5-4)安防系统防直击雷安全设计要点: 第一,系统所有设备,应该在已有建筑物防雷系统和其他独立避雷针有效保护范围内工作,传输线缆尽可能埋地布线; 第二,室外孤立的立杆摄像机,如确有必要防直击雷(需论证雷击概率),应该设置独立避雷针保护摄像机立杆,立杆与独立避雷针距离应大于4、5米(反击立杆的距离),摄像机立杆顶部,千万不能安装避雷针,下面也不要做接地网,金属立杆还要做好与摄像的高级别绝缘,以应对避雷针接闪时“跨步电压”通过立杆反击摄像机;使用木质或水泥绝缘材料立杆更有利于绝缘,摄像机支架最好用工程塑料支架,以提高绝缘级别; 第三,有人提出,把“摄像机立杆做成避雷针,让摄像机与立杆绝缘”的方案,也是不可取的。因为避雷针接闪产生的雷电反击电压,击穿空气的距离,在3、4十公分以上,阴雨天可以超过1米以上的距离,常规绝缘无法做到; 一个负责任的厂家,应该主动纠正自己过去做的“隐患防雷工程”。 5-5)安防系统防“感应雷”的安全设计思想: “感应雷”准确讲是雷电感应,也就是雷电电磁辐射对安防系统的影响,本质上和电磁干扰是一回事——也是空间电磁波干扰,辐射源是雷电流,接收干扰的是线缆。前面说过,所谓“静电感应”是违背基本电磁场理论和实践的、子虚乌有的编造。 【雷电感应有多大?】 1)虚假的雷电感应数据:所谓感应雷有几十千伏的“雷电冲击波”,防雷器“需要有几千、几十千安的放电能力”的说法,实际上是源于“专业防雷”人为制造的多点接地,引入地电位的数据,也就是常说的电网“浪涌”数据,这和前面提到的“静电感应”有几十到上百千伏的“过电压”一样,都是与雷电电磁感应风马牛不相及的虚假数据。 还有一类专业防雷给出的雷电感应计算公式,算出来的数据也是几十上百千伏的“雷电冲击波”,按此计算上百根线缆的雷电冲击波总能量比避雷针放电总能量还要大。一个雷区有多少线缆? 这些数据,都是在对地电位缺乏基本认识情况下,戴上雷电感应的“帽子”,为推销“接地防雷器”寻找“合理说法”而已。 2)雷电电磁辐射和电磁感应定性分析:避雷针接闪放电,主要能量是热能,光能,机械能,声波能等能量消耗,电流的“电磁辐射能量”和线缆接收的能量之间有一定的“电磁耦合关系”,而这种“电磁耦合关系”是受许多因素限制的,这些因素包括: A.只有高频才能辐射,而高频是雷电流的高次谐波成分,不属于主能量; B. 天线辐射效率,与天线结构尺寸和波长(频率)密切相关,严格优化设计和加工的天线,效率在50~70%左右,雷电流辐射,谐波频率不同,避雷针的高度不同,云际放电的电流长度等都不可能与谐波频率匹配,所以实际雷电流的辐射,属于低效率、超低效率的电磁辐射“天线”;同样道理,“接收天线”也有频率与尺寸最佳匹配问题,才能实现高效率接收,显然监控线缆作为接收雷电辐射的“天线”,也属于低效率、超低效率的“接收天线”。 C.雷电流电磁辐射能量的辐射方向,类似球面波向自由空间“全向辐射”,对应一根监控线缆方向“立体角度”的辐射能量,只是一个微小量,而且电场强度与距离平方成反比; D.极化影响,辐射源发出的电磁波,有一定的“极化方向”(定义为电场强度矢量E的变化方向),接收线缆也有一个接收的极化方向问题。例如避雷针放电电流主要是“垂直方向的”,它的辐射场极化方向(E)也是“垂直极化的”,只有垂直方向的立杆和接地线才能接收这种“垂直极化波”,而水平走向线缆,接收不到这种“垂直极化波”的能量,这就是极化影响;线缆接收与雷电辐射的极化方向,都是随机因素,“极化衰减”是非常大的。雷击地面物体的放电电流的辐射场,以垂直分量为主,水平分量为次;而只有和水平极化方向平行的线缆,才能接收到这种雷电感应,与极化方向垂直的水平线缆,不能接收到这种雷电感应。 考虑到上述各种限制因素,雷电辐射场与线缆之间的“电磁耦合关系”,属于低效率辐射,低效率接收,能量全方位辐射,极化不匹配等极低效率耦合关系,所谓线缆上有几十千伏的“雷电冲击波”,只能是一些唬人数据而已。 笔者曾按照某个专业防雷文章中给出的计算公式,对一个放电避雷针辐射,算过一个写字楼各层线缆雷电感应“过电压、过电流”,总能量竟然比避雷针放电还要大许多倍,所给的“专业防雷”计算公式,是一个与上述各种限制因素几乎都无关的公式。 大量的生活实践告诉我们:雷雨天气在家看电视能看到偶尔出现的雷电干扰条纹,从打电话和收音机中,能听到“咔咔”声,大都属于雷电干扰。笔者早年曾见过脉冲功率几百千瓦以上的窄波束雷达开机,雷达电磁场能把把日光灯打亮,把高压汞灯打亮。却从未见过头上的响雷电磁场,把日光灯,路灯打亮。如果雷电感应电压真有几十、几百千伏,那日光灯不仅会亮,而且早就成批的烧毁了。所谓雷击烧毁家用电器的案例,多数是雷击引起电网故障,供电电压突变烧毁的。 |