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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。' N7 t7 c6 S0 ~/ O6 y! |: ?% g8 \
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:
% X( U- p0 S2 }, y) [5 |5 O6 L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。”
6 c7 }2 m7 F9 [8 d( e  J* P9 y1 g
    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 V$ c$ d/ \+ m. F# }  ]/ F
0 V! r( X. h& z+ [4 q
    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”。
0 v4 _4 t0 X9 c- f8 p$ E- e6 ?' j) R- g+ K
    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。" U: C& o" d9 e4 p9 }$ |
# K' V# \: c4 q3 v* F5 m& t9 r5 g# g
    “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。”8 r( H0 y+ |. V; ^' x
    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。
! Z1 P4 P; ^% i4 I, U6 l) h9 s2 V# g5 a6 ]( G
    “一直以来我也一直说不清楚,设计要求还必须有防雷器”——
5 o% Z  z+ h& r. E
    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。
- x. L2 q8 u" d0 H) |. N$ L, P  {    “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。
# Z( d. i* o4 v, Q7 U7 _    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。

; A( u. v6 Q& M& D7 [2 s) ]1 C$ V8 v9 a0 F8 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
, J! k! k9 R4 S% L$ X    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”。" v+ T2 X8 V. n& [
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。! m' F8 n& C9 U+ ?% g! F) z3 s
% t/ w: h! p# N: ^! l/ C  X
    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。
! w9 F& l) W. e   
, _; j  `0 S; |# B, [    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;
4 d: w0 R' o, A$ b. q: M: Q" K2 q  _. y1 v

$ l( V3 P3 T1 q6 }1 ^1 E# o【雷电感应电动势模拟】) U# p& O# o; A. h2 H

. K, O* K$ ?% ?- E6 L    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:
; s4 q6 l! a! s    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”;
' D+ G! y' E- w' e) Q$ R0 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”;7 K+ J7 y, Y+ [8 p
; E' s; T, l. r2 c
    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。9 \' D3 j( k& C

+ Q" u" g+ p& |7 O( \- b6 V    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。
4 l0 i$ J, ], A0 L
& y5 a, [! d/ o/ u. Z% u1 U    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。
. a0 _" x) X2 _6 z) V. s
2 X: `$ ~( r. E7 u    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。
6 a1 X( ^8 g+ `( o5 i) N) }. m" _4 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?- l; r9 {+ t, w$ s
什么东西可以通过接地泄放到大地?
; R9 [4 F- N) L6 [. @- b! D- O, y) _
电位φ,是观察点相对于参考点的电压。
/ |. {% g' Q- y$ ^对地地电位φ,参考点是大地;
7 J& D5 y9 S- \" n" c' h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。2 s5 Q6 I8 u' b/ V( Y" e3 q0 T

" F: C1 W8 q8 I. u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?
* m( U/ l; h0 m2 s) M% i( w- Q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。5 U3 U7 Y' z& k2 L' N
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。6 E' O# s8 {: B7 }7 P" W
2 q. t3 N" W' v3 c
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;3 g6 n7 N( t' y3 W1 M
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?
0 ]& H, l( z8 O; `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。+ F' e/ ]4 D: x& o6 |( n

1 D2 v: S! U3 T0 j0 Q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?1 o! p& z9 }* Z$ }5 c+ D. j
) u  N/ S  N& q" \" q, w& @
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 l% f0 X0 @9 }& k) ?# `! S$ W

, t8 ^. @/ u; C$ ^, s$ `. F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”。

$ h9 d7 z2 x1 ~# G( F5 K1 N1 K& O  [! a3 a, ?  B
[ 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。
' c+ i4 J9 [$ W( g# D4 {6 T0 L
您是否想过:- e( F: Y7 |5 B3 s

4 C: Z3 g. _3 c( @; ]  F: U5 ^0 q
1)感应雷在线缆上感应出来的到底什么东西?
5 Z) q1 \1 r; y9 Z; @2)什么东西可以通过接地,把它泄放到大地?
; K/ T* j8 z5 q% J9 g: h+ m3)接地会不会有什么负面影响呢?$ [# h$ w2 c8 n; P4 E
带着这些问题,来看本贴,可能会有一定收获的。5 k* L& S" u8 F$ T6 O
8 ~3 Y  ~9 {+ U5 s9 H+ z
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。
3 ?1 W  Q' k- D* Q. ^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。$ L! w# S. I. C, t6 h' b
. o2 `" S, C/ f' i4 W3 b! b: g
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。
( l2 {% _5 b  B9 O. z# {5 U2 z2 Q* r6 U  D# K. N2 M0 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?
) V8 ^: C: r/ B+ y1 ^3 k( q
* @! ^1 U) k/ G9 C+ \7 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

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+ U$ S( w. L- n; C; |
赞 EIE 一个!!
- B8 Q$ Q% S5 ~$ g' h5 T, t希望您 继续发帖~~
" n3 v; a& Z, [" x* [' 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~~
& d0 n: ^6 r8 E# p# e) Z! l/ a) T( e, D- l8 W! e! z# \: }
没过3伏天呢,就坏3次,感应雷打坏的!
: m9 D% A, M$ q3 v; x; N$ w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~~/ Y" x* I+ U3 x$ v. _* s, X

3 g9 \1 x( @. M于是一个夏天连续坏了3个球机!  ...

+ m* f  n  T- j+ T' e  t
7 H8 s. w* T2 P& d1 {/ \! ?    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:
4 `1 w# c  r  P0 M  |: |- W9 B6 e1 u1)类似避雷针,方便引雷接闪,那就太可怕了;
* A! V) ]4 w8 s% k+ 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”;
7 ^8 L) Z! P1 b6 r/ P& E  s 8 M% o7 f" m8 q! E( y4 v$ 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。* B, B& a( U8 e6 s2 J0 B4 [

: M$ a! |# k/ a6 v; t0 i5 n% i9 C3 `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。  M2 {% c9 V1 {, o( J0 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 2 O  Q, t2 s/ c8 ~6 v: Q
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 D; V: U! V  }) l' ^8 ]* T. Q) h. ~

( K- S4 u& ~8 P    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。
* r) ~* v' Q+ K- `. E) q    “防雷必须接地,不接地就不能防雷”,现在几乎“家喻户晓”。
* u- @  W9 [7 `4 P" g$ R    但是谁见过专业防雷厂家的解释?没有。
% U; \8 ^4 s$ M. N9 T1 ^9 W    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 B9 y! i  q! f+ @8 E  G- U& L

, \8 a& j+ h! G% f! }+ U  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5 T: V/ D+ w; R' C: i4 Y, Q: G
   

6 h- `# [, F" i" S8 ]    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。
1 X; L1 F  c% R1 t( u% V, H    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;

+ s0 C+ K' y# m0 [5 u7 Y5 s
7 q, f, O3 R8 P" `[ 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 " Y9 l2 B; n7 l' O: l. k$ ?
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 ...

( \" x  H0 ?! a$ B3 D* ?1 I8 ~$ Y. R6 u; L% c2 p9 N2 C
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。
) G7 h6 H/ }  C7 m1)“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;
& o  C6 i  x, E4 v  x; D2)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 0 {; v  q# V4 a% T3 x
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
+ d6 s) s$ V0 v+ s8 S

* c2 D! V& A: b7 \6 {5 F7 u这样理解,有些混乱。, D; _; W# C1 s" N! R# q- o4 q
4 U7 j+ ?# _5 ]
    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。! }6 l( y2 a3 q2 P* H; {
/ U( Q; Y* L+ S6 v6 c- C1 _
    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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