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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。1 F) c+ B( h$ Z0 r( B
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:
& |9 B3 ?. Y7 B" ^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。”
$ I2 u% |; K, ]6 c; C
    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”。5 T2 J5 D4 ?! _  Q
* D0 B3 `4 V! j5 o8 h5 ~
    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”。
" S; E, z* m# j- O) M9 A0 [! O; H) `0 H
    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。
. |( E4 G1 {4 B. U, R' ~! @" d* c
1 U7 f; U' T: w! Z6 [9 R
    “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。”; d% r* U) X3 h6 }) K0 n6 H- j
    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。) U3 D) W& U: h# e! O
# i% G- f7 C! K2 j
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——
1 ]) I+ P' ]- `& ?9 \. O
    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。& M" O( ]1 p% q+ X
    “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。
+ Q& Z$ K( K, Z" E) C, b  j    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。
0 d/ C8 i" w, A

0 G) k8 ?' J/ ~% q" c+ B; ~/ H[ 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
& p0 p+ G  U1 ^$ k    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”。
6 V5 J( L2 U' d& D/ ~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。) T, R+ q7 S" O0 e) O
8 z- w, {) O" [8 ]2 j. {6 d
    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。. R( `% o. W& N8 y' M/ M, |
   
2 e: n% [5 k# i) @' s2 Q    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;
9 D3 \! F7 N9 l& D4 V" \- ~7 _$ g! M' \- F9 }* ^! M9 o6 b
# S+ F- S1 S* R: G" o0 E2 a' k
【雷电感应电动势模拟】* {" p1 u$ {+ ~7 L  k* Z0 M8 p1 Y
; V9 Q4 h2 i/ l6 v$ b0 l: e
    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:& X$ J8 K3 T- F8 q. r
    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”;
% k! f! M9 y, Q+ {    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”;
: ~2 C0 Q( G0 v9 I7 q1 Z1 S; R8 P' k" h& [- Y
    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。! B" |3 o1 U# G: N) H- s

' V' B4 i+ i* o" n7 k; o! K    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。) L8 Q9 P; p7 ^- h

" l$ b$ U( T% @* ?    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。
8 J" P+ _) m! ~3 `* z' S& m/ V# S# U  S- e! R
    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。
& ?: g3 V5 z& R( ^( H; j& Q1 z3 H: G9 a) d+ |1 p
[ 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?
1 n# l+ v( ?1 b. n: q: B0 E' T  p什么东西可以通过接地泄放到大地?
- a( P' R4 I. A* n* U$ h
1 r3 L5 c8 T' J: `. i电位φ,是观察点相对于参考点的电压。
. w% @( Q. h* J8 u4 T4 `, C对地地电位φ,参考点是大地;
, c1 z% x* `1 d/ M( a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。
1 P6 v1 }% a% m4 X7 b2 I6 x1 j$ p4 F/ j. p6 W$ f. O
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?' |' l; A4 C- a) j$ [
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。% D+ k8 n7 w; }7 `: N7 `( S! \+ e* T
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。
$ ~4 W# r8 E0 N4 |
( \7 G  f, B! e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;, [3 l1 E9 Z# P; B* h
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?
' P1 ?( a' ?/ W- e) Z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。7 p, p0 J1 N) l* i
8 [! S  V8 t+ G+ Q4 C6 F+ g
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?
. w! n, U7 U& m' Q" D! t4 v8 E( S' C3 m4 h% g" B
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。
! \- r- Z0 V* x( h( l$ @1 v! ?/ u6 h: S3 n+ z; v) E# ?
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”。

+ U7 j; ^0 b, u2 Y% D( u
* c" A5 D! ~: _, Z2 K- G% S! N6 y[ 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。8 }! W0 ?  E' u9 t" O
您是否想过:% S. P/ q" B8 {: V
  N/ ^* J1 J: {2 U4 @
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?9 T: U; A  i3 h% Q# d) Q5 X
2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?" m& Y" l# V& K
3)接地会不会有什么负面影响呢?
1 J" c. p/ _, x) c( d# E; h% u' ~# c
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。
2 k$ g+ c' i7 ?1 E
1 C: H$ Z( V8 |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。
& u2 _) J/ T1 h% \1 k% N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。" X% [; T5 Q  E: @6 x: u8 l4 f; f

& F7 P# F; X8 D# w7 [! C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。
# X" M- q6 o* G8 x! D2 Y" ?1 g3 F
   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?

7 ~/ y  M' M# l$ a9 a4 `3 @
- W' M0 [! b: J* P" }1 G1 p[ 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 ! u" v0 n; W2 S  J2 n8 s
赞 EIE 一个!!
, W& k4 R' S2 K: {/ w希望您 继续发帖~~
2 X& u) t9 j3 C+ @) P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~~6 x% ?! t0 O- `: v; ^1 K7 ~+ ?3 h

, U: H* l+ ]7 v7 D; Z) ?没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!
5 z5 H/ m1 v1 y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~~
  l5 U! w- ?9 G: Z9 o9 d1 @& l. }0 \2 o2 ]) g
于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...
& ?! w9 {0 c" u
' U+ x* A$ y+ n1 t" z' Z& s# Z1 x
    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:, J0 [2 M; z4 V: z* m( O2 x: @9 Q8 i, ]
1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;
4 m* R3 |( r9 t3 u2)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”;
! x8 W0 g2 p1 D. B 4 ^' C6 U: m- n" x
    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。, s) B# Y' G0 I+ ~: G

4 J  z# e4 N: R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。8 E  N0 o. }$ j8 g
    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 2 [$ r4 B1 K. e( J: ]$ k; E
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。 ...

: n: A+ u3 M( A% I2 B; i4 Z
$ S7 R* w& @$ }1 s) P/ d" I    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。+ n3 d3 G4 x: o
    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。4 C7 h4 p* A: o4 L
    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。4 Q* L. ]% ^+ ?/ ]/ G4 j
    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?9 ]5 X$ s0 q/ }6 Y& A' B
- ~, n+ t- ~% U, A
    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
2 ~6 J8 v1 G1 ^( m, b9 l   

& F0 O' a7 P1 O9 a# a9 [5 L    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。
/ j+ C( T5 P5 I, {7 w+ 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;

: T: b0 s' b$ N* q2 n4 @/ W
+ m# l0 I+ c9 M1 W: l) f! i( e[ 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
+ m0 b' _" M$ {8 [' uEIE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 ...

4 y8 ]# C# N4 B0 n. D# N9 g
) U, U: [! V+ _* h7 T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。
+ q6 ]: q  v# H' @5 x1)“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;
1 {* m9 a) m& a+ Z- {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
5 T' [: |) v% s7 y. n: B- Y5 z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

, V* o! S. w1 R& T+ ?1 u% T, O) M. F7 \
这样理解,有些混乱。
# u/ @( k. V. ?
- H/ l1 U+ B; r" J    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。; R4 ]; ^& ^: K! g2 o

# x6 T/ d: g* u0 X/ r/ @. A9 X& Z+ w    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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