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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。
" x3 I. Z* K. O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:
) S$ U; P: P! ^2 ^& Q9 D! [- l, U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。”
7 r$ \$ Q- f$ B( e3 A
    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”。& Z& q7 q! i/ h0 w4 C7 B
; N9 s0 b0 ]' N( P# A7 B
    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”。4 H+ I- }' V+ ?. |

( P5 t' K% A* t3 e) U
    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。
% \( E5 X: D2 M6 `  h: A
3 i8 u" S1 w# {0 n/ ~0 Q
    “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。”! f+ Y' G9 Q& ]' }. F5 d; ~
    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。
+ a7 x( N& N: s  |5 A+ ~: ^, p% m- d/ x  D4 ~
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——* c, Z+ b4 A5 y# c9 P
    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。
* M! x: D' F0 t1 u7 u; _    “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。
# q& |' @) w  q2 O9 C    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。
8 F' j' G1 t) [& l3 x
5 z6 W; J' X$ j& G' T1 Z5 B- 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
' I- U) U- E3 t# H. _    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”。+ u3 U# @7 w' v) p/ ?3 H, o" P
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。/ @* q; |, _* Y6 [/ r. L/ B
9 H* E4 q/ }( ]2 H# h5 e3 U
    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。
7 p8 u5 c$ E. }& d+ f( y   
: X0 `, d  w2 }' J    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;
# m& p3 z' X* O* Z* k# ]" M2 m
0 t2 V0 }0 \! p" n/ S" S# h, P. k8 N. O) y6 C8 ?
【雷电感应电动势模拟】  V( \5 h$ O1 f0 ?$ v

. x1 q9 J( K2 n: U# H& i    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:
5 A/ [; R% i% z+ K2 a    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”;& P" T0 \) @6 @1 x7 {/ c2 w0 p
    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 g4 U6 Y0 R4 ~1 J9 D, p
2 z' ], S& e3 C  d* @) T5 n
    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 M$ h# w  Q9 Q4 V1 j, i6 I# v6 [

7 e: I% |+ V8 Y, Q0 H2 c, v8 h    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。
2 u& }! J) p# g6 E
  _8 F' h2 n2 M: S4 ~% o$ e( 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。4 g3 i* p4 d1 q0 Y/ ]/ J: W1 u

- s' O/ [( i0 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。5 D3 o+ q3 b; K' u8 C

7 n* n# t* z/ x% ^* d8 J+ 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?
6 c1 w  Z1 `9 e什么东西可以通过接地泄放到大地?
; E- c) ~; Q2 b1 L$ P$ T* \' B3 V, R0 q
电位φ,是观察点相对于参考点的电压。
0 j  W" C# s8 s5 {* l对地地电位φ,参考点是大地;1 E" @8 U4 J$ x
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。
/ q, H: ^( h6 e, S; i* e
* _3 Z' \/ M; P* T' ?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?
5 _  _0 P- v) K: i. _' u4 s  Z6 f4 V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; M* ?* n8 b& J9 e0 ?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。7 V, _( G  h2 r7 B) O

6 @3 k$ m' R  h6 ^& K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;4 e9 `# {7 P' g9 C, i
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?
6 v! B* ~! [4 q- j- V' z% u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。# _* U8 ]/ W. p6 {- ]
4 X$ a; a9 X; }* N
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?
8 _) u5 @4 z, x! j0 p8 c
. Y5 A, z% k2 b# J, _6 r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 [( s: y- j" u1 ]% [0 n
$ h& b, I0 x, G# c; u- T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”。
' @0 Z+ w9 b9 J/ S

! \2 @) _9 B, K( b" |  S5 h9 e. f[ 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。7 e0 F3 K, e' ?& a: K, t% x
您是否想过:  H& c  t% _9 m% J, X

/ W+ J; N* _& t1 v* V
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?1 H- R1 L& J! L, \2 M8 {
2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?
3 x* Q) u6 P+ H) G  w7 @8 @& F3)接地会不会有什么负面影响呢?
, d" k$ P! ]7 Q! d; @
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。
- b  B* F3 y. O/ s" s0 K6 W: c' Q1 \2 j$ U- X6 p" W
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 ]) J' T* S9 s, f# F& 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。4 a# `9 S& P; a

8 l2 p& ?! K4 [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。
, t( _* W+ G% Y1 c- \! T  E' c2 r; f% E
   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?

4 r5 F$ I" V. `9 D& y. X6 z+ X
1 ]0 Y1 V! P7 i$ Y: {3 e! |[ 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 : G" g9 O% W# d6 e( M' \
赞 EIE 一个!!+ Y4 X6 z& V% ?$ [: z' Y
希望您 继续发帖~~( U) L0 C) O1 z& d* _" [
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~~: i5 a8 |/ _, C# `! m9 N" n. X

' R* h7 w6 A3 |, N5 D1 }没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!
& ?; D- d7 U7 x! H% ^9 a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~~
  m! B/ n0 A6 _0 Z3 g  U$ i% Y0 J4 d, R! \- g7 I! T. G
于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...

2 H1 k3 M4 `& j% a4 a7 C% I/ \' L3 F" Q* H$ U+ C
    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:
! N3 A. T+ t+ {5 e5 x1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;
# T. W8 X8 Y. Q4 x4 h& P. X2)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 F7 I8 P* [4 a

# `0 S2 Z  @, i" ]( i, ~    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。
4 y. c# a' S6 |  v
+ m" A- I9 s5 {  t& C6 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。
' Z4 x$ O) U2 _; 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   e5 T* t, F0 ~6 H/ A) W6 J- g  N
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* s) y$ _+ y( B5 ~/ K8 E5 h5 T2 H0 g
    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。! M0 p6 }! X2 a# u1 A
    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。2 {, `$ e8 a& V8 w( n- ]7 K
    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。; z" |# T6 l' W# q* Z
    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?
: o% o1 h4 o# \1 K; C. a" R) M' U' k* J. 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
+ u; \2 N1 l  Y5 c+ @) n% {- I   
$ i$ s$ [9 q1 G- l' L1 G8 R0 o& ~1 k
    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。  i  I9 N5 R, i7 E: 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;
3 N* |' E  O- ~/ @: q) P! i
: n0 \1 N6 N; [* m1 ~1 i
[ 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
, K1 q/ T! r9 }4 wEIE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 ...
( O3 H2 L8 B' [7 I7 J
0 z6 d1 ^  F. T+ e; a
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。, @$ r& ~3 Q9 W, k1 a4 H/ O
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;
, s) P* I- w4 l2 c. i0 Y8 o2)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 8 Z$ B# J. R) h, a# d
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
& s4 B) d' x3 r6 J" z

  ?" d; x. N  |. [* T这样理解,有些混乱。' O9 l* I  M" \: C  P

0 ?. l% ]9 ~& K. I    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。
# @" O/ E; F! p" `6 n
8 {0 |( e2 m9 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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