【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 2011-7-20 23:09:44

回复楼上：

简单问题复杂化了！

“场地有3路球机（带云台），各自有三根独立的避雷杆，作用范围有效。”

“球机装在金属立柱上，立柱基座接扁钢接地，球机与立柱有绝缘垫圈。立柱下方内装有3合1防雷器。”

“一开始没有装避雷器这样，装了后还这样，防雷器好像没有作用。”

1）独立避雷针，和球机立杆相对距离？接地关系如何？

2）球机与立柱有绝缘垫圈，下雨时会不会破坏绝缘？

3）室外立柱下方内装有3合1防雷器，一定有个接地吧！？

……………………………………………………………………..

很大可能是地电位环路做的孽。防雷器接地，在地电位作用下，就会触发接地，等于把绝缘垫短路了；

我的建议：

1）拆掉所有防雷器及其接地线；

2）确定避雷针和球机立杆没有任何连接关系，地线也不要连接；

3）立柱基座接扁钢接地——把接地扁钢也去掉，加大立杆接地电阻，减弱立杆跨步电压的影响；

4）摄像机与立杆绝缘要绝对可靠，最好用塑料绝缘支架，并有防雨措施；

5）“监控室有个监控机柜，监控设备金属外壳均没有接机柜外壳，机柜外壳接地”—— 把监控设备金属外壳与机柜外壳一起接地，做到系统只有这一点接大地。

eie1992 · 发表于 2011-7-21 13:10:28

本帖最后由 eie1992 于 2011-7-21 13:11 编辑

防雷不是高科技，更不是什么高深理论。“专业防雷”在安防系统中犯的错误，都是低级错误，最基本的欧姆定律就能判断的错误；
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eie1992 · 发表于 2011-7-23 09:55:48

lihao-0119
提出了很好、很重要的问题：

1)独立避雷针，和球机立杆相对距离？接地关系如何？

立杆高度定下后，避雷针越高，立杆距离可以越远。原则是立杆既要在避雷针有效保护范围内，又要尽可能远离；根据现场条件灵活掌握。离得越远，跨步电压越低，雷电反击电压伤害越小；

独立避雷针接地一定要做好。球机立杆不需要做接地，立杆要远离避雷针接地网，只考虑机械强度就够了。摄像机与大地要绝缘，立杆不接地、塑料支架、木头水泥立杆等都是提高绝缘的措施；

2）“室外立柱下方内装有3合1防雷器，接地端PE是电源220V的安全地，防雷器的外壳与各端子都不通。”——这里要特别注意了！！！

1.三合一防雷器的接地端，如果和电网的接地端PE是电源220V的安全地是同一个，当电网故障和电网不平衡时，那就是“直接把电网地电位和电网浪涌，引入了这里”；

安防系统用的220VAC,应该与电网“隔离”，包括变压器隔离或开关电源光隔离；不能把电网220V的安全地PE，引入系统；

2.“防雷器的外壳与各端子都不通”，应该是防雷器的接地点，与各端子都不通，常态下是开路。它们之间接有“开关型”或“限压型”放电元件，“专业防雷”设计说，当雷电压到来时，触发放电元件导通，向大地“泄放雷电流”。看来有道理，但是道理也到此为止了。——当发生地电位突变时，地电位同样会触发放电元件导通，这时防雷器的各端子上都加上了地电位电压，就把地电位导入监控系统，直接威胁设备安全——制造了系统“瞬态多点接地”；

由于地电位持续时间要远远大于雷电压脉冲，放电元件持续放电被烧毁，烧短路或烧开路失效，这就是为什么不打雷烧毁防雷器和监控设备的原因。

安防系统采用接地防雷器，同样带来了重大安全隐患；

3.“我的监控室墙跟有一圈扁铜，是接地用的，好像跟房子的避雷针是通的。请问，监控室的设备安全地与机柜地是通的，与监控室避雷针的扁铁是否应该通？”

如果你的监控系统是主机一点“单点接地”，这个地接在那里就随哪个地“浮动”，监控室的设备安全地只接机柜，就随机柜浮动；机柜再接避雷针的扁铁，就一起随它浮动；好像都可以；

但是注意，如果系统存在多点接地，包括多处应用了接地防雷器，那机房地电位的浮动，同样会触发防雷器“动作接地”，把地电位差引入了监控系统；

所以我说这帮“专业防雷”，对安防系统是100%的“专业外行”。

eie1992 · 发表于 2011-7-25 09:44:05

本帖最后由 eie1992 于 2011-7-25 09:54 编辑

介绍一个典型的“雷人设计”，检查一下您能看出哪些要害问题？

“专业防雷”：哪个不是不是这样宣传的？那个对这样的宣传提出过异议？

http://www.asmag.com.cn/apply/ap-29309.shtml
来自【安防知识网】

{摘要：防雷工作的最终效果取决于接地。无论是防直击雷的避雷针还是防感应雷的三合一防雷器，防雷设备的接地一定要可靠，同时接地电阻小于4欧姆。防雷的根本在于雷电发生时，防雷设备把雷电流迅速导向大地，如果不接地或者接地电阻过大，防雷效果将大打折扣，甚至完全不起作用。}

如何做前端设备的防雷

关键词：前端设备　防雷　

【安防知识网】了解了雷害的种类和原理后，就可以采取针对性的措施来保护前端设备。

　　直击雷防护

　　在讲述直击雷造成伤害的原理时，其实已经提到了如何防护直击雷，简单的说，就是用比较高的物体优先引导雷云放电，从而保护周围的设备。防护直击雷的设备都很熟悉，就是接闪器，最常见的接闪器是避雷针。避雷针确切的说是引雷针，它把雷电引到自身而避免雷电流流过需要保护的设备，从而实现保护。监控前端设备，比如摄像机，尤其是野外置于立杆顶部的摄像机，都应该置于接闪器保护范围之内，对于已经处于其它接闪器或建筑物接闪器的保护范围之内的摄像机，可以不用另加接闪器，但对于未处于其它接闪器保护范围之内的前端设备，均应考虑安装接闪器即避雷针。一般来说，对于前端设备，不会另外设置独立的避雷针，而是把避雷针做在摄像机的立杆之上，引下线可以用直径8cm的圆钢，也可以利用立杆本身，避雷针的防护原理如图1。

图1:用避雷针对摄像机的防护

由图1可以看出，如果立杆上安装了避雷针，雷电就会直接通过避雷针流过立杆倾泻入大地，而不会通过摄像机，显然，电流会走阻抗较小的路径，如果避雷针加立杆的接地电阻足够的小，那么电流的绝大多数都将流过避雷针和立杆，而只有极小的部分会流过摄像机，如果摄像机加立杆的阻抗远大于避雷针加立杆的阻抗，那么流过摄像机的电流就可以忽略不计(图2是实际施工中的照片)。

图2 野外摄像机的防雷

　　需要注意的是，沿杆子引上的视频线和电源线要穿金属管敷设，金属管应可靠接地，这主要是为了防止立杆引导雷电流时对设备的视频造成电磁干扰。而对于传输部分来说，传输线缆尽可能的不要架空敷设，最好是穿金属管埋地敷设，金属管两端要可靠接地。

感应雷防护

　　感应雷发生的概率最大，所以也是防雷工作中的重点。前文说过，感应雷主要是由于雷云在传输线路上感应出大量静电电荷，一旦雷云放电，感应电荷失去束缚，沿着传输线路向两边传递，便会造成传输线路两端设备的损坏。

　　在实际工程中，对感应雷的防护主要借助电源视频数据三合一防雷器来完成。对于一个可控前端比如一体化快球来说，球机里会引出3种线缆，分别是电源线，视频线和控制线。如果球机安装在室外，那么这3种线缆上都有可能成为感应雷的发生源头，这3种线缆的另一段一般就是球机立杆附近地面箱中的光端机，所以一旦出现感应雷，线缆两端的设备即球机和光端机都有可能损坏。

　　在探讨这个问题之前，先以视频防雷器为例了解一下防雷器的工作原理。视频信号的防雷概念比较简单，但是由于实际操作中的疏忽，不但不能起到防雷的效果，还会导致防雷器本身的损坏。目前市场上大部分的信号防雷器分为两级：第一级是粗保护，一般采用气体放电管作为保护器件;第二级是细保护，一般采用TVS二极管作为保护器件(如图3)。

图3视频防雷器的连接问题

　　既然分前后两级，那么防雷器必然分进出端，TVS的流通能力非常有限，一旦把防雷器前后级接反，如果浪涌电压过来，TVS二极管极易被击穿，造成防雷器的损坏。对于信号和电源防雷器是同样的道理，有一点非常重要，防雷器如非特殊说明，一定是分进出端口的，进口一般标示“IN”，而出口一般标示“OUT”，IN 端也叫浪涌端或远端，OUT端也叫保护端或近端。顾名思义，IN端一定用来接容易引入雷电过电压的那一端，而OUT端则接需要保护的设备一端。简而言之，需要保护哪端，OUT端就接哪端。

　　目前单独的信号、视频或者电源的防雷器并不多见，生产厂商为了简化设备种类和方便实际使用，制造的多是视频控制电源三合一的防雷器(如图4所示，请注意设备两端的IN和OUT标识)。

图4 三合一的视频监控防雷器

eie1992 · 发表于 2011-7-25 09:57:47

如果监控前端是由一个一体化球机和一个光端机的发射机构成，那么如何正确的做防雷才能实现最好的防护效果呢(如图5所示)?

图5为正确使用三合一防雷器的示意图

在线路中一共使用了2个三合一防雷器，2个防雷器的OUT端口分别接向球机和光端机，而IN端则接向两者之间的线路。在这个系统中，球机和光端机之间的线缆无疑在雷电发生时将成为感应电荷积累的场所，一旦雷云放电，这些电荷必将脱离雷云的束缚向电缆2端迅速倾泻，如果没有防雷器，球机和光端机都将受到损坏。如今使用了2个防雷器，并正确安装，就有效地保护了线缆2端的设备。

　　在不少现场，在球机和光端机之间只安装了一个防雷器，如果这样安装，一旦打雷，必然有一端的设备会很容易受到感应雷的冲击，这点应引起重视。还有一点要特别注意，防雷器的接地端一定要就近可靠接地，接地电阻不应大于4欧姆。

　　上述防雷做法在实际操作中还有一些细节问题值得注意：首先，防雷器的OUT端口应该离被保护的设备多远?一般说来，防雷器要尽量靠近被保护设备，被保护设备至防雷器的连接线缆不得大于10米，如果超过10米，应酌情考虑增加避雷器;然后，防雷器的接地线的长度问题。防雷器的接地线应就近和接地体可靠连接，接地线长度尽量不超过0.5米，使接地电阻尽可能降到最小。

　　最后需要特别强调的是，防雷工作的最终效果取决于接地。无论是防直击雷的避雷针还是防感应雷的三合一防雷器，防雷设备的接地一定要可靠，同时接地电阻小于4欧姆。防雷的根本在于雷电发生时，防雷设备把雷电流迅速导向大地，如果不接地或者接地电阻过大，防雷效果将大打折扣，甚至完全不起作用。

eie1992 · 发表于 2011-7-27 09:26:05

本帖最后由 eie1992 于 2011-7-28 08:14 编辑

许多朋友反映说：你对安防防雷的分析有道理，但是面对甲方要求那样做防雷，面对当地有些部门那样的指示，面对从事多年“专业防雷专家”的那样的意见，我们还是没有办法，无言以对；这里归纳出以下质疑要点，希望能有帮助。

安防防雷“三大质疑点”：

1）对摄像机“立杆避雷针化”的质疑核心点：

1.摄像机通过视频线，电源线，控制线与主机连接，主机为零电位，立杆避雷针接闪时的雷电反击电压高达几十到几百万伏，系统的安全怎么保证？

2.摄像机通过立杆接大地，系统多点接地，引入地电位，如何防范“地电位环路”对系统的伤害？

3.“有三合一防雷器保护”，面对高达几百万伏雷电反击电压，防雷器是怎么保证自身不会被烧毁的？

4.高达几百万伏雷电反击电压，闪击距离高达半米到1米以上，立杆摄像机与外界的所有连接线缆和设备，怎么安装连接？

2）对安防系统应用的“接地防雷器”质疑核心点：

系统线缆多处防雷，多处防雷器都接地，地电位波动幅度高达几十伏、几百伏以上：

1.如何保证防雷器不被地电位环路触发和烧毁？

2.系统线缆上的雷电感应电动势，与大地到底有什么关系？为什么接地能够泄放掉？接地线上的雷电感应电动势怎么办？

3）做安防防雷，你是否知道安防系统的单点接地原则？

eie1992 · 发表于 2011-7-28 08:18:26

本帖最后由 eie1992 于 2011-7-28 08:22 编辑

安防防雷“三大质疑点”实质是“三大技术漏洞”。" h$ G' g2 b) W
任何一的技术漏洞，都会造成安防系统自身瘫痪。
/ V) p% p; @, z5 l+ d% a“专业防雷”能不能对自己的设计做出合理解释？能否做出个合理交代？* u# I ]3 n/ @ l1 ]: c E
安防工程设计，是否知道、认识和规避了这些技术漏洞？

eie1992 · 发表于 2011-7-30 21:19:22

安防2012 发表于 2011-7-28 16:42 - D0 n9 _. l, {/ M* ^
不是太懂！

哪里看不明白，可以爽快的提出来。

eie1992 · 发表于 2011-8-1 08:51:58

本帖最后由 eie1992 于 2011-8-1 08:53 编辑

转来对一个网友的回复：

“典型的视频线传输系统，主机接地，如果用了接地防雷器，问题和上面一样” 那如果在典型的视频线传输系统中，如果主机做了接地，那就不能使用接地防雷器了吗？那如何防感应雷？现在市场上一般的防感应雷都是带接地端的。难道它们就完全是多余的，派不上用场！

………………………

1）“如果主机做了接地，那就不能使用接地防雷器了吗？”

如果你对采用接地防雷器会给监控系统带来重大安全隐患的分析还没弄明白？希望你能重视并把这个问题彻底弄明白。真正明白了接地防雷器造成隐患的原理，即使白送给你，你也不会用了；

2）不是“如果主机做了接地，那就不能使用接地防雷器了吗？”而是因为“专业防雷们”教我们把每根视频线（双绞线），控制线，电源线两端都要安装他们的接地防雷器，并做好每个接地点的接地电阻要低于4~10欧姆。这就造成了监控系统大量的多点接地，形成众多的“地电位环路”，至今还没见过哪个“专业防雷们”出来，对地电位环路触发防雷器动作，烧毁防雷器和监控设备，做出解释。

3）安防系统安全和抗干扰设计基本原则是系统“单点接地”，是“专业防雷们”在安防行业推销“防雷必须接地，不接地就不能防雷”的，把“防雷接地和接地防雷”当做安防防雷的流行语宣传。

4）“现在市场上一般的防感应雷都是带接地端的。难道它们就完全是多余的，派不上用场！”——如果有人愿意在监控系统中使用，没人阻挡；明白人不用这类防雷器，也理所当然。

eie1992 · 发表于 2011-8-1 10:35:53

本帖最后由 eie1992 于 2011-8-1 10:36 编辑

监控系统防雷，能不能用接地防雷器？

以视频线防雷器为例：接地防雷器，通过“开关元件”把线缆上的“雷电过电压”泄放到大地；“开关元件”可以是：气体放电管，单向TVS和双向TVS限压型放电管或压敏电阻，基本是一种元件，也有采用粗细两种防雷开关元件的；

假定“开关元件”触发动作电压都是15V,电网地电位Ud波动幅度:0~几十伏到几百伏以上,大多是交流电压（双向）；

1）如原理图：电网地电位Ud电压幅度超过15V后，会触发开关动作，开管道通，把地电位引入监控系统；

2）雷电感应脉冲是按照微秒级设计的，平均功率不大，而电网地电位是“秒级”以上的不可预测持续时间，平均功率很大。足以烧毁防雷器、摄像机、采集卡、485编解码器、电源等设备，造成安防系统硬瘫痪；

3）实际这类防雷设计，线缆两端都接有“接地防雷器”，构成安全隐患原理是一样的；

4）“防雷器”都是防感应雷用的，线缆上的雷电感应电动势（高频交变电压）与大地毫无关系，接地不仅泄放不掉，接地线上又会形成另一个雷电感应电动势，又怎么接地泄放呢？所以真正的雷电感应电动势原理上就不能泄放。

5）对雷电感应的错误认识和盲目在监控系统中使用接地浪涌保护器（防雷器），已应用多年。而揭开“专业防雷”错误设计秘密的，也就是地环路，地电位；由于对地电位没有正确认识，错误接地引入的地电位，不仅使监控系统地环路干扰发生概率大增，而且不下雨不打雷烧毁防雷器，烧毁监控设备的实践案例屡屡发生，就是这类低级错误造成的，也就是从这种反常现象入手，经过几年的研究、模拟和实验，才解开了防雷器接地的奥秘；

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