2010与防雷厂家探讨开云手机版登录入口系统防雷与接地问题

eie1992 · 发表于 2010-2-6 23:13:32

“监控系统的接地与防雷接地2009思考2” 帖子，发表于 2009-3-12 07:11
原帖在：/frame.php?frameon=yes&referer=http%3A//www.reauct.com/
cnsh1315是防雷厂家，能在这里认真坦诚的探讨，十分感谢。要知道，他是第一个来这里探讨的防雷厂家，一年来，网友多次呼吁厂家来共同探讨，可惜没有响应的厂家。所以他能这么认真来探讨，不仅是我，开云手机版登录入口人都会欢迎的。因2009原贴太长，也为了便于大家关注和参与，特发此贴进行专贴探讨。我把cnsh1315在原贴里发表的帖子先引过来，以便在这里有一个比较完整的了解。

网友cnsh1315，2010-1-29 12:25 在原贴中发帖：
终于找到这个帖子了。以下跟LZ探讨几个问题
1、关于地环路：严重同意，特别对于同一个铁塔上安装了几台摄像机的情况下，一定要先找一个点，把各台摄像机及SPD的接地都接到一起，然后统一往基座的接地点上做引下线，防雷角度也是要尽量避免环路的，特别是距离较近的情况，大地可视为导体（建筑物框架形成的法拉第笼是另一个概念，在此不适用就不多说了）；
2、关于接地：基座以下的接地装置可以是多点联合接地以降低接地电阻，但一定要汇总到一点，引下线就连这个点，对摄像机等设备而言就是单点接地；
3、有避雷短针的情况：直击雷引下线也会造成二次感应，尽量避免与信号/电源线路平行，尽量拉开距离，如果用空心立杆做引下就尽量在立杆内中间位置布信号线（这个施工中或许有点难度），信号电源线外加屏蔽绝缘套管；
4、对SPD选择：有些SPD厂家为了降低成本，直接把皮线或者控制/电源双绞线的某一线当成地线，因此选用SPD的时候一定要小心，最简单的方法是用万用表量测输入/输出端口的每一线与SPD接地线的关系，如果有导通的，不能用；
5、对SPD接地线的处理：千万不要把SPD接地线跟其他线混在一起走，还是二次感应问题，走在一起就真的引雷了。
6、摄像机外壳接地：接到SPD接地端或者箱子/护罩的接地点，独立引下，尽量不要与避雷短针混合引下。
相对而言，用光纤传输、本地取电的情况比较好处理，每个摄像点可以看成独立的，如果是一个小区或者工厂用同轴线双绞线传输的，从防雷角度而言距离稍微大点也能看成是独立的，但是摄像系统或许还有抗干扰的要求，摄像机外壳接地倒真的是个隐患，如果存在LZ说的问题，那只能考虑在SPD上增加一个摄像机外壳接点，与线路、PE都做到工频隔离。这个解决方法不难，MS提出问题的人少，因此目前的三合一产品都不具备此功能。
此外，对LZ的关于接地的理解稍稍有点异议。
对于某一个局部，如果定义某个接点为接地点，那么这个局部内的设备需要接地的都应该接到这个点，通过这个点来与大地相连，而物理意义上的“接地”只能是埋入地下与土壤有接触的部分。我个人认为局部的所谓“接地点”如果用“等电位连接点”来描述或许更精准，但是现在大家都用“接地”，有时就很容易混淆。
就好比你在家打电话到美国或者其他地方，路由对你是透明的，对你而言物理接入点永远是你家电话号码前几位代表的交换机，而不是别的，所以你不会认为你家电话可以直接物理连接到任何一台交换机。

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eie1992回帖2010-1-29 18:45
SPD——在开云手机版登录入口行业是指什么产品或设备？
1.“对于同一个铁塔上安装了几台摄像机的情况下，一定要先找一个点，把各台摄像机及SPD的接地都接到一起，然后统一往基座的接地点上做引下线”；第6点“摄像机外壳接地”；
——“摄像机外壳接地”，就是前端视频信号地“接地”；铁塔上的摄像机一起接一个地，也是前端视频信号地“接地”；主机还要安全接大地；作为监控系统整体来看来看，这不就是多点接地吗？主题贴里说的就是这个问题。
2.“此外，对LZ的关于接地的理解稍稍有点异议。
对于某一个局部，如果定义某个接点为接地点，那么这个局部内的设备需要接地的都应该接到这个点，通过这个点来与大地相连，而物理意义上的“接地”只能是埋入地下与土壤有接触的部分。我个人认为局部的所谓“接地点”如果用“等电位连接点”来描述或许更精准，但是现在大家都用“接地”，有时就很容易混淆。”
——作为监控系统整体来看来看，范围很大，“等电位连接点”在哪里？所谓“某一个局部”是指系统的什么部分？
我看来看去，好像还是主张系统多点接地，是不是这样？

本贴及下面补充跟帖内容可以转载，请注明出处，但不要以自己“原创”名义发表。

[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-2-7 11:33 编辑 ]

eie1992 · 发表于 2010-2-6 23:24:37

cnsh1315跟帖2010-2-1 13:40
1、SPD：surge protective device，就是我们所说的避雷器、防雷器、电涌保护器；
2、如果把前端接地和后端接地看成一个整体，的确是多点接地，这个是技术瓶颈，目前只有“防雷”技术，没有太好的“消雷”技术，不接地是无法达成防雷效果的。
3、局部等电位：举例来说，一个摄像机+护罩的局部中，定义护罩上的某个螺钉为局部等电位点，那么摄像机的接地线、镜头的接地线（举例而已，不是说镜头就一定要接地，看设备要求）都要连到这个螺钉上，而对于整个立杆来说，摄像机+护罩的这个局部就要连到立杆上定义的等电位点，也就是某个立杆基座螺钉，那么护罩上的螺钉所连出的接地线就要接到基座的这个螺钉上。
我的意见是，局部小范围尽量避免环路，广域上的确无法避免多点接地的现象。
不是我鼓吹多点接地，而是没有更好的办法。
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eie1992回帖2010-2-5 12:26
我十分赞赏楼上观点明确、坦诚的探讨。作为防雷产品厂家，能来参与讨论，你还是第一个，谢谢你。这里我先提几个问题，供思考：
1）“不接地是无法达成防雷效果的。”——逆定理“防雷一定要接地”是不是成立？防雷设施都有一定的保护范围，被保护对象是不是也必须接地？
2）局部接地，但弱电系统还是多点接地，有没有风险和问题？
3）摄像机机壳接立杆，立杆加装避雷针和接地体，是防雷还是引雷？摄像机能否安装在避雷针铁塔和立柱上，机壳和接地线连接在一起？
4）“多点接地，这个是技术瓶颈”——为什么会有这个“瓶颈”？有没有技术出路？

eie1992 · 发表于 2010-2-6 23:26:20

我们来分析一下你下面这个观点：
【如果把前端接地和后端接地看成一个整体，的确是多点接地，这个是技术瓶颈，目前只有“防雷”技术，没有太好的“消雷”技术，不接地是无法达成防雷效果的。】
1）       开云手机版登录入口系统所说的“多点接地”，是从系统整体来说的。系统应该“单点接地”，基本已成为开云手机版登录入口工程的共识了。我的观点是：系统单点接地应该是开云手机版登录入口系统设计和施工的基本原则，单点接地点应该是主机这点接大地：一是安全操作的必须，二是泄放系统静电；
2）       “如果把前端接地和后端接地看成一个整体，的确是多点接地，这个是技术瓶颈”——多年来，许多防雷宣传一直是把“接地防雷”，教条的应用到开云手机版登录入口系统。主张在开云手机版登录入口系统中到处做接地防雷，把一个开云手机版登录入口弱电系统，做成了一个“避雷系统”，至于开云手机版登录入口系统的性能、功能，甚至于系统“死活”全然不顾。多年来这类宣传很广，影响很大，后果很严重。多点接地造成地电位环路干扰的工程实例枚不胜举，多点接地引入的地环路电压，烧毁摄像机，采集卡，抗干扰器，甚至烧毁“防雷器”的工程实例，曝光也很多；其实这里并没有什么“技术瓶颈”，如果死抱着“只有多点接地才能防雷”的观念，那这永远是解决不了的“技术瓶颈”；系统单点接地，是简单实用的工程实践经验，也是解决“技术瓶颈”的技术出路；
3）       “目前只有“防雷”技术，没有太好的“消雷”技术，不接地是无法达成防雷效果的”——这个观点表达的十分清楚了，只有了解了你的想法来源，才好和你共同进行技术分析与探讨。
1.“不接地是无法达成防雷效果的”这个观点是对的，避雷针，建筑物防避雷系统，电力防避雷系统等等，都是接地的，所以才都有防雷效果。但是不能错误的使用逆定理：不接地就不能防雷。楼内的人，各类设备也需要上面接避雷针，下面接地防雷吗？雷雨天人在室外走，是不是也需要头顶避雷针，脚上挷一个“接地线”才更安全？为什么没有这么做的呢？因为避雷系统有一个安全保护范围，在保护范围内“楼内的人，各类设备”，不用接地，照样有“防雷效果”，这是常识。开云手机版登录入口弱电系统，照样应该、也可以在避雷系统保护下安全运行。这里应该没有什么“技术瓶颈”问题。所谓“不接地是无法达成防雷效果的”这句话，应该是有条件的。
2.关于“目前只有“防雷”技术，没有太好的“消雷”技术”，我不知道你对“防雷”与“消雷”概念是如何理解的，好在这不太重要。我们都是谈具体问题，是工程实际问题。我们都知道：开云手机版登录入口系统既然是一个具体的、专业的、功能化的弱电系统，也可以用防避雷设备来保护它的安全运行。而不是把一个开云手机版登录入口弱电系统本身，做成一个防避雷系统。让一个人头顶避雷针，脚挷接地线的做法，显然是没道理的；如，室外摄像机立杆，是安装摄像机用的，你介绍的做法是：摄像机机壳接金属立杆，立杆下端做等电位接大地——我看这是引雷，说句不中听的话：这是“找死”，是要引导带电云层通过摄像机-立杆-到大地放电，可以吗？不可以！如果用避雷针来有效保护摄像机安全运行，并不需要摄像机直接“接大地避雷”。行业设计施工规范，也明确规定了“摄像机要远离避雷针”。这就是说：开云手机版登录入口弱电系统的设计施工，应该也可以在防避雷系统保护下，安全运行的。我分析，在开云手机版登录入口弱电系统中，这种强行安装避雷针和接地线的宣传和做法，给开云手机版登录入口系统的运行，人为地造成了重大安全隐患，是开云手机版登录入口系统防雷设计的严重错误。

[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-2-6 23:30 编辑 ]

eie1992 · 发表于 2010-2-6 23:34:31

关于【多点接地的“地电位环路”问题】
      摄像机A机壳接大地，主机机壳也接大地，两点距离较远，两点的地电位不相等。摄像机机壳就是“视频信号地”，主机机壳也是“视频信号地”，摄像机“视频信号地”，通过视频线屏蔽层与主机连接，这时，两点的地电位差，就加在了视频线屏蔽层两端，两个视频信号地不再相等，串进了一个交流地电位信号，主机75欧姆负载上收到的信号，是“视频信号”加“交流地电位信号”，这是两个信号。显然，“交流地电位信号”是我们不需要的干扰信号。
问题是这个“交流地电位干扰信号”有多大？是什么性质的信号？举例说：电网中一台3相380伏电机，零线接电机壳，机壳接大地。电网3相电运行平衡，零线电流为零，不会引起地电位变化。但是当电网运行不平衡时（3相负载不平衡），零线电流不为零了，零线上有了电压，零线也是从变电站变压器引过来的，这样，变压器的零线地与电机零线地之间就不等电位了。假如在这个电机接地点上，安装了一个接地摄像机，那么这点视频信号的地电位，也就同时跟着该点地电位起伏变化，而主机端接地点地电位，没有变化，于是视频线两端就产生了地电位差，并进入了视频系统；如还不太清楚，自己画一个等效电路就明白了。
      地电位是怎么变化的呢？电网运行，不平衡是绝对的，平衡是相对的，正常情况下，地电位差波动幅度应该不太大。所以干扰有时“没有”，有时有也不太大。但是，电网用电负载运行是变化的，有时开机，有时关机，都会影响到电网运行的平衡状态，引起地电位差波动，当波动较大时，由地环路引入视频系统的地电位差也会比较大，就使主机看到了“横向水波纹干扰”上下漂移，再大一点会引起图像扭曲，DVR上视频信号“丢失”；更严重的情况是：当电网发生断线，短路，缺相，或者电机发生“碰壳”故障——即线电压碰到电机壳，这时接电机壳大地点的“地电位”就会突变到几十到几百伏，这时两点视频线两端，也就引入了无法承受的“电压”，它可以瞬间烧毁摄像机，采集卡，主机设备，抗干扰器，甚至防雷器也不能幸免。实际工程情况要复杂得多，但原理一样的。
      再看室外立杆摄像机接避雷针和接大地问题：雷电来了，通过这个立杆放电，立杆点的地电位，瞬间会高的可怕，因为摄像机机壳也“可靠地接了大地”，所以视频线这一端的“视频信号地”，也跟着飙升，与远端主机的接地点之间，形成更可怕的地电位电压差，这时我们“看不到干扰了”，在我们还没有反应过来的时候，设备报销了，这就是引雷的结果。这也是多个局部的所谓“接地点”，人为制造的“地环路”，带来的重大安全隐患。
      所以我一再呼吁：多点接地是开云手机版登录入口系统重大安全隐患。

【系统单点接地怎么防雷？】
我的观点是：
1）       建筑物的防雷和避雷，建筑物电力系统的防雷和避雷，都是建筑物统一设计施工的，都有安全标准和完工验收标准。楼内入住的人员，常用设备，都可以在它们的有效保护之下安全运行，包括在他们有效保护范围之内的开云手机版登录入口系统的安全运行。所以建筑物避雷接闪问题和电力电源取电中的雷电感应浪涌问题，都应视为已达到并附和安全标准要求。开云手机版登录入口工程设计时，应该考察甲方建筑物和供电系统的防雷避雷系统的验收报告，了解有效防护范围，明确这些防雷责任在甲方；
2）       室外摄像机（包括立杆）和系统其他弱电设备，也都应在避雷（针）设施有效保护范围内工作，摄像机要和大地绝缘，摄像机应远离避雷针安装，摄像机立杆也没有必要模仿避雷针做复杂的接地体；系统主机设备机壳相连，一点接大地（安全地，泄放系统静电）；
3）       雷电，更确切说“闪电”产生的电磁脉冲，是高压窄脉冲，频谱很宽，高达几百兆以上，它会以电磁感应方式，在金属物体上产生感应电动势和感应电流。任何引线，视频线，控制线，电源线，避雷铁塔，金属立柱等，这时都变成了“接收天线”，包括防避雷设施的接地引线和装置，这时也失去了“接地意义”，也变为有效的“接收天线”。开云手机版登录入口弱电系统真正意义的防雷，应该是针对这类“电磁感应”来考虑。这类防雷技术已经比较成熟，有现成的带有防雷接口的弱电产品，有专门的弱电系统防雷器产品等可以选用。
值得注意的是，有的防雷产品，画蛇添足，增加了“接地防雷功能”，结果变成了引雷和制造地环路的产品。开云(中国)官方里曝光的“把防雷器拆掉，干扰就没有了”，“摄像机和防雷器一起烧了”的案例也不少，值得我们借鉴。
4）       用避雷（针）设施保护开云手机版登录入口系统设备运行，用弱电防雷器抑制雷电感应，用主机一点接地，泄放系统静电，并确保操作人员的安全，这就是我对“开云手机版登录入口系统防雷与接地”的理解；
2010.2.（本贴完）

[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-2-6 23:42 编辑 ]

eie1992 · 发表于 2010-2-7 10:58:56

室外摄像机立杆：
1)摄像机安装在避雷针塔架上，包括把摄像机立杆做成避雷针的一体化安装模式：带电云层通过避雷针放电，形成高压大电流，高压地电位，在地层中扩散、递减；这种情况下，摄像机外壳及视频、电源、控制线，都要与接地塔架保持高强度绝缘和屏蔽；技术难度很大，工程成本很高；

2)摄像机安装在独立的立杆上：立杆和摄像机要安装在避雷针保护范围之内，并尽可能远离避雷针。这时，立杆上端不用做避雷针，下端也不用做复杂的接地体，但摄像机外壳及视频、电源、控制线，只需要与金属立杆保持普通绝缘，屏蔽一般也不用做；

3)两种情况下，都可以选用弱电信号避雷器，或具有避雷电感应接口的传输产品；

[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-2-7 22:49 编辑 ]

eie1992 · 发表于 2010-2-7 11:27:36

了解地电位环路形成原理
1.两端接地构成地环路，地电位电压直接加在视频线屏蔽层两端，形成地环路干扰；
2.切断摄像机接地线，就切断了地环路，避免了地环路干扰。加光电隔离或改用光缆传输，也可以消除地环路干扰，但是不能消除摄像机立杆接地的“引雷”后果。
3.多点接地，是人为制造地环路，然后再添加隔离设备，自找麻烦，把简单问题复杂化了；这是人为的给视频传输增加负担和风险；所谓接地防雷和防干扰的宣传，是一种误导；

[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-2-7 11:34 编辑 ]

eie1992 · 发表于 2010-2-8 23:12:23

为什么说摄像机接地不是防雷，是引雷？
“不接地是无法达成防雷效果的”。所以室外摄像机要防雷，就必须把摄像机壳接金属立柱，立柱上面接避雷针，下面与接地体可靠连接——这是防雷吗？这能防雷吗？让我们分析一下：
【雷电的发生】
带电云层与地面静电感应的异性电荷，形成静电场，异性相吸的电场作用下，带电云层向地面运动，带电云层与地面的距离越近，电场强度越高，当电场强度高到使空气电离后，便出现快速放电现象——形成闪电和雷声。地面突出物体与带电云层距离最近，电强度也最高，也是最先、最容易发生放电的地方，常见的树木被雷劈，高楼被雷击等现象就是这样发生的；
【避雷原理】
避雷装置一般由三部分组成，即接闪器、引下线和接地体；接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。以避雷针作为接闪器的防雷电原理是：避雷针通过导线接入地下，与地面形成等电位差，利用自身的高度，使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变，开始电离并下行先导放电；避雷针在强电场作用下产生尖端放电，形成向上先导放电；两者会合形成雷电通路，云层电荷随之泻入大地，变为中型云层，提前消除了“闪电”发生，达到避雷效果。从这个意义上说，避雷针是引雷针，是消雷器，可将周围的雷电引来并提前放电，将雷电电流通过自身的接地导体传向地面，避免保护对象直接遭雷击。通俗的解释就是：避雷针的作用像雨伞为人们遮雨一样，覆盖着它一定范围内的建筑设施，一旦有雷电进入到了这个伞状的范围，雷电就会被避雷针吸引过来，再通过本体泄人大地，从而使伞状以下的建筑不被雷击。
【室外摄像机接地防雷？】
“室外摄像机要防雷，就必须把摄像机壳接金属立柱，立柱上面接避雷针，下面与接地体可靠连接”——和上面避雷针原理一样，这也是引雷。把带电云层引来并提前放电，将雷电电流通过立柱的接地导体传向地面。
注意：避雷针是以这个“引雷原理”，保护了它下面与它绝缘的建筑物和设备；而我们这种摄像机立柱“避雷针”保护什么呢？本意是保护摄像机，但却把摄像机放在了“雷电电流的放电通道” 里面，让千、万安培的电流流过摄像机，这是其一；其二，摄像机外壳通过视频线与系统主机和所有设备相连。我们都可以想象到：避雷针放电时，它欧姆级的接地电阻和千、万安培的电流，可以使避雷针体和摄像机外壳的电位，瞬间由地电位升高到千、万伏的高压。也就是说，这时视频线两端的电位差，也是这个高压，把高压通过电缆引到系统所有点上，后果还用进一步说么？？？这等于把楼顶避雷针用一根导线，连到你楼内电脑（主机）的机壳上一样吧，不怕死你就试试。
所以说，开云手机版登录入口规范规定摄像机要远离避雷针，系统接地线也要远离建筑物接地线。
前面介绍过，摄像机与避雷针一体化安装时，要使摄像机与避雷针高强度绝缘，包括雨天，恐怕难度不少吧。2010.2.8.

eie1992 · 发表于 2010-2-9 22:35:25

我十分赞成“我们一点一点来探讨”。我们先以室外空旷地的立杆摄相机为例，我对你的“防雷的基本理念”在具体工程应用上的理解是这样的：
摄像机金属立杆，“既然分不开，那就只能彻底合并，让被保护设备、防雷器、立杆。。。等等等等一切的一切尽可能保证等电位，这些设备、金属结构之间的电流才能变得最小，电位差最小，可能损害设备的能量也减到最小，大部分能量通过引下线（包括立杆）导入大地”。

这就是说：立杆上端应加装避雷针，下端应做接地体，摄像机用金属支架固定在金属立杆上。这样，摄像机和立杆就是一个等电位体了。进一步说：这时摄像机的电位就能和立杆电位，始终相等，一起变化了。这个概念我们没有理解错吧？！——再进一步说，为了保护摄像机，可以就应该把摄像机直接安装在避雷针塔柱上，并保持摄像机外壳与避雷针塔柱直接电气连接，二者始终保持等电位，摄像机也具备了防雷接地性能。
这应该是你 “防雷的基本理念” 所述的情况之一吧。请你确认或更正。

eie1992 · 发表于 2010-2-10 20:41:26

【图解你的避雷系统结构】
1）摄像机用金属支架固定在金属立杆避雷针结构上，这样，摄像机和立杆就是一个等电位体了。远端主机接大地。前端摄像机与主机有视频电缆连接。
2）当引雷放电时，放电电流主要通过接地电阻很小的“立杆避雷针”导入大地（放电电流A）；放电电流B是通过摄像机—视频电缆—主机—大地的路径，泄放雷电电流；由于这路电阻很大，电流B远远少于电流A,;
3）在摄像机输出端和主机输入端加防雷器，限制电压和电流；
4）这类结构设计客观存在着“地环路”；
与图一所示。

eie1992 · 发表于 2010-2-10 20:43:37

【图解你的避雷系统结构等效电路】
如图二所示：
1）假设主机接地点B没有接雷，地电位为零；放电电流B也为零；
2）立杆避雷针处于接雷状态，巨大的放电电流，使大地A点电位突变——相对于大地出现一个 “雷电压”；接地电阻假定为1欧姆，电流假定为10KA，这个“雷电压”会有多高？
3）雷电压直接引入视频传输通道，加在视频线两端；
4）靠两个“避雷器”来抑制“雷电压”对摄像机和主机的威胁；还要抑制平时电网故障引起的地电位环路威胁，它虽然没有雷电压高，但持续时间很长（排除电网故障时间）；

[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-2-10 20:51 编辑 ]

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