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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。! M# Y4 W* {: h; x6 m
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:) b0 b, k# }6 I$ i/ k% ]
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。”
" P; ]% v0 e8 X7 y9 N
    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”。5 W3 H& _1 t9 m" u- f

( B: R5 R2 q1 N, ?$ N5 w
    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”。2 y# ~% X0 I, x' K- G8 \
6 c% M$ o* P+ R, ~$ B. H2 r  s  |( 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。
2 G3 H0 u- G( O) s; E- D  X/ ]6 l; r
    “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。”! p4 H; M3 z* A/ B6 q' N
    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。  I# J" [, N5 h- t  G4 t
8 y; p3 [6 K4 T( b# b* e
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——+ D) v/ ^( d! _; u
    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' C+ \% K* s* H4 J& |/ O) v5 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。% I/ Y- t) T% p3 m/ r
    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。

" t4 c, y' L( y5 z6 U+ E2 v: X/ M* i. H
5 ?# |( g7 S- X; v. Q[ 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8 b/ y3 M2 [" t' ?7 w& _( J9 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”。
0 H- U/ M8 s3 c# h1 x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。
* Q3 v* E- ~$ |- s- Q: c
: c) P2 v% m, |9 W: h& N' c    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。0 I3 c* O5 \+ q
   
$ Y" J2 Y% @' |; u/ f2 z    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;
, L( J0 m. W$ f% V9 k, X' I& e) D- G4 j7 @/ Y7 a- u8 b

" h- s/ k* w! p  P" ~- c【雷电感应电动势模拟】
; d) r8 r5 |4 M$ P* r1 {* x/ E
+ n) m  z+ ]% X0 k0 B5 B+ y- q    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:
; E& Q& R" c8 k2 K" p' n: P    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”;
* Q2 W+ l! |/ s5 f5 e" ~    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”;
5 g6 t# L& L/ r
" \; k( Z+ G; H  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。
$ v/ l  f& r8 Z; w; q8 b7 N! i5 m" }" D5 V/ @5 c
    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 ^% Q: N- \( O2 q& A& n8 c: v
: N5 |( n! K( N1 u! q4 n    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。* U" V  x. ?/ S' a5 k1 M! h$ `
$ d" A" B# T5 f" i0 d$ ^
    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。
% c' `. e# }/ |: l/ a5 K
4 b; O# G; R/ r0 n& ]" T4 B[ 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?
8 r6 M$ z5 o, e- @3 `什么东西可以通过接地泄放到大地?6 J* k% v; ?0 c6 Q, j6 `3 I) d

: l/ q2 F$ }* Z3 L% ]: ^- u电位φ,是观察点相对于参考点的电压。7 l5 E$ n& y% j/ Q: c" K4 v
对地地电位φ,参考点是大地;
/ m& A. d# q/ S$ S! ]# f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。
+ w5 K$ C% ~0 }1 Q, L) d
" y( u2 `- d, @1 f' i; n, f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?
  x. m2 m7 c8 {% l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。% V/ o, g3 G# A3 w6 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。; r6 ^  N7 ]* i
- w$ b: Z+ M+ C3 j5 \
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;
+ d. f. a- A. w8 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?8 s" s# b4 R$ K2 T, W9 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。( s/ s9 Z1 L1 C5 Q7 b6 W6 t* v

: b3 y+ N- Q: n0 ^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?& I: m$ ?, M6 [' o9 G% r
& s& u' W9 \! r0 z
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。) T( @: N* e' m2 k

9 ]/ }6 n% y7 L! z6 s6 y/ \$ y: R9 V, b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”。
+ T2 t. C% Y' V6 a, J6 c. ~

# }% o; L' E! \& P[ 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。( u' P  t. g% d7 O) Z# X- `" H7 h# O
您是否想过:
2 g- u  i  m9 ?: c, m5 M4 }/ P- X" q7 _& O1 u$ V
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?9 _7 @0 `$ f" E; G  w, ]1 u' G
2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?" r6 P3 H0 ?  g, z4 m" H4 |& d5 C% S
3)接地会不会有什么负面影响呢?
' s9 y4 D9 r( e. ~
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。  U# M, n5 m, s. ~3 K

6 X$ W: A  z5 }0 z; m9 i/ W; N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。
; \: e- ?+ b- T4 P) t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$ `9 ?) f4 W2 {; d7 u0 j, R0 U
" N# o& I& h7 [% p9 y+ \
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。
8 q. m# p' |, B
' @- r# [2 ~1 D( q: O  H6 u   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?

8 s5 A+ N5 z& w9 Y  R( {, s  R1 l# g' H( u  P8 U6 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 " x: C1 r' }3 z
赞 EIE 一个!!
3 e5 L2 Z  L. {+ G, T6 C希望您 继续发帖~~$ |5 w/ \! T8 [
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~~4 p4 ]& b' Z( t, G7 B$ V! f: r

+ a8 }$ W6 b* @, ^7 {8 ?7 [6 q' Z没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!0 d( a: p) @' W+ L2 i  p6 ~: }8 c# 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~~
1 Q- p9 y4 ?3 j) e% D0 g9 T; B" c: e, t3 r
于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...
  `1 q4 Z% o+ n6 R3 x( f! e4 j
+ p$ @7 t: @- f  ~& h# N* u
    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:
& Y9 q, K" S/ r, m3 g1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;' n  C. W' s: d& Q$ _! 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”;% {/ _8 G3 Y5 Y$ K

. m5 M: j% t! v# @% d    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 ?3 I7 d! r5 M5 A. V3 a7 M
0 M6 @" n5 |+ B" {
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 s" x4 }$ f4 {7 R
    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
9 G) D6 O" c3 E7 w# `8 a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。 ...

5 S0 L( S) l# S' |( H5 p- z/ |5 |% _) V, }
    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。
5 Q5 |* `6 p, k- ]% p2 H$ j    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。
7 }" W: A8 C8 f1 q. a3 U    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。
- T( t5 ~& U( t3 r! A+ V+ }4 M    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?
7 b: O, E5 d( W0 t1 m5 U% a' M
/ s' L, ~  w6 w3 V! }+ 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6 S- S2 q% M: x' i8 {- V
   

  L1 s0 g7 [; D3 W3 D, y    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。
% K! p' t- H( M, 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;
6 o( M5 `) C9 O$ K

/ S; I9 ]2 ?2 ~3 F; i& U[ 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 J0 Y9 E+ g* x% }0 b6 }7 c% UEIE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 ...

3 K( @, n' W. Z5 e% F$ u1 g1 ~7 C) k( f. {0 g9 W3 f- ~7 }
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。
* t/ S( r2 r! ?) E1)“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;( g% H( t+ n4 c$ z# H4 m
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
! ~  [) ?5 B5 U+ e$ ^/ c5 `3 q. l: V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
6 o9 ^' y- w8 B0 `

/ h% c6 G& n% Q* s( o. s% k这样理解,有些混乱。1 X7 D6 P8 J9 \" a+ A  j4 i

: D. A5 l5 n$ D) r; j, s    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 T1 ]4 `, q
0 k# S8 C  k1 o( I7 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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