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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。
, P2 W& j6 Q, P& k0 s) X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:
( \+ l* g, o; y. ~2 p0 A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。”
4 ^3 B0 g& o* z2 E2 M- a+ d- u
    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”。: Z  p0 q9 N# L. h9 ]1 C8 o

: `8 P/ r& ]+ f8 U
    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”。$ R2 h% x; m* c. Q2 S

' t; l2 k# T' i; b/ P
    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。2 `6 L0 Q- \# H' Y# X5 l/ ^0 p
- P+ M: L* `6 W4 P# r$ a
    “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 a. }- n9 x+ ]- {
    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 f5 _9 u0 ^$ d# F0 a3 ~8 Z1 J* [% z8 f* P+ Q
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——1 \; H, N& s+ _% l/ H0 n4 P4 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。( G& l  R+ h9 S, h
    “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 \* b1 f+ p7 k& f8 @: s) A    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。
6 h/ m2 p* ^% o
6 a( H* h* C- i' P" u" s* i! ]
[ 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% H' m/ A, U' h) B1 |
    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 l6 _  ~$ ^$ H+ `' e0 Z4 u% g
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。
' {+ A; }' o. z7 m0 J
7 t* l+ ]5 b) O: ^    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。
" V- j5 B) C9 O5 l* j    % g5 k8 s) f, O( C# V- j
    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;$ j/ ~' @( @- r  y  n- }
2 r! V6 s% f4 k6 }9 z

% Z; H2 o& [; N- B【雷电感应电动势模拟】7 H2 w* g: J7 z- e8 L0 J, v" f0 z

% _' b4 }' u% B: ]$ Z; w& t    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:' y' U# {' B  J6 F6 i! N
    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”;# p. B3 w# Y- a4 {7 G- N- u5 X5 X
    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”;
( n7 e' J) |+ ^. Q$ k1 x5 Y7 Q" H( \6 K* [! N6 n/ R
    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。
. {# n' v$ F5 K/ d
7 p$ B3 V; r8 ]1 y    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。
# h0 y% T  b7 }
& n2 S0 G1 G& V% Y$ Q    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。
; i0 k0 r& ^" f! K  V! G% B2 q5 D$ E. {: M$ Q; W' s- S
    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。
  F) i: b$ q  D2 z, o
4 l. M( `7 H4 c; L' P7 C+ i8 j[ 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?3 L  h" [" L" @9 x7 w$ B6 r! n/ y
什么东西可以通过接地泄放到大地?( n9 O8 \. p4 B) w7 _  I
! t' Q& E' L5 H6 E! I1 c
电位φ,是观察点相对于参考点的电压。
, L4 ^/ X7 k1 z( J# i对地地电位φ,参考点是大地;0 t- e: [+ g9 r! v1 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。
# y8 A, ?5 U; Q7 K; v6 }7 v. J) z0 x# M" ?9 F. M
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?
7 O; _% {2 i$ U, ?4 G6 U8 o0 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。
5 @" Y& [  E2 P- 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。* c, K5 u# j1 M. l& v

, s+ f7 T: @& m/ @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;
8 Y: Q, Q, q$ s& Z  E2 Z+ 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?* X) Z% c% R9 y- h7 {3 u' @
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。+ y+ D# m- {2 m# x4 Q

7 S( _, V' O5 X/ p5 f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?
3 v0 z6 o8 Z: A- ?
& v+ L- ~! j) M* Q. z  v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。
& o- x3 S4 ?) p$ Q7 ^" |4 V* J2 s' P6 C$ }1 ]2 T  J* a
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”。
# B9 R9 j% g: z7 F
$ C8 g8 Y+ e2 _8 q0 `  k
[ 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。
5 m; ]6 X  W: w+ W9 J* ^; Y) D
您是否想过:* m4 n7 s' r* t" `2 N

/ v+ F% h6 l! O0 ?$ G
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?& o& n4 {5 o' s# B( R7 |9 n
2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?2 l/ G- C4 B. j$ P, `! e
3)接地会不会有什么负面影响呢?5 ^) G' F% B9 M% s2 r0 I: X
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。4 W) h# O3 G0 k5 _2 u
: i9 w( S) r2 m
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。
2 H$ r; m0 ~: g) D$ S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。
+ {$ I* @: v% e2 ~4 s% z7 X- N' L; O5 `. h
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。# t& v% T0 y1 f) b) Q$ W" c
: _" ^( b" L  J6 }
   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?

4 j* a, L6 r5 L7 b! j
+ Z; c' |7 f) g1 O$ t- D& m( K[ 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 D) z: m$ D' k2 x3 ]* T5 ]0 W赞 EIE 一个!!+ @+ P* Y, ~1 m: T6 |5 j
希望您 继续发帖~~
$ e" h& X: ]5 ?% N$ K4 Y5 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~~9 E2 v. Q& ^5 h) w5 w

4 T3 W& M. I0 {; a0 i没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!
6 r+ N4 f4 A9 n- R0 E) i" g. m7 d+ Y! x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~~5 Z4 {7 p5 r# H5 Z0 h. T+ ^

0 ^# o3 g/ W2 D7 `: s- ~% ~+ U于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...

9 i2 j: O' o' [% h+ G
6 Q" Z: m9 s) w1 j    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:
7 A6 X5 u+ O) M1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;
0 J9 I1 e( A: e! N, d6 x- 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”;
& @5 Z' l( H4 R9 s2 L3 `9 { ! V# m7 ]( P2 t. U
    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。2 m1 ]7 v' s% q: E
8 E3 k" q3 D2 a4 v6 W6 P
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。  }% K- A  n$ I5 w" l& J
    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
: w( i$ L, A* r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。 ...
, T2 ^* R! @- x: {; b, X$ h' O/ }

" e; w9 F: Y; C3 v! K    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。( X$ A1 w0 K& a9 o+ `' P6 p4 P' |
    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。4 q/ N! w' Q1 {9 Q5 j' s
    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。
) v7 W& ]+ d! ?    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?* k2 g" J" ?7 a/ G

/ e/ u1 D5 j3 Y& B% [9 t- 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
3 P* @* i9 R0 E! v- l" S" O   
$ @) a1 }# I4 _( a' p
    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。& K8 P. o. ]3 w) X
    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 r2 q% E  i( W$ Z

6 E9 I+ Y$ X3 {7 e6 T9 N2 [  j[ 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 ! [5 ^( d- ]+ W; V" ?
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 ...
1 ^; e( q# \2 g. V6 G; l3 Y
* n% D6 }9 e3 _0 R/ Y2 @
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。9 x) ~6 v( z+ ~! M
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;
' \) p8 Q3 I& r: l2 S2)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
# b7 s4 q( W% s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
: d- B) ?6 ?/ G# Q* _& U

$ t; g/ w( j+ p1 `7 q这样理解,有些混乱。; i' h" Z3 K( _+ `: A' U: I" m$ N0 {
* c: c/ d# q2 J: C) L' D
    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。
# `! \8 S) ~9 y( _" ?9 X) M+ C9 b7 E! \3 j  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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