【原创】安防防雷，变成引雷不设防[分析补充9月09日]

eie1992 · 发表于 2011-7-9 23:14:10

本帖最后由 eie1992 于 2011-7-9 23:29 编辑

引——“专业防雷的权威设计”：

“前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。当摄像机独立架设时，原则上为了防止避雷针及引下线上的暂态高电位，避雷针最好距摄像机3－4米的距离。如有困难，避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ 8的镀锌圆钢。为防止电磁感应，沿电线杆引上的摄像机电源线和信号线应穿在金属管内以达到屏蔽作用，屏蔽金属管的两端均应接地”。

引——“专业防雷厂家”的防雷方案系列-监控系统防雷方案：

前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。当摄像机独立架设时，避雷针最好距摄像机3－4米的距离。如有困难避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ10的镀锌圆钢，地网接地电阻小于3Ω。为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽，並作等电位連接，控制箱应安装在接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内，箱内引入线应穿金属管屏蔽，並与箱体作等电位接地連接。

...................................................................................

这就是前端摄像机立杆避雷针化设计。

这就是前些年，各“专业防雷”在自己网站公开提出，在安防行业大力宣传、极力推广的设计方案；近1、2年来，随着这一低级错误设计曝光，反应快的厂家给摄像机和支架加了个绝缘垫，有的就不提防直击雷了；

至今，还没见过哪个“专业防雷”公开解释过这个“低级错误”；

eie1992 · 发表于 2011-7-9 23:15:18

本帖最后由 eie1992 于 2011-7-9 23:28 编辑

（接楼上）
【问题】
1）“为了防止避雷针及引下线上的暂态高电位，避雷针最好距摄像机3－4米的距离”和后面的“如有困难，避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ 8的镀锌圆钢。”显然是矛盾的，“3－4米的距离”和“0距离”，这是距离上的矛盾；“3－4米的距离”是为了“防止避雷针及引下线上的暂态高电位”，“0距离”干脆就不用防了，有的厂家解释说：这是保持摄像机和立杆等电位浮动；至于摄像机的视频线，控制线，电源线和谁连接？引向哪里？是不懂？是忘了？还是连接到哪里都没有关系？
2）“3－4米的距离”的含义是避雷针和摄像机立杆分离，而“0距离”，摄像机立杆就做成避雷针了，有的“专业防雷”把上面引文中的“如有困难”，干脆改为“为了方便起见”；不用另建一个独立避雷针，当然这样方便；
3）“为防止电磁感应”，“专业防雷”给出的设计是： “沿电线杆引上的摄像机电源线和信号线应穿在金属管内以达到屏蔽作用，屏蔽金属管的两端均应接地”还有方便的设计：“摄像机电源线和信号线”可以穿在立杆金属管内走线，有的提出在立杆金属管内走线应穿PVC绝缘管；
摄像机的视频线、控制线和电源线，远端和主机系统连接，还连接着系统其他摄像机。假定一个立杆避雷针接闪，立杆上带有百万伏的雷电压，这个雷电压击穿空气放电的距离是0.33~1米以上，那就是说，“沿电线杆引上的摄像机电源线和信号线”都在被击穿范围之内；“电源线和信号线应穿在金属管内以达到屏蔽作用”，能屏蔽吗？金属管与立杆等电位连接，也带有雷电压了，击穿空气的距离也是0.33~1米以上，那么电源线与信号线在管内走，离管壁距离能有多大？
实际上，这类设计，雷电压可以瞬间击穿摄像机内部电路，视频线的绝缘，电源线的正负极，也瞬间击穿为一个极了，摄像机输出点端的接地防雷器，不管是开关型还是限压型元件，那一点点距离早就击穿融为一点了，这时视频线，控制线，电源线，都把这个雷电压向主机传输，即使衰减100倍（40db）,到主机也还有1万伏；我真不能想象，这些人是怎么想出来的？

eie1992 · 发表于 2011-7-12 19:37:23

本帖最后由 eie1992 于 2011-7-16 08:35 编辑

“前端摄像机立杆避雷针化设计”错误要点：

1）把避雷针设计在安防系统中，像一个设备一样与系统形成紧密电气连接关系，把避雷针接闪时的超高雷电压，直接传输到系统主机和所有设备；

2）制造系统多点接地，把地电位引入安防系统；

这是给安防系统埋下了两颗定时炸弹。

eie1992 · 发表于 2011-7-13 09:29:26

本帖最后由 eie1992 于 2011-7-16 08:45 编辑

（来自另一论坛的回帖）

引qun123456在2011/7/11 16:55:00 34楼一段话：

“我的看法与另外一位网友的看法大致一样。室外摄像机立杆可以做避雷针，防护立杆整体安全是有必要的，但是线缆上的电涌保护还是必须考虑的，可以加装信号浪涌保护器。”

引qun123456在2011/7/12 11:30:00 34楼一段话：

“上面的问题说一下，我前面从没有说过防雷器泄放能力大过避雷针，一旦闪电击中立杆，周围十米以内可能都会有极大的电场存在，就算摄像机绝缘了，但是恐怕不会幸免于难。我所指的是信号线路上面出现的暂态过电压以及浪涌，这些浪涌在雷电闪击或电网电压波动过程中都有可能出现，一旦摄像机不做防护，则会出现一些用户反映的问题----没有雷雨的天气下，摄像机或设备还是无缘由的损坏，这些损坏的案例大概不在少数。”

……………………………………………………………

一天前，“室外摄像机立杆可以做避雷针”，一天后：“一旦闪电击中立杆，周围十米以内可能都会有极大的电场存在，就算摄像机绝缘了，但是恐怕不会幸免于难”；——这是两个自相矛盾的说法；

“我所指的是信号线路上面出现的暂态过电压以及浪涌，这些浪涌在雷电闪击或电网电压波动过程中都有可能出现，一旦摄像机不做防护，则会出现一些用户反映的问题----没有雷雨的天气下，摄像机或设备还是无缘由的损坏，这些损坏的案例大概不在少数。”

这是“雷人设计”经常那来蒙人的习惯性说法，只说有“暂态过电压以及浪涌”，不说明这些东西是哪里来的？

雷人说的“信号线路上面出现的暂态过电压以及浪涌”，实际包括以下来源：

1）避雷针接闪形成的“雷电反击电压”（Uo）——来源于摄像机立杆避雷针化设计和应用；

2）地电位入侵（Ud）——来源于：A.摄像机立杆避雷针化; B.防雷器接地； C.其他多点接地因素；

3）雷电感应电动势（Uem）——来源于雷电的电磁辐射，线缆接收到的感应电动势；

以上三点，只有第三个Uem属于真正意义上的“感应雷”影响，它与大地无关，接地线上也有；而第一个Uo和第二个Ud，都属于系统错误设计和施工，引入的所谓“浪涌”，都是“人为制造的”，而且是画蛇添足制造的；安防系统简单的“系统单点接地”是完全可以避免这类“浪涌入侵”；

这些“开放引进”的“浪涌”电压，都与大地密切相关，所以必须用他们的“浪涌保护器”来向大地泄放掉。而雷电感应电动势（Uem），与大地毫无关系，接地或用接地防雷器，都无法泄放掉；

这类“雷人设计”，是对雷电和地电位都不设防，本质上看，更是为雷电和地电位入侵系统，提供了方便的、可靠地路径；

eie1992 · 发表于 2011-7-13 21:17:43

要知道信谁的，首先要信自己，当然不是指相信自己瞎猜，而是相信自己有能力把道理弄明白。

eie1992 · 发表于 2011-7-14 13:04:52

本帖最后由 eie1992 于 2011-7-14 13:05 编辑

以“泄放雷电流”的理由，给安防系统制造多点接地——多点接地把浪涌引入安防系统——推荐、推销浪涌保护器来防浪涌——推销产品的目的达到，不管后果。严峻的现实摆在安防人面前。

如果你对这一现实还不了解，本贴就是让你有所了解；
如果你对这一现实的道理或原理还不太明白，本贴的分析，就是力求让你明白真相；
如果你曾为安防工程设计过这类“问题防雷”，建议你弄清原理，主动做出整改；
安防工程方，对这类“问题防雷”设计和产品，有权依据其原理性低级错误，追究相关单位或人员责任；

eie1992 · 发表于 2011-7-17 21:52:37

本帖最后由 eie1992 于 2011-7-17 21:53 编辑

我们既不要肯定一切，也不要否定一切，一切都要经过科学实践验证。
摄像机立杆避雷针化，是原理性低级错误，但是用独立避雷针防直击雷，保护室外摄像机，是科学的。
电网系统防浪涌，用接地浪涌保护器，是科学的。但是在安防系统中防感应雷，用接地浪涌保护器，不仅是不科学的，而且是制造安全隐患，是危险的。

eie1992 · 发表于 2011-7-20 10:17:33

本帖最后由 eie1992 于 2011-7-20 10:54 编辑

认识监控系统的地环路

什么是监控系统多点接地？

什么是地电位环路？它对监控系统有什么影响？

地电位是怎么形成的？

1）图解“监控系统的地环路”：系统有四个摄像机A\B\C\D，视频线连接四路视频进入主机，主机机壳（视频信号地）接大地，四个摄像机接大地；

2）地环路：“A—主机环路”：摄像机A—视频线—主机机壳—主机大地—摄像机大地—摄像机A；同理，还有摄像机B、C、D与主机形成的地环路；

不难看出，还有摄像机A\C地环路，AB,AD,BC,BD,CD等多个地环路；

3）地电位环路等效电路图：

摄像机输出电阻75欧姆，主机输入电阻75欧姆，其他还有视频线芯线电阻、屏蔽网电阻；假定摄像机A出现地电位Ud（原因后续）,其他点地电位为零；

A点地电位Ud等效在摄像机壳与大地之间，如忽略地电阻，地电位电压也就是加在视频线屏蔽层两端，并通过视频线两端75欧姆电阻，与芯线构成回路，在末端75欧姆负载上形成“干扰”电压Vh；
7 \$ \" V, m- \

2. Vh小于1V时，就会出现明显的地电位环路“干扰”；超过1V,图像扭曲，DVR显示“视频丢失”，监视器蓝屏等；

3.Vh大于3~5V的分压，摄像机和主机75欧姆电阻开始烧毁；

4.Vh大于10~30V的分压,摄像机和主机交流耦合电容将被击穿烧毁，电路元件开始烧毁；

5.更高的Vh电压，可以瞬间烧毁摄像机、采集卡和系统设备；如果摄像机A的立杆是避雷针化的，摄像机A的地电位Ud,就是超过百万伏的“雷电反击电压”，这就是“雷人设计”所犯的低级错误；

6.地电位是通过多点接地的地环路，入侵监控系统的。

7.摄像机不接大地，构不成地环路，地电位入侵监控系统的路径就被有效切断。许多工程案例：“把摄像机卸下来拿在手里，干扰就没有了”，“把摄像机和支架绝缘，干扰就没有了”，“把摄像机和电梯轿厢绝缘，干扰就没有了”，都验证了“地电位干扰”是通过地环路入侵的这一客观规律；

8.安防系统没有任何理由，需要多点接地。是所谓“专业防雷”设计的安防防雷，主张多点接地的。但却没有见到一个“专业防雷”对地环路隐患，作出解释。

eie1992 · 发表于 2011-7-20 10:24:40

4）认识地电位形成因素：

高压落地点周围形成“跨步电压区”示意图；避雷针接地点为高压落地点，雷击一棵大树，树桩是高压落地点，高压断线落地点、电机“碰壳”的接地点，高压变压器中性接地点等，都是高压落地点。

1.
避雷针接闪放电，避雷针周围形成“跨步电压区”；摄像机立杆处在“跨步电压区”，立杆带有一定的地电位，立杆靠近高压落地点越近，所带电位越高，立杆做成避雷针，接闪时就带有“雷电反击电压”；它是避雷针接闪放电电流，在地电阻上形成的压降，可以高达几十万到百万伏；各种雷击闪电落地点周围，都会形成“跨步电压区”，引起地电位突变，我们统称为“雷电地电位”；

2.
在高压线落地点周围，形成环形“跨步电压区”；

3.
高压变压器和高压用设备故障，设备接地点出现高电位；电网运行不平衡，出现零线电流，零线上出现电压降，零线不同接地点之间出现地电位差；这两类我们统称为“电网地电位”；

4.
“电网地电位”是不稳定因素：

*电网供电系统有着不同类型的接地方式，包括中性线接大地方式；

*电网运行平衡，接地点地电位为“零”；电网运行平衡不平衡程度越严重，接地点地电位越高；

*电网突发故障，引起严重不平衡输电，地电位会突变；高压设备故障，会引起高压地电位；

*“电网地电位”存在地域普遍，发生概率远远高于雷击概率；

*监控工程所谓“雷击”案例，多数是系统存在“多点接地”错误，由地电位环路烧毁的；

eie1992 · 发表于 2011-7-20 19:17:21

lihao-0119 发表于 2011-7-20 11:17
# M) J8 e# R1 X P, u' \好帖！我现在正在一个场地做监控保障。这个场地在7号和16号的雷雨中，监控设备均有设备被损坏，虽然系统得 ...

你可以先从大处入手检查：
1）排除系统多点接地问题：检查所有摄像机，做到都与大地绝缘。主机机壳做一个接地；
2）系统有没有防雷设备？如原来没有防雷设备更好办了，如原来有防雷设备，就麻烦一些了——去掉所有防雷接地，拆掉防雷器，因为接地防雷器是安防系统的安全隐患；

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