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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。$ e3 F, q3 r/ }; g: H; _
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:/ [+ A$ v) U7 I6 t/ Q. s, i
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。”# S" m1 i( G& l) Z6 d, B' \
    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”。/ J! q, W5 {: _4 z- I. }

2 L. Z' g9 p6 m. J
    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”。! q' @4 N4 }- A, D& @

/ k! |9 c2 U* F6 S5 Z$ K# L
    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。
3 P# M6 }5 b1 D/ e! o- C7 ]6 W- [) c& Y( S% w9 J9 ^+ u; E' V- O* y
    “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。”
$ P% f4 Y  q5 J# }9 e* f& |# U
    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。! a! c  |+ V8 _. n6 Z) B

! ?0 j# \3 @7 ]+ B) Q
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——; K& B+ Z$ i; W; H- `* m' f! 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。1 A+ k6 P8 v8 U" S, Y  O
    “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。3 i& s% _6 V( r7 \- g3 e
    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。
: V- P% a9 X  D% D! p8 T
- l$ m) s+ v' o0 Y1 i- a0 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
$ k; L. J, P  h/ M. N6 T    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”。2 J9 ^4 O0 ^) H: D' x) n
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。
5 q3 ?5 H2 R4 Z% g: v( K; _  i2 a/ M$ @9 w/ B) b$ j, L9 W
    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。) Q$ L/ ?4 `, P* Y1 }
    " h% G* k  G7 o( i! }$ |
    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 B$ V- C$ F" |# J" w* B8 M* T
) R9 K% T, V7 k# q4 O- s, A7 `# i) M
0 j: c2 z: ]" W& U  @3 O2 ]7 s【雷电感应电动势模拟】( P* V: p- w' c" t  R3 I: r
/ @/ w  M( h& y; n- P2 i9 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:
+ X! i3 \3 ]) ?# U. h: n9 T: j4 s    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 c0 f5 H7 s8 ~  k& L( ~+ j0 _    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”;
4 r! E- w  x+ Y+ F, j2 B& P4 T+ a3 l. v- 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。" Z0 P4 L0 I5 }$ H' h0 M- B7 ~5 f

7 J( e$ L2 Q, d" f    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。1 T( ]+ g% Z# v
5 J2 s0 R$ m( P- {
    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。
7 F* c  w; q: a5 h# f* q. s) L, j% x
/ L6 I: n. T! X) ~% k) t    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。
: _  y* W( N  @; Q2 b  y0 J7 P3 M
# s! g" z3 f# n' Y6 i[ 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?+ f0 c& i& z. y) m4 K
什么东西可以通过接地泄放到大地?
2 {5 _( h/ {) J
" v4 ~* S5 p4 a电位φ,是观察点相对于参考点的电压。- n1 e* p  J- v6 @3 I1 m- ^
对地地电位φ,参考点是大地;
: ]8 i. x0 u' K4 P. t" z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。4 |! b- M( h, d

) v) Y. X7 K" w( p: a* ^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?
: U+ z% i, T8 @8 ?7 ?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。
; x) w& d: V7 X  I* 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。' `  b" C8 I+ b8 R8 @
! W/ S3 e) h$ d; }
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;% Y! j  h% I7 u5 J; A
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 D3 o, h/ Y1 M9 a$ q! h( f+ d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。3 F! }+ Q% q( I  Q" z$ U5 ^+ l/ v

, ^1 j9 i2 f6 J% I% f8 Z9 N* N6 {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?
# \' q+ G2 |0 P, f8 e0 J5 V8 M# Y' r' 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。
+ H! m4 O3 u, v- z; e
6 h9 D6 Y5 N3 j, D9 p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”。
) r4 T$ M4 o% P

% p4 Q1 ^. b- @/ b/ s[ 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。
, k0 `) E* G7 o3 T# d
您是否想过:
5 X! \7 {. p5 h, j/ v2 ^/ i: ~, y& ^& g3 R1 e8 ^" u' n) c9 S
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?$ K$ `/ \5 A- f  ?) Y, c
2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?
, w/ N1 M, i! V% b% q9 Y2 y8 T3)接地会不会有什么负面影响呢?
, a. r( Y" Q# D5 C! n0 s
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。1 b/ Z' i" k5 z0 g; q3 `/ ~, ]
) q/ s! `- u: |. [, ~9 ?- A0 W$ 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。8 n0 p' Q0 D' 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。8 C- X. L+ |! l. G$ r) o! |
2 [/ X! ?$ i1 ]! F- J# ]- Z1 g
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。
3 ]: i) U" E* z; N4 x" \) f' q- j  h$ P( e# ~# z
   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?
' J6 Q# N" b4 C# @7 p8 v  y# R7 K4 O
& Z/ V% f% Z; Q* M
[ 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
( U- d9 E; d- J8 R赞 EIE 一个!!
' r4 n- t( j4 n2 m希望您 继续发帖~~% a, q! x3 _% M
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~~. A' l" N4 O3 O" Z6 U
$ T2 R/ `8 u5 L/ _
没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!
! C2 H: r, h7 d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~~  u1 [! L* o, X9 G. L
- W* O( J+ S' E9 H1 r1 v
于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...

0 M! l# f0 ~5 L0 j5 a4 G$ Z4 t
    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:( O6 g: }; A) P" R5 j
1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;& ~; z( o5 K: m% I" {& n
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”;& z- x  m+ t/ ]

" e% b- C( y5 b4 h3 A+ A    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。3 }, j! k( C& |, k

% R0 U; m0 J* k$ m$ M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。
0 |: }1 Z5 }* ~8 b    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
  c  G. d( V( S6 D" z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。 ...

: m( f" X9 J; v$ c2 ]6 o" N( x% w+ [$ R! P* 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。
  T1 U" ^2 d6 h  p" R: A0 }+ B: ?    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。+ p: o$ |1 _* c' p
    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。
7 N. O) _0 C6 u    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?, C- x: o# k: S! U$ y3 I% ?6 ^
/ `5 G/ o3 g4 C$ h- l# \
    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
, d) @! [' k, C. r- O   
7 \  ~1 `( D% 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。
, N3 a1 ^% P% N. i2 s& L    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;
1 \2 H& j0 V, T/ f) \3 e, _

+ \8 E# J" P8 Y2 E( _- O  d[ 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 1 O2 C$ D  H' D6 h4 k  R
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 u4 e4 @! l' Y& C/ Z; |8 _1 H4 R
4 j. x: t8 z, `; W' U' p* x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( U+ C3 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;
; V# A- [) T( n7 ^4 D& w2)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 . p5 ]& x9 D) J
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

! n8 R0 T# y( I; }/ o
+ s* `7 f" l3 w# G这样理解,有些混乱。' V% V% u6 c" W: ?

; p9 T5 l2 z7 T( o9 @  @0 b    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。& w- `8 e; v4 p% A" z
9 d* L5 Y+ g, ^* K* T
    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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