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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 {; a/ d5 Q: J7 a1 y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:' p2 ]1 U2 j- c5 q8 K$ I8 p
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。”+ O8 U; t5 _6 K/ ]+ i
    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”。2 P4 W! O+ [. z; }  @% F# z0 t

0 ]. R7 _: w: Z* o
    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”。
1 f4 b  v9 I3 @" S7 q. n1 z( R  q# s0 V  P, U0 ~
    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。
# W7 e  B7 \9 T; F. {2 e: W( a( O; Q4 x4 l! B% M
    “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。”8 F$ Q) v* z2 J( R
    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。! m7 r  c9 ^! k
" p: c8 B  q) D
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——1 y/ N  G; \4 d; p0 @1 w7 t5 M2 r: ^
    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。2 n6 G: i: R* i3 B
    “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。1 y1 s( U0 s( m6 M, T" S8 j/ c$ S
    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$ O5 d% G/ _; u; G  b6 Z+ @

/ q; m1 w, Z/ q. {2 n$ L3 k: 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  W  H8 ^/ x# P- b
    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”。
1 q( {) J1 k& L' P: y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。
2 S; B, I* N; C, C/ F* m
- Q0 s# W+ H$ a    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。
- L0 X, k% p! y1 ~0 v% F% q- G   
/ i/ z4 E6 i' C9 D; g9 P    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;
8 Y, \, |0 }9 b, ?% s4 U3 K- N2 q+ n% W5 r$ I
+ U0 B* m* s5 W- l# x- J6 y
【雷电感应电动势模拟】
5 C; U9 a5 j" U+ A2 u
! p( {7 t( K8 F4 q2 z% D4 C    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:' m3 r5 N2 R- z" l2 L
    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”;, s& n+ @+ D7 b0 r% x( m
    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”;# E7 A  H* n- F  \! b2 z2 j
: p4 S( i1 c) Z3 N! b
    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。' O. W( }1 z8 Q: s

& s5 o* `8 v8 x2 G% j    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。
5 j; B) ?" ~4 Q& J- J% Y
" K! m- _, k1 D+ Y, i3 U$ 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。5 z8 G& p# F& ]8 g
9 m; I3 g2 p+ z" r+ |; R! H; @
    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。
( z2 i2 O( A3 J% _+ n6 ?' T
: d! [3 R) X9 L% K" r[ 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?
  A# y/ t( Z, ?' |' E$ Y8 U什么东西可以通过接地泄放到大地?
. }2 _" M# |5 ]' k: B
2 d. ?  {% Y( `' K2 ~电位φ,是观察点相对于参考点的电压。
* W0 _  A: W9 i# N对地地电位φ,参考点是大地;
& ~8 i, A7 d  Y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。% ^# g/ S& `$ G5 b; w, \
9 h$ X: e, Q& m) [- Z/ }3 w3 Q
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?. H/ D! B: {' m/ S
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。; N5 M& I. e# k4 E- p5 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。& t8 e, s' F/ Q( y/ n2 {

6 }  `* X$ P/ a3 U: h6 n  W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;2 H( B& w& W, D
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?
7 L4 M4 r( a5 w( E5 Y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。
. z& V* L! X5 S- z" g8 Z7 y
. N* H  u- r1 f% 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?  F1 e2 z+ J( S6 ]; ?8 V# \! g
/ G) X8 t7 `; A! u: j
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。
8 f7 i( q4 e- T6 }
3 n% t# B. y  i& |2 c3 c* p2 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”。
, q; t- ?# ], r7 D, j

) |9 M0 w5 s# o[ 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。, t3 n7 ^4 p# l/ [
您是否想过:
- o/ m) g$ @% l& f1 P# E& m$ j3 H, K$ A5 g- V8 H* f2 y
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?# |% j  X3 q# U5 C' n
2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?: X5 K7 `1 }) H2 s# T! l
3)接地会不会有什么负面影响呢?
7 S' \# M; Z& Y4 ?
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。" r2 r! c6 u' x# p) K' R, D4 a/ V! a

8 ]2 A. _( M0 c3 l1 }0 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。& B; Z( M5 y6 L5 P4 B% y+ M% [
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。
/ b' P! ]- B( V" d( {7 b2 H  P
6 |0 F2 x/ P4 P. L6 U, J. ?& K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。
4 W) H$ G4 g# X% ]2 Z+ F. @* M4 Y0 |% o7 }# ]+ k# @0 B
   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?
  A; I: H" [: d+ z

3 v1 e' f) t! a+ X: {[ 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

r:仅以此贴作为2010国庆献礼——防雷器接地,瞎指挥

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 $ u6 Z( i$ k' b  H+ `, M- |
赞 EIE 一个!!
" P% L, X5 a  j  j( ^0 y8 X希望您 继续发帖~~
! ^3 n* d- S6 w) _9 [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~~
. J$ r( R0 u" l7 q- p) N
/ k5 t4 c1 v. h* C9 N没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!3 Y3 O. x' E, Y) r5 b
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~~
6 f/ D- Y$ [1 d7 `, K# h! e7 P
+ t7 |, O2 `* C4 [4 l2 G3 l于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...
5 u5 b& z  \' h
- e2 e% x; `) J  N3 c: D
    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:
/ G1 X" ^+ v5 D7 ^* d; \  b1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;6 m$ t3 M! H6 J
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”;
4 ]2 d5 v: z2 ]: y3 f$ f$ o6 S + Y( _/ F1 W5 V
    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。
1 B  M# O0 w# E' u
# ^( q9 S2 Q$ T6 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。
2 N1 H% v: M1 l7 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 & G9 D9 G( F7 R; |, Y/ E5 i) y
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。 ...
' S$ {/ d5 y8 Q3 s$ N4 g

6 r, J* }' f- z3 F    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。
" f7 \) w% E2 t) R1 s( [    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。. [0 u- K; b* w* }7 C# v
    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。
& `! Y% f: ]* i  D( `+ G' t. E8 R    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?
$ J6 I0 ~9 s, s0 E1 X% Y2 h1 F+ Y5 g) X& o
    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
& ]! o) ~; j6 }: w, Z   

% T8 R  d& [  u" Z    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。
' h1 [3 V6 o6 ~( c1 ^# _; j( A    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;

$ N# c, \! g# `2 [# G9 P, X4 l6 G6 v4 T4 \: x
[ 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
( }3 p2 p% l4 `% f7 h7 j) FEIE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 ...

* E5 _1 Z( c  h% B- B+ |0 r5 F9 B: P' W7 P, y- F
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。
% Q2 z" ?; Y7 V! w5 p1)“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;( u* [# K# J& n  `6 m; A
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
' \) ~3 R: E) z. G" J- I( ]( Q1 m3 I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

" W2 c1 d8 l; i5 V  t: W! d2 M4 a4 {
, p4 |' V4 m* ]* v这样理解,有些混乱。
6 t3 h2 S+ u& a- M) M
' ]: m* A" @/ O, u4 S! 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。9 r) e; a. [9 \% l' ~/ v. b

6 ?. S# ]4 n8 |: Z5 w6 Y0 _2 i. ~    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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