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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。! i) B6 ]- Z% z( ]# 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:9 o  c/ M. w( J5 M" a; A" m
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。”9 D# g  o# e$ H8 b, b# [0 P
    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”。& ~1 [% b- V: u
6 a. Z1 A3 b& t8 ?2 @+ u3 C; T7 ^: t
    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”。
: m) b- U8 Z1 s8 P/ e% A
; J5 p5 V% r0 ^' `3 L7 @
    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。
" x) p$ W! S& F" l" Q. o4 H
+ |( H& s5 e8 g, E
    “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。”! b/ {. K, K8 I6 G8 Z7 [
    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。
+ s- I- l0 @+ i7 ~" d  O7 {; f, Q+ |7 a: D9 h
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——
/ X+ b+ h3 b) j3 J  N' a
    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。
7 {5 M" X# a' ^) {0 \( ]5 G+ c    “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。6 Q. O$ J+ {1 P' r2 x2 u  x' K
    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。

. A  _9 b# g) `1 r( Y
, N7 y, ^1 B& C7 |3 A* o[ 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
& y, I) H  Y1 O( o2 ^    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”。* g: K4 I+ t  s% B' _: \; u
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。
  Z+ Z3 z; ?" v* y) A( k
5 R& B0 \, k/ ^8 s8 p: 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。" i! F2 ?- p( C
   
% B5 V3 \; K% B! B5 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;7 }+ U6 @3 u6 O3 o% p

3 E; o' y. i; U8 f* ]) W" _* o  q
1 c: ?4 s) \% G* B5 u【雷电感应电动势模拟】* r+ ], A" R. G# i( X) z
$ `8 N4 r( o- q) B6 p
    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:7 j/ `4 H: l" ]$ x$ 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”;4 B) q- |( ?. 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”;: C6 R( ?8 }4 [, _7 v
, ~  k" g4 a) Q, B0 _, [# a/ F
    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。0 L# X3 N, H, y" ?
1 O) @, E0 C+ F. 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。, A. A/ C. J. R& q' D, H  R  x

, K% ]1 a6 l, Q% C: y3 W' ], b* {+ t  p# o! k    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。9 m0 t* R3 z: ^' U
: Q: V, i" a% U) H6 j5 x
    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。- L+ N  ]3 v9 ^" H

/ O6 W8 X) q! {6 y[ 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?
6 {. v+ x" }. l0 }3 o, N/ n什么东西可以通过接地泄放到大地?! r2 E) f9 r$ `- [& |

  I9 T% `, i& Z  g& ?$ h电位φ,是观察点相对于参考点的电压。% G; a: f+ b) V4 p2 e1 @, X
对地地电位φ,参考点是大地;
: `. x9 B* @* \6 _/ H" E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。
/ `- R  L( u/ s, D3 D# S
3 k. o6 S+ E8 G/ F/ p% Z# H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?
' T( a0 g' ~# Z+ m# V, q* ~/ m7 i( ]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。
! ?2 I" C5 C0 }1 \  Q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。1 S6 N" m4 S2 M0 \3 G9 l/ O
1 a5 ^0 Y, p0 q4 ~
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;
# C+ i; N! s! U/ k) b$ I; B$ i" c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?
; o; [$ X, e9 y, s" p# n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。5 X$ j# N& x. d7 u4 L' e- Y

% }* ~" s, y1 R: Y0 I% O7 u# u/ V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?
8 L: b  ?  ?& H1 z' l3 g" V
8 |2 V! c. P/ X2 h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。
, p5 \+ a- q' ]+ \+ o) v! z. I
. Y4 N0 k: I; |" Q6 F, j- X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”。

6 Z8 V8 M5 ?  E$ E/ h" G" @3 o, n4 ~7 I2 h% H
[ 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。
$ l% \3 k7 w+ }1 v$ G; T$ I' `
您是否想过:
4 Z7 \, o( s" h! M
7 q0 u" w: P0 C4 j" Q
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?& [0 s9 G  d& p! k9 [
2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?+ E% O" O1 A& R
3)接地会不会有什么负面影响呢?
! F$ h0 F' A! [! l5 e$ t/ S" w6 u
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。) B9 V. W2 [' Q
" C% b, k) \% _4 J2 d" P$ `2 Q
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。% v+ B6 a1 g. T6 J9 C, ^+ w! a# @
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。0 o0 F) Q4 O. ~) u  h3 d
7 u4 X  o& @' A" T7 W
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。
0 X& _; z3 D1 ?1 r$ H1 g! E9 I* ^; r- G9 L5 d; _. ~
   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?

& C  M7 j0 M: S& s8 |9 O2 }# \$ |" @5 U. t5 y
[ 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
. }" U4 W4 a: A+ F, j6 k赞 EIE 一个!!
$ ^1 m: i; P+ Z- r7 e# x7 Y. P希望您 继续发帖~~7 F' }' y. c  D' h& R2 ^
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~~
# V- z' k# Y, W, ]% E; V- R. P, `9 c8 K8 t2 Q8 |  q+ q
没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!/ L- L1 j6 o0 N
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~~3 n, [5 d9 T7 n6 N4 j& J6 u$ Q

* @) j0 ], ]! P- q8 f, W( n& y于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...
# y" K  w( |1 x8 F/ ?

: c% {% B& [) W    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:( q; O1 q4 p  Z. H& B6 g  s3 i  o1 A
1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;) D$ T! M9 W: G: S4 _* q
2)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”;, }3 U4 Z% I/ `0 q# N7 M

% `# u0 U- M9 J6 Z- y4 t3 K    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。
+ Z' ^- c* y9 Q+ W
* I% T6 C" @5 e+ p6 n' o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 [% u8 u& z& U: ~( I
    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
8 v' P) t9 `! l' x$ z9 ]# 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。 ...

4 U1 K+ z* V& ?: p/ i
1 n+ h# r. K' d  Q( {- M- |    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。
  o, y' o4 v! a5 l" `: d    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。" X9 M# L7 l! n6 X/ o. m/ I
    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。+ H7 x$ F. R3 I0 |1 D  P
    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?
; S) S7 m2 _  |7 v
. z4 G2 P0 g. C$ z- T4 S- H  D% I& 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9 h1 j, z, e6 e- R( g# d4 p$ X
   

5 Q& X- j4 [' Z9 n6 t7 h; m    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。- h0 [4 Y6 u- x: n+ @9 {. U: m+ b# b
    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;
2 `  ]; w; k. D4 B
7 E. g2 V( T5 c2 W$ h4 n0 l
[ 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 ! F2 |& e: c$ l* u: m- a* [
EIE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 ...

2 ?. j8 }- s& F9 g1 \, ^
$ A; k6 f! a$ b* z5 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。$ z; j) q. }/ P
1)“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;6 T# ~. C" U5 ?+ g
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 0 U7 w7 [4 z4 `5 \; k" M
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

7 |& i' a& c2 B0 v) b1 U  {5 @; `: l( {* d
这样理解,有些混乱。5 |  f, Q  G. Z3 Q
9 d6 S" i. z$ u) y1 O5 w2 [
    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。5 N2 \- i# S3 _, y! w
; |$ D6 [9 P/ q- g" ]3 ~. j
    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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