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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。! w1 L1 J; j1 h" U8 l
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:9 N/ q$ M5 k) X$ C. A; [
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。”
1 M" K4 Q7 j* n2 }7 S9 V. 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”。
, [- _7 ?, Z& T$ }% n& |6 Y! A
1 o  x5 ]9 K' M
    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”。3 L( h/ ]- Q9 A. X' P
2 Y, [! y& I$ w6 N  S% d
    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。
$ t2 ~& o! k2 Y1 p) V
! q$ L  u) l  G# r8 t4 |
    “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。”
  W$ u. u+ ~% Z9 E
    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。
" h* W9 o8 j# Q! `% m. k; @/ O) ^- s3 i5 J  O
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——
( U3 H3 l( J. K5 K: R) m( J
    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( U2 j. z4 x1 N
    “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。5 [( p7 s4 A9 k* |0 A" l$ K
    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。
. W$ m3 b# Z; o, g( v' S
4 @( D8 G0 C* W2 v
[ 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
" P; j7 F& u) b0 R$ C    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”。/ u1 `5 h+ D0 |
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。
9 U! \2 A7 A* N2 ?) c/ t& L! k
* B, E& l2 D  ]+ V0 n, I+ r. \    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。
5 Z3 T7 l3 x+ s# L: L) g( J8 t   
: m0 {# j1 A* i3 m# D5 o    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;
+ T8 H9 x  ]  y* D4 h( H6 t$ x

) v0 T6 T3 z; u2 \$ C/ J【雷电感应电动势模拟】; n/ u2 q& _* w% W3 B
- M) {$ e/ b# t) H& m9 W" L, 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:4 }) t- N" T  Y( O# s9 w
    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”;
# R5 l5 m$ R4 g) c. T; k. C    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”;: E" j: A. u! c& N$ e0 l

8 H8 F. X! E# W( x! 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。: E' \# C4 J  H+ d! S& G: G# |
/ W' b8 k0 d9 |- b. E  n' [
    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 ^& L, ?& W0 l8 \# z6 O
/ H" F: H  v6 R: i9 W    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。0 w; {) v  w: n: h4 ?# \. b
, H7 ^- i5 ?* l$ @) _* D) f! _* l
    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。9 d& c' u' o& _: u9 `/ ^: s
8 K* K7 c7 s8 b% c% D5 ]* C9 ?, m( E
[ 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?' {! [  E0 q9 z' _9 u
什么东西可以通过接地泄放到大地?
, M6 c6 _7 g8 m  V5 V- ^5 q7 v! }4 D- x% P5 n7 G( ~
电位φ,是观察点相对于参考点的电压。
3 L# A, N6 u* q3 Z6 A1 N- O+ {! |对地地电位φ,参考点是大地;
7 v9 b+ A( z; R/ r# n; s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。
  N3 [# E8 P& {+ E2 O6 @
6 ^3 m& o3 D" A% 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?1 u# T; S; Y8 j/ d
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。
; Y# R1 `! \/ a$ Q1 l* q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 r1 C  ~0 w) F
- q6 t# m+ }: S* x8 z' X& s
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;7 t% c/ u2 z: @2 G- C. i# 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?
2 @  L) o4 G! q5 I9 `7 A; y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。
3 q" H6 J: d: ]% [) m4 ^
. Y9 [! S7 ~4 d: _/ 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?0 w* i& c- a7 r  r7 ^( f
3 n' B' m+ N' a& x
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。
1 R% R. e0 ^: I. P( j+ j
( g* ]/ g# w. S) V3 p) G* x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”。

) Q/ \$ d0 L, I" d" s, s$ a3 r  d( O' b% i  [. p; C1 Y. ^
[ 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。
- @9 _1 K' D* X& G
您是否想过:2 D& X  @# l" u( q! _9 p* t
- x! Q; p' n  M& D+ [& Z
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?# G6 ]4 Z- H6 `/ l% Z3 B2 B
2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?
& d8 h# y. b  G& Q+ a- b3)接地会不会有什么负面影响呢?
2 y* ~8 X- w# B" b% @$ `' A
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。& f- t" s$ O. m6 U- {3 l
2 ]! }! _+ O) r$ |. @
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。, y6 m- _, W- t; t* D# g
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。0 \8 g4 s% H5 P0 h7 \2 _$ C/ }# n( L

( n: i# s/ e, t* ]9 s6 ]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。
' U* h' b( `. m# ?# I# l! @2 u
* M2 w4 \+ _: p6 e$ }9 s0 H   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?
+ J8 _' G' p, z; O: a
6 U9 c0 @0 A3 J% m) Z8 @6 P
[ 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 ; B& f: R. `: x& J+ ~5 {! O
赞 EIE 一个!!
! G# k4 G7 C4 j' y( }; ]4 o7 b希望您 继续发帖~~$ G. M' Y% ~* m+ }1 E6 y
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~~# G6 w& T* h5 W( V/ l6 u( n$ }; k+ L
3 k$ T) I0 J8 s: l9 R2 C2 R
没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!
6 ~9 S! I+ t0 `$ D8 b; b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~~' `" v/ E* o$ A7 y) `4 m
3 b$ h% q- v) A. ^' j* g2 s+ {& C7 `
于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...

7 F! A  d% {% _8 T9 N
1 }6 f7 e, L! _1 S2 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:8 F1 j( Q# c+ ~2 Q6 J7 r* B
1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;
0 L, K+ F( X, F+ l2)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”;
) ?; x+ I' Y. o/ d! r' o! y) m- E' B 4 p8 y9 N& U, l2 S% G9 b+ G
    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 H3 R# L/ H: ~6 W1 F' x

- u5 x: J0 z$ T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。* o2 A0 z8 z( W, V! S: Y; u9 i
    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 ! c" w$ H0 ?& f$ x
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。 ...
% T- k5 o2 K3 k/ ?1 w+ I& L
+ u# S# s; H. F9 H- l& R" y
    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。0 F% K  z$ O6 o% a6 v% a
    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。  R( D6 y  ~- e$ u0 J" ?4 i; _
    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。
" C$ w1 K* Z2 p: h, N    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?
. ]/ a$ a1 }# L; q* ]1 D, Z8 \3 b& C' Q9 ?/ h4 t8 X0 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 E6 M$ _: B) w5 i% U9 N5 X( m
   

, K' O" ^2 X) O5 X    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。6 x! d" ^3 S4 {' @! _- R
    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 H  G% ?2 o& m5 c3 G- T( O
/ D- [  I3 s7 l& w' [' y
[ 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
1 o# o# N5 Y0 GEIE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 ...
, F- L% E* {" j% B# d0 _

; U  t) S2 _8 R/ N9 k# I( o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。" t6 t- J8 R$ A& t+ ^6 O+ B" j+ X
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- V- T" `1 X, f2)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 V, _; u4 i( C! Z1 O
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 m  z3 D: w9 u6 p3 Q# O. q. A% v" k% [6 c0 O
这样理解,有些混乱。
* |# Y% l& m/ ~/ M1 Z( n6 p3 q1 U6 l8 c. c% x0 K
    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。
& K6 \  ^8 k3 f. g
* T$ _; U- o, ]- S    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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