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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。; b2 w; ]7 h+ N! v- r- L- y2 p
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:7 F& ^0 Q* L/ N* C% e$ Q
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。”2 z# |' w( d: ^
    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”。
( g. ^& ?' J' ?) I9 `, G' {8 j1 ~" f, D! ~2 N" \3 F
    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”。" L$ [6 ]" E4 k
: V1 {5 `* k1 a# n
    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。( q; R. K6 u* R' Z

  n5 I5 L' ~( A6 }3 c: 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。”5 Q+ C, g* E6 X& 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。5 }/ Y" \" |; k$ u, B( e
5 @/ F, _+ f9 A
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——
7 F  B1 ]5 @+ i- \( K# X8 c$ 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。
7 N$ T& n9 m: ]    “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。
( ~6 j' B+ t- I, L    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。
: j( g5 U) Y9 n& {' J" t

, z. Z  V$ K% j" M3 u0 E6 U[ 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' |, }: q. [# j4 ^" S; J
    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”。
3 E7 M- W! t5 |! ~6 x9 a1 U( L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。
  |+ ]0 c' s8 }1 \/ K  u+ v5 f$ B$ v# E4 w6 {- J- U) m& ~' O
    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。
) A0 y$ |; W; ], A   
  @: m$ c+ g' o" F    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;( E6 r0 ^# [  D$ t/ r1 Q
$ A. I) W* r, k) \3 N/ ~
4 q0 S, {- e6 g
【雷电感应电动势模拟】. G- I% h# D6 t4 U  B+ ]9 y. N
+ ^+ R: w2 Q/ G& V& ?+ p; ~
    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:) Q; ?( b# \. c6 t. d8 E  D
    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”;
; o5 P0 V' S0 }0 |" G, l1 {  ]4 x    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”;
& _# f# Z3 `3 _! e# ~
) A9 {; S' ^) n  c0 z% p# ]    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。
, Y8 {: V: z$ P
* t, W3 z- @% J- @3 @    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 p% c  `6 @; N- Q# P/ Z! r+ |
, x4 f$ U0 J2 _
    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。" P' m2 u/ R$ j( p) }) ?$ a
( K+ n. v! M! Q# x$ V. a' z8 A: @
    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。
0 T* Z5 `: c$ J" o
7 V: n+ E4 O. j+ k[ 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?) X. N* E+ @6 t. ^
什么东西可以通过接地泄放到大地?
+ ^1 _: `* R" w" I: O$ B
7 w, `; u0 |- G7 U- }: P. n$ R* Q9 k电位φ,是观察点相对于参考点的电压。/ G8 t( |1 y5 l' W7 {
对地地电位φ,参考点是大地;1 T. Q6 @7 {% T; B; W% [
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。
5 B$ E/ j+ g: F* Z+ A: h7 H
+ h" B9 i( H9 o: y0 m/ c% @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?1 ?( {% [0 c$ l. }. A, y0 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。! W$ u* k/ d% b& l2 [" C
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。
3 ^- i+ M5 e# f# Y7 Z7 x) u; P$ `4 G2 |" e5 k7 R7 Z9 E- |, T
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;. ?9 o2 ]' I+ \3 x$ @
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 i0 y. o$ d$ S
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。
# C" V' q; X, J, x$ l! g& M, A# m& z
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, p0 D: T& `$ {
) h, Y# F- C% Q6 i
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。- c4 d. @" o, E& k
3 S' |8 v7 C6 ~4 i; h# y% c
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”。

* z! `4 _( g7 q! ~% \0 j
0 s9 E% S# R- N" J, n8 j[ 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。
1 L2 M2 ~7 U8 w$ v8 Z5 v1 ]
您是否想过:+ N5 s! z( \% \/ j: d; s

6 ~5 o2 e" `' c2 ]  v7 ^
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?
  z2 {# _) Z4 C! J/ o4 F2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?  @& Z! g) i9 n8 n/ Y# b
3)接地会不会有什么负面影响呢?
* E) ~' ?" w8 V3 K' E
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。. U5 z3 P- y" _9 P' {

' c: O$ ?3 `6 V' l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。7 I8 d8 v+ x4 r% Q7 L: C# s, I# a) b/ 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。- N+ t, r, X, ?6 w

7 p, {) V. ^4 e  I" S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。1 i8 v) F# {- t
$ n& C8 w8 y! t! A
   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?

% p/ r, v6 P$ G5 D9 w' ^1 `: F: |: l- x
[ 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 ! o4 `& P  \, ]- b1 r% q3 [" G, ~
赞 EIE 一个!!7 a3 G! W* `( f- Q. \3 n* h: }  F; \
希望您 继续发帖~~
+ A8 G( Y. r) B5 t$ f. L/ ?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~~( f% Z6 c9 D6 ]9 D- r6 R: l) ]
: S4 T8 v+ N# j) r* O* }
没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!# @. o& H. ~( e4 }3 l& L! ]
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~~$ Y0 V! Z: Z$ C

2 G4 p. G+ k# s/ \# y于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...
+ g' S4 W& H4 ~) f: Q
# m/ {& `& F/ A* i  i7 @. 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:
# f, B- \2 F' h5 p6 p7 C1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;
, ~; k& B6 A" ?7 w% a2)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”;  t* \; k7 r9 P7 k& [2 \! K

. w$ {6 M. E5 f' i* ^9 f    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 u. P' h7 S1 V
2 K8 E# o% A0 [3 f& B7 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。
+ D2 r$ J. a$ B; u$ A7 w' F1 F* f    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
5 @( Q9 u$ M7 s) s9 ]' r& R6 ?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。 ...
3 }, o& m: Z) n
5 [) a- S( [$ M+ R! e5 J' {0 M5 N
    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。' ~" x+ w4 F7 U
    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。( ]' m, C! z$ z8 D: @  e1 \: Z
    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。7 x( T, H3 N4 m& T0 J/ B, e1 L" a
    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?2 N" ^+ H, P1 Q4 |5 L* V5 @

6 n! }) ?7 b: K2 }5 \. X    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1 M9 w& R4 D. h0 Y3 C- S5 k/ }
   

+ D- @6 n$ }! x; O    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。
2 O" [$ J' u% c  P2 t% o: ]) q    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;

! W0 A- O) x9 }, v$ p9 K# l: N+ v* \& s3 ?
[ 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
) Y" @* n2 ]* I; V# z9 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 ...

$ A) {/ r" e0 r0 ^& o# Y0 `( C; K* j1 H) `$ O5 b; E  H9 k/ m
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。+ j9 T9 `5 _+ ]1 `5 n! s
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;
. J  g0 m# Q6 \, N/ }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 ( @! t" ?+ Y1 }: {! h0 F
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

% w* p3 ^; c# i1 K) G" G: K+ I* u0 ?9 w$ ~( H
这样理解,有些混乱。
1 z" t. H( A# S; c
! c4 g/ p2 P4 M9 }4 `( ^    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。
( R$ n$ K$ ?. S0 f# C3 N7 n5 E- w% N/ s; V% U; R/ j) a( o1 d
    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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