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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 y1 Z! h$ D/ p& v# J9 z% q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:4 I" D2 n1 v4 ^" q7 l
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。”8 R0 Q: W2 r$ `" h
    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”。
4 k4 q$ d+ R' ], K. u( L; s) q! @
    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”。
" _5 e" U& f( f# E; a, l. k$ |! Z
    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。4 Q' Z7 U& {9 u* ~* R$ ^) \) r
7 B) V7 W/ ^: q/ R, S; h* Z
    “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' K$ d* S/ D6 h
    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。
) _" X, H5 \0 m$ U8 t7 J
) C5 {" t" x0 E8 |* E  Q, p) M
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——7 P( m# Y  G( H  D. Y
    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。
& a* _( T1 ]6 o/ j    “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。  z$ M/ m! @, ~4 M( 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。

2 p  z3 S" o  h1 J  u/ y7 R& G7 h) k' G+ d2 |
[ 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
' D# m( s" t  V3 @! 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”。& W' Z! l/ ]  l3 t9 F# ?/ C
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。
: K/ s+ n3 }, |7 r
$ o! Q5 P, ?) E' {/ J5 E9 e    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。
" X1 j7 \. u+ j" _# A7 k) `4 ?$ [1 t   
/ X+ s4 s" p# U$ ~9 {    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;
; r+ I' [. I* y/ D$ T; {9 h) Y) l. n  B: f, Z
# w( G: ?$ x6 l; v- p
【雷电感应电动势模拟】8 L" F, q3 x1 s9 }2 D
6 c, F4 W+ T( M# [! m% V( p1 V
    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:; T! e# a+ }% v! r$ B
    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”;* M" r# R# a# H8 W% a. W
    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”;
$ R9 g# @$ b4 H0 ?2 w
1 |# z! L& U; ~+ D$ \& h) F0 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。7 z; c1 z" }* j1 _( g5 b

2 Y: p7 E8 ?% [    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。/ u/ p" C8 [- u/ T3 t- `
  e0 r( f8 Y! i, ]2 l0 {: v4 C
    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。
1 [6 `/ u3 Y" C" Y3 l
4 C% g5 u2 w. Y" W& h) Z2 D' g    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。
% ~- B, c9 y5 r) f, W1 q; }3 m3 p- {0 |: P/ ]# h
[ 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?
- }: S' x3 O: d什么东西可以通过接地泄放到大地?' i- ?2 c( p& T2 ]4 F
/ o* ~) n" X4 q2 n1 O7 R! t, M9 E
电位φ,是观察点相对于参考点的电压。- g* s* m4 e) |: d; u! \; A
对地地电位φ,参考点是大地;
" l5 X; k9 I( J4 a8 P4 h! s* x/ z2 {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。
) x3 e& V- P# @# a& \/ `3 F. l  @7 D( [, V
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?
0 h& g$ ?6 F& K  b2 g1 F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。
$ R. @) E, H6 p! f" ?& Y7 Z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 G3 o! q6 a. h, z
7 Q) t. l& ]5 d4 |" R9 h
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;% K$ T& V7 g) W) ?1 w9 M$ 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?; m0 h; i1 h2 S2 I5 k
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。
# ^0 }6 q& j- H1 g. @1 J( k- k
! q7 E8 s0 X, N5 T4 C0 o" y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?- L( g; n0 C, T& s0 v
! b# F3 U1 Y+ }  s! j  ?7 Z7 S
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。+ b8 T) z- J* Z; @$ v+ B
, |8 c: p9 v; o7 Y  ^
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”。

; M7 i* \1 C* t5 B& G# f% K  ?" x- Y- b
% w. ]& r, [6 W3 l! V* N[ 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。
# [4 }6 K$ L, T! Z7 Y
您是否想过:* v! r( K* j: c% p0 ~  J8 [& b

7 t) [- w- S; w( Z0 P
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?; c" I1 t( ?+ i+ F
2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?
8 o3 J* ?# `2 F; R8 ~& |% z8 Q( n3)接地会不会有什么负面影响呢?) e& I7 n7 N  A) X
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。
4 B# N  L4 x  m% l" u& G! h6 `. _7 c
% j: e9 N( ?9 W; J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。
6 M* a& C8 ~( P) ^2 ]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。
& d( c3 [7 k8 S' D% u* q; [. o7 K
$ V3 y6 S3 I6 @* M( i3 d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。- V' \+ ~1 q( \  O3 z* C' T

  s) l' H+ y4 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?
2 c/ k. a$ |' K% F+ ]( ], z
. w& ?  s. L: I
[ 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 / {( Z; O9 D1 }3 y7 x# J
赞 EIE 一个!!6 K! ^0 j6 O- `
希望您 继续发帖~~5 j8 Q- b; S- _. |+ d5 S3 j' w
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 I# [- d( L- ~) m$ M$ Q0 g* B2 |- ^2 n# w* c
没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!5 ~* C6 T4 K5 _- c! R
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~~
  H% ?! j$ i, R/ P1 a' r" F7 m% V  T- B. b
于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...
7 [9 f3 t3 x/ P- u' f; }  M+ U

4 ?& Q- x% G) ]' \5 Q2 I- ~( E% h    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:
8 p' `) R$ H% f2 J) R1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;' ]( g4 x: |1 M0 z+ f' Y
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”;
2 {# Z: i  D% N: i1 i1 n' D/ p
2 c  L; u9 E, \: w3 T! v9 ^    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 H" x3 w$ T- w9 f" a0 B

! h! B: J* V  h0 X( g; }; 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。& ^0 d5 r  `3 ?! h; b' G; u. T
    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
) s8 g8 \' Z" B- d) ]9 l9 I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。 ...
+ V0 C) u: _9 T

3 l! ]* X; c# F: b' t0 b6 {# }    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。
3 D8 S) ?0 u# F! L* m+ l    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。/ ~, u) i) _( y- @7 q6 X9 \
    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。* x3 {4 \8 B1 f* q* ?& p1 h
    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?+ u- Y+ {% C! b" D7 E' `; }

& T! @7 u# W2 t6 J$ w1 {2 U    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
7 n5 c* ^: Z( g6 y, `   
7 h) I. \- k+ Q9 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。
& g% w! c8 }* B1 Y5 n    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;
7 L3 U; A5 D# [
- j$ Y' a& R: w+ `- 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
5 [, c  n! Y1 G! R3 H! H* [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 O5 v7 r, m0 A2 A# k0 ~. {2 \1 O1 N8 ]" P* {  Z
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。8 r" N$ z/ G" 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;: Z$ d; F# @* n" N; i/ h$ {( |
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 ' m+ ~; `8 T, Q  N" p) n
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

3 T! i3 D/ v6 t" E! e! t; c; _8 O! c/ b7 z; ]7 y
这样理解,有些混乱。
) Y& F! V8 u. G7 d1 T3 S/ L4 t; {& d1 A6 X0 t
    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 V. {! w; |# H/ @4 S& n
3 U3 G! J+ U7 P  A/ 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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