缆上形成的电动势(也是电压),是谁把它一端接地形成“线-地电压”的?防雷器的接地端,又是把感应电动势哪一端接地呢?2 ^. L1 K3 p  E

8 o  _( w, r) b1 ^所以,防雷器接地泄放什么雷电流的说法,从理论上和实践上,估计都难找到依据。5 r+ ^: M, B" t/ E( m
  J1 ~# k  r! C9 Q6 _1 {9 w
我们安防行业的现实是:大量产品在这么应用,烧了设备还要用,系统瘫痪也得用。用了就有GDP,烧了设备换新的,又一个GDP,“业绩”大大的。但不知是“可庆可贺”呢?还是“可悲可叹”。

% |+ i. F3 B/ G7 I( Z3 r$ k5 N1 L0 w* N- r7 d  {9 n, F
[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-10-23 19:04 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2010-10-26 11:06:24 | 显示全部楼层

r:仅以此贴作为2010国庆献礼——防雷器接地,瞎指挥

如果您也曾经认为:防雷器必须接地,不接地就不能防雷。
2 s% J9 B4 s2 ^1 Y3 K
您是否想过:2 d) p# a7 Z: A" a' f0 T

4 P: p0 D, m! ?% D+ |. P% ?
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?5 T8 z6 Q/ \2 z! S% _
2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?& i9 R) P- [: h8 f( E. u$ T- i
3)接地会不会有什么负面影响呢?7 X/ b9 c3 [1 R- \' M# a+ C
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。& v* U5 \7 A' o1 @7 [* l
5 `2 D1 l% Y' B. N2 r# m% r
例如,立杆避雷针化设计,确实给施工带来“方便”,它能够像避雷针一样的接闪,把云层电荷泄放到大地,这一点没错。. j8 F% m  }7 C
但能否达到被保护设备不被袭击目的呢?不能。这种“施工带来方便”,却给雷电反击电压袭击安防系统带来了更大的“方便”。这就是“负面影响”,影响到什么程度呢?成为安防系统最大的安全隐患,是安防系统的定时炸弹。# A2 H) ^4 Q" c4 G! T1 p3 Z5 p

6 I7 B& K9 M7 e这个立杆避雷针化设计,曾经被专业防雷厂家作为“标准设计”来宣传、推广。今天,“立杆避雷针化设计”,却几乎成了判断真假防雷设计的试金石和分水岭了。
  l% ^  J2 t+ A' N- y
  S  ~3 W: v/ r& a% w6 w   同样,我们也会思考,防雷器接地又有什么道理呢?会有什么负面影响呢?

9 W( q9 S, M! [: Y% T3 X3 z; F2 ^# N, b  v& f/ I. i' z: v( y: T
[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-10-26 11:08 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2010-10-29 20:36:08 | 显示全部楼层

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该给楼上红牌了,公开在这里发广告。
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 楼主| 发表于 2010-11-4 08:44:52 | 显示全部楼层
原帖由 22343234 于 2010-11-3 22:33 发表
6 F- z6 A' y, t: j! ?8 J' d  g赞 EIE 一个!!% G* U' P/ b5 c( |
希望您 继续发帖~~0 P/ d* `2 R4 N& A
看了你的帖子,想想以前,竖了根3米高室外的杆子~~上面架个摄像机~~
- `8 @, G8 o3 O4 c; [1 q" z6 H& n3 `6 E) p
没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!2 m$ }2 s: B, X5 S4 k. T. o( n0 m
开始竖杆子的时候,那时候的技术经理说一定要摄像机外壳接地~~
$ Q# Q, X+ O2 A+ T+ O7 \, @
' T9 Y1 w/ _: |于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...

  ?8 q4 a& ^) j1 P8 w8 u' \
$ n- o' R  H. C& y: q5 ?    金属立杆上安装摄像机,通过金属支架,摄像机外壳必然接大地了,这就与系统其他接地点形成了地环路,把地电位引入了安防系统,其危害有两方面:
; f* ]* f) j' S) _1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;
+ {6 N3 u0 P- s" p1 U: S, F2)直接引入地电位:包括引入常规的电网形成的地电位,也包括雷击地面物体形成的“跨步电压地电位”;
/ P! p# a- }2 l$ c: O   r* Y4 Z1 f2 L. ?
    你的烧摄像机问题,很大可能是地电位环路烧的,地电位是不稳定的,当电网发生重大不平衡故障时,地电位可以突变到几十、几百伏,接地点把这个电压引入安防系统,可以瞬间烧毁很多设备,使整个安防系统硬瘫痪。* |8 I! z& k3 o. w0 C

) y- I% u, _) B3 \9 P7 ]0 T% y多点接地形成地环路,是安防系统的重大安全隐患,是第一杀手,是定时炸弹,工程设计和施工,一定要仔细检查有没有多点接地问题。! Y4 j% ]# z; k" d2 P
    安防系统安全设计原则是:单点接地——主机一点接大地。
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 楼主| 发表于 2010-11-4 09:11:39 | 显示全部楼层
原帖由 lzhm2010 于 2010-11-4 00:19 发表 ; @& P9 G1 [9 U; M9 C
今天跟一个客户也谈了防雷的事情,他也强调了防雷必须接地的问题。我说我们设备主要是防感应雷,而不是直接的雷击的那种。但是我也没法说明很详细的原理来跟他解释 。今天看了也总算是明白了。 ...
7 i! ~' v: |6 _; F6 x

6 ^+ ?4 W8 [/ e9 T0 ]" i& q) |1 O    这个事例说明,某些“专业防雷厂家”的误导宣传的影响,十分广泛。
1 y& L. w- _. j2 r. j- h- k    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。- z# a& v0 h' U" U& I
    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。
& Y3 J4 m  `3 A# R: M# X' H. I    做工程,有没有疑问:雷电感应到底是什么东西?为什么接地能放掉?- `# r# F2 Q. R2 o# `1 b

2 N- g5 j1 H  h    今天看来,所谓防雷器接地,就可以把雷电感应“高电压”泄放到大地的说法,没有依据; R, r  P* g5 _' E" d0 K) `* Z! `( H
   

+ t4 J  y$ c3 T" M& d' J, O    试想:视频线上感应出来的“高电压”,准确说应该是“电动势”,除非这个电动势是感应在视频线和大地之间的电压,接地才可能“放掉”,而实际上这个感应电动势是在整条视频线上产生的,接地怎么泄放?而且接地线,特别是室外离避雷针很近的摄像机防雷器接地线,避雷针放电脉冲电流可达100KA以上,在它周围会形成极强的交变电磁场,与它平行的“接地线”上,也会感应出很强的电动势,谁来把它放掉呢?同时,接地还可以方便的把跨步电压也引入安防系统,那就是“雪上结霜”了。7 D7 k* Q4 v: r: C5 `% V
    应该明白:这些安全隐患,都是由地环路引入的。单点接地设计原则,可以有效避免这些安全隐患,既简单,又方便;

: ~3 N. ]9 |' \( ?! N' a2 X
3 Y2 r* @+ c/ P, W* [, b4 f. Z6 u[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-11-4 09:15 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2010-12-8 10:26:51 | 显示全部楼层
原帖由 loginwjd303 于 2010-11-4 10:11 发表
$ M/ @' b7 h/ v; d; LEIE老师你好,请问“室外摄像机绝缘”是指防护罩与罩内摄像机绝缘还是防护罩壳与大地绝缘。现在我将一红外一体机装在外墙上,请问这个需要做绝缘处理吗?如果说需要作绝缘处理,是不是安装支架需要与外壳用绝缘材料隔开。谢 ...

" ?) _( E* Y, S& q# X- Y& B
8 w' o+ {" q1 n& O5 a% _1 S7 o没有及时跟帖,抱歉!那几天外出,后来可能帖子沉得太深了,没见到。
: b3 n7 ~) A+ ^: ~  ~' v5 F1)“室外摄像机绝缘”是指防护罩与罩内摄像机绝缘还是防护罩壳与大地绝缘?——最终要求摄像机连接的BNC外壳与大地绝缘;! p3 U0 _) |9 v
2)安装在墙上的摄像机,一般和大地都是绝缘的。但也发生过固定螺丝碰到钢筋造成接地的。外墙安装,下雨天墙体有时也会发生绝缘不好问题;
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 楼主| 发表于 2010-12-8 10:49:52 | 显示全部楼层
原帖由 嘌呤 于 2010-12-7 22:56 发表 ! o( S) T$ F$ m; F. J) R% `5 K9 L
我想只要能消除与大地的电位差,那就等于消除感应电动势
& ~- l: F7 B% \. J* B

7 R! w: c: [5 h, J* ^3 n3 ~这样理解,有些混乱。
" R% j  i7 t; J, c
# c" y( G7 h& q6 {    假如,A点是主机,做了安全接大地。B点是一个远端摄像机,B点地电位Vb是独立于安防系统客观存在的,无法“消除”;如果B点摄像机接了大地,就把这个地电位电压,引到了摄像机端视频线上了,而主机端接大地的点位是0电位,这就形成了地电位差,危险就从这里开始了,地电位通过两端接地点和视频线构成环路,这就叫“地电位环路”。这个问题的要点是:地点为通过系统多点接地被引入安防系统的。) @; O1 x5 L# @7 e; J  \
  O9 z' T8 o9 J4 W/ Y$ s2 H4 M1 O
    工程设计的任务是:不要把这个地电位人为地引入安防系统,方法很简单:系统主机单点接地。
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