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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。+ g7 A. s2 B3 K% [" {$ |
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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:
* y; n" ^- _  w9 p3 Q3 I0 \, F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。”
3 n+ U: h; z, ?: V
    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”。6 a! t6 y: ?3 x8 N- B! ]5 o

' K" _1 J9 r: w. v
    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”。; O2 B0 }& u6 o$ Q4 h; q
7 ~% `' I% f- G+ q8 h9 _
    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 A; y6 r9 {6 n: v5 F+ J9 l) [5 |9 k  e/ H/ J4 y6 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。”0 N' J' q+ Z* b  S% }6 J4 g+ S5 p
    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。
7 t  E- N- @, U# v. b4 O
" f5 [3 ^) B6 |* ~0 z
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——3 o. K* R, W; C+ j; x; |
    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。
+ F  e8 {, S# S  a8 Q    “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。
, ?# V! P" u: o) E4 ~5 U    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。
# |/ J2 |$ o! b" o
0 s2 I% G: V( f
[ 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( }( Y* Q' S/ T  W; P& s5 x3 q
    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”。
+ c9 R0 U% ]) ]+ M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。
/ N9 E; R5 e( B3 j# G
: a) @* F3 R  @" J- D7 S* j    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。9 ]8 D- X  J. I; ~
   
+ l4 q- g% a/ v/ a$ N    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;
) }% a" ^/ A$ \/ O/ ]: V. Y9 |+ ^
$ ?5 P+ X( J" v
9 k' u* s) b$ n( A% h: D7 \【雷电感应电动势模拟】
; Y7 E, T3 \5 H7 q. s
0 {; Y6 B) L- z    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:
% {/ v5 X& `6 a* 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”;
4 N9 o7 q8 ]1 R" v& L    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”;
. m+ Y4 j4 V6 W0 `  c7 @+ j# Z3 t+ x9 e/ f2 [
    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。5 j& d5 @* k' e. c

: ^: {8 H# a* y7 v% {/ x    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。
6 U! {7 A4 S+ @3 B: H/ t% Z$ e4 X  i& B0 J& o( e( `
    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。
4 L7 O/ B5 ~& _
) {7 R2 z+ Y2 V4 O" V7 I$ 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。
. X* `) q* n, M! c" k/ P: E+ G8 `& X9 S& e3 H* _" U
[ 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?
; t. P1 g! V3 U什么东西可以通过接地泄放到大地?; x8 T8 G+ @* ?  b, l
- s! C( i2 X0 ?
电位φ,是观察点相对于参考点的电压。
- X( V6 s0 I+ G5 p: y8 o对地地电位φ,参考点是大地;
& e* t' n) u$ R7 R- e" E7 g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。
3 v9 j7 f* d: F# o$ m8 E
7 z, I3 {: M* Z( X! [4 ^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?
/ O# l* K6 l5 ~1 O) Z9 m* G( 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。8 z4 C  a; }4 l5 y3 L" n, _5 t7 G* |% b
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。
# k' S% Y" m8 ^
, J9 C+ C$ ^, r& \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;
" g0 T, I+ o# [; v1 ~5 Z7 W9 E! [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?
2 a" j" z& a/ W* X# F# a" x. x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。
$ ~' g* }% }2 `% f! a* Y
* m* S, |9 a! H9 }$ ]  h6 ^7 L* S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?
9 @' S% E: `0 }6 j# ]9 {: f6 R+ z9 n; d2 U4 e2 Y2 u" G
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。: l9 g0 U& \$ X- s1 y9 s: J

8 o, m* [& ~$ ?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”。
7 |4 r) a" V' a

) w; }6 d' K5 ^3 N4 A[ 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。% f+ f% q' Z) Z% s- s
您是否想过:, e, c8 H* y1 W) y! `1 S

: o" S9 i- H4 }5 O9 Y
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?
! Z+ O* M  \, n. n( W- t2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?
0 z9 V5 x& ?$ ~8 Q2 \3)接地会不会有什么负面影响呢?9 Y1 S: E" N* w+ W
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。) L6 G' y- r* l. N$ @% p
  M1 v/ Z2 u7 ], v7 ]
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。
0 y9 Y) A9 t/ ^, a' u* v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。
% ]7 I5 g: {+ X3 B, W9 L( W; }% Q6 O/ [
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。
- D$ W; f$ t7 `
  ?& l6 e6 q4 H' p   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?
) j9 Z) x9 C. b! R4 n* D
. F  q' d; m. _. j; V7 N$ d
[ 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 8 G9 t4 _0 _# M  i! N
赞 EIE 一个!!
; Z: L# v8 j! d5 d; p: d希望您 继续发帖~~+ _7 q* g$ |2 C3 @. c
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~~  R$ D# {6 w) E8 J) F0 `; }" R

, C' \) E  V6 _5 `" n  d7 n没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!
' S$ y8 S+ y! s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~~
0 D* [+ d- p$ X# Y2 L) g5 S
3 H6 H- {6 t) y$ H于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...
6 [, Y8 T6 @6 m. G2 E" A' @

1 G1 X+ d  l/ ~1 Q9 f4 Y' l' w2 q, w    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:
6 i1 [' p* @" O1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;
4 W, ?8 |' V% m2)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”;
7 I: ~1 m  {, f  P8 i , j% F+ A! H8 I" p. ]
    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 p; ?: K8 V; d! N  ?9 g& H
; l! v6 G7 z: J: k7 q
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。
( G" @* e; m9 i8 `" q    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
" H7 k: s) V( P. F  ^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。 ...
# _/ l3 ]+ s+ m! b( {, |2 _( i% z

5 T8 l6 _& ^7 m' _, m) H    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。( j3 j, x* b6 l* W
    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。& Z% p# H/ C, X0 I0 y7 Y
    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。
5 v- n: J+ z6 A4 C% {    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 U  ^- D% Z9 g/ U' m; ?! d/ M
5 k/ a4 O# h. W; l- m( |8 A    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
  U5 C5 m6 C) f$ R) W# t$ |. r   

0 M' f# `( _) k/ N0 A  ^$ ]    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。
  u, A# N$ F9 x! a0 Z0 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;
. U) n: A, z3 i4 N5 }
8 D- `1 a6 q- Z9 _& L5 W% z9 h
[ 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 . R# k5 n, q& M8 \
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 ...
8 A# d+ X! ]/ t. @: B! I5 W

7 p' G! h0 z9 G7 G0 c$ u! _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。) ~6 F, b& b! {& Z: |8 m  y1 w
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;
  R9 |1 z* _1 u9 L) v2)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
/ L' X3 y+ V& L/ @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
4 [$ ^3 w, k" t7 X! l! @
0 W& V. B, B: I: `; L3 @, d6 L
这样理解,有些混乱。, y7 D& r6 W$ u* ~- i" Q: E* ^
* W6 w$ i; I) ?& }# B6 n% [
    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。4 W- }/ {. L( d9 {) R$ }" @4 Y

  y# C# P$ a2 G& B/ d' V    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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