【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 2011-8-4 11:48:56

视频信号防感应雷：

专业防雷厂家指出：“防雷器的主要原理也是对地泻放！安防雷器时~做方案都会提到~做一个地！但有些人为了省钱~也没搞！”

【分析】

假定，雷电在视频线上感应出来的“雷电波”是一种视频线对地的电压。“接地泄放雷电流”的概念就是：把视频线（屏蔽层）上这个对地电压，通过视频防雷器短路接地。

a)
从“接地泄放雷电流”的效率和效果来看，直接接地方式是最好的；从响应时间和“泄放”效率来看，开关接地型防雷器就逊色多了。例如：摄像机通过金属支架，直接安装在金属立杆上，金属立杆的接地电阻和“泄放能力”，远远优于任何开关和接地导线；开关型防雷器“接地泄放雷电流”的能力，显然是无法和立杆接地相比。所以，从“接地泄放雷电流”的防雷原理来看，摄像机立杆接地取代防雷器，应该是更好，更简单，更可靠了。

b)
确实有的防雷器产品，视频信号地和接地端是短路的；另一种防雷器常态对地开路的“开关型防雷器”，“开关”不是多此一举吗？

c)
实际上，视频线上雷电感应电动势，是与大地毫无关系的交变电压，不属于对地电压，接地构不成放电回路，接地线上，同样也有雷电感应的交变电压，你还能怎么接地泄放呢？所以说“接地泄放雷电流”的防雷器，是“泄放”子虚乌有的东西，而真正的雷电感应电动势，有些放不掉。

d)接地防雷器唯一“贡献”，就是把地电位引入监控系统，造成系统安全隐患；

eie1992 · 发表于 2011-8-11 10:06:31

本帖最后由 eie1992 于 2011-8-11 10:09 编辑

回复61楼：

1、在安装独立的接闪避雷针的周边的立杆上的枪机或球机是如何做好对铁质立杆的绝缘呢？摆明的现实是一下雨任何的绝缘介质都会存在因雨水的原因的导电事实。能否介绍一个可行的立杆绝缘方案呢？

【我的解释】

1）安防施工摄像机与接地体绝缘问题，在论坛里谈的很多，多数是受到地环路干扰，或地环路伤害后，谈如何补救做绝缘的，这一类都是工程人员根据现场具体情况和条件，灵活采取措施解决的，达到绝缘目的，解决了问题，又不太难看就过了；

2）还有一类是反问我：“金属立杆，金属支架，金属摄像机壳，你说怎么绝缘呢？”——我的回答是：A.如果你认为多点接地好，不同意、不赞成“单点接地”，你就不做绝缘，直接安装使用；B.如果你认识到单点接地的重要性，为什么事先不考虑绝缘设计？C.即使我回答不了这个绝缘方法，也不等于多点接地没有安全隐患，更不等于众多工程人员解决不了这个问题；学电的，做监控工程的，不懂得，也做不了绝缘，岂非咄咄怪事。

3）我告诉大家“应该做绝缘”，这类绝缘在理论上实践上都不是什么技术难题，具体怎么做我就不好干预了。

2、通常用立杆的环境是因为户外，而且有很多工程的线路长度是超过了一般的允许视频传送距离的（例如是75-5同轴一般铜质的300-500米）时候，3 }# K" T$ \" o" ^7 ~必须把220V的交流电的供电线与监控线缆分管埋地敷设的，这个时候一般是在立杆上做一个防水铁箱用来做交流220V转直流12V的供电的，这个安设的从埋地管道往防水箱的上敷线管有没必要做分管敷设呢？分管敷设和不分管敷设的区别在防雷上是有什么区别了呢？

从线缆安全和防干扰考虑，220V和视频、控制线缆应该分管敷设；
3、从埋地管道往立杆上做上敷线管的选材是钢质的还是PVC的管呢？

PVC不如钢质，钢质不如铁质管；
4、因为采了单点防雷的方式，不再把多余的雷人设备引入了安防工程中，但有一个不可忽视的地方真的不知怎描述：就是作为往立杆上的枪机或球机供电的220V交流供电线路，一般是从监控机房里送出的。

问题是当供电给监控机房的供电变压器受到雷击时（例如是一个厂所有的机电设备都共用一个变压器），这个防雷该有怎么样的解决方案来处理呢？$

这个问题在甲方建筑物验收时，供电系统防雷也同时解决和验收了，安防工程属于甲方安全用电。供电系统防雷不是安防工程的责任；
5、当采用了单点防雷的方式对于在一个大型的工厂或者是旅游区里，有N个供电变压器分布式的遍布一定的范围里的时候如何避免因为变压器的中性接地以及电网防雷线的接地点造成的地电压返送入监控机房呢？因为不是单一的变压器所以在监控机房的接地点内会因为这N个高压变压器的共存必然存在了不同的地电压了，这……怎么办了呢？

监控系统安全设计“单点接地”原则，是解决这类地电位入侵的最简单、最可靠的方式——切断所有可能的地环路。

【重要提示】监控系统的单相220V供电，一定要与供电系统的零线接地隔离开，特别是主机以外的与远端设备，使用的220V电压，“零-地”线与设备是隔离的，即没有零线-火线之分。使用室外设备防雨箱，如果交流220V电压的“零-地”线与金属防雨箱机壳短接，那里面安装的监控设备机壳也就接了“零-地”线了，造成安全隐患；

eie1992 · 发表于 2011-8-12 09:11:16

本帖最后由 eie1992 于 2011-8-13 08:46 编辑

【解释】

1）凡是有电网的地方，就有“电网地电位”存在。

2）“电网地电位”来源于电网各类中性点接地：当高压变压器和高压用设备发生故障时，设备接地点就会出现高电位；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”；“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；

*专业防雷所犯基本错误，是对电网地电位没有认识，或认识错误，造成引来地电位，也毁于地电位；

*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；

3）监控工程如远端摄像机就地取电，220V零线如果是接大地的：A)摄像机或解码器电源输出与输入端没有隔离，就会把电网接地点（的地电位）引入监控系统；B)如果摄像机安装在金属立杆上，钢结构塔架上等接地金属体上，也就间接把电网地电位引入监控系统；

【安防工程接地设计】

俗话说“你有千条妙计，我有一定之规”，用到我们监控工程的接地设计，就是“工程千变万化，我有单点接地”；

监控工程的接地在实施中，经常发生“不经意接了大地”，说：“我的摄像机没接地啊”，问他安装在什么上面？“安装在立杆上啊！”；

220V电压“零-地”线问题，比较隐蔽，也不太引人注意。

eie1992 · 发表于 2011-8-19 20:09:20

对一个网友咨询的回复：

EIE1992您好：

我是千*论坛的years80,关于监控室外机的防雷特此请教您。

我看到你们在论坛里争论室外球机立杆的防雷方面的问题好像一直很热烈，我比较同意有人说单独设立避雷针，在几米的范围内能够起到保护，但是那样成本太高，很少这样做。

在我参与的工程中，我是这样来理解直击雷破坏的：

1、室外机到后端不管是硬盘录像机还是NVR还是存储设备，都是通过光缆连接，我记得光缆是不具有导电性的对吧，那么室外的球机我可否不做直击雷避雷针保护呢？因为高电势通过传输线过不来到控制端。

2、一般小区花园内、学校操场等开阔地带都属于在建筑物防雷范围内吧？所以我觉得直击雷的防护好像并不那么突出。

不知道我这么做是否合理？还望您赐教。

…………………………………………

1)
防直击雷，用避雷针没有异议。问题是如何设立避雷针，监控系统防直击雷，“专业防雷”提出了一种天才设计：把摄像机立杆直接做成避雷针，“方便，节省”，所以这类设计在我国应用很广。和什么比较？与在立杆旁几米外设立一个独立避雷针比较要“方便，节省”；但是，必须有一个前提：安全、有效、可靠；那么这种“方便，节省”的办法如何呢？“摄像机立杆直接做成避雷针”，可以把雷电反击电压直接引入安防系统，只要一次接闪，监控设备必毁无疑；还可以把地电位引入监控系统，不打雷不下雨，地环路不仅引入干扰，也可以瞬间烧毁监控设备，包括烧毁避雷器。违背了“安全、有效、可靠”前提条件，这种“方便，节省”的设计还有什么意义呢？

2)
“室外机到后端不管是硬盘录像机还是NVR还是存储设备，都是通过光缆连接”——不都是，监控系统宏观统计，只有少数通过光缆传输；“我记得光缆是不具有导电性的对吧，那么室外的球机我可否不做直击雷避雷针保护呢？因为高电势通过传输线过不来到控制端。”不要忘了还有前端的光发射机，还有电源线，直接与室外摄像机连接。雷电反击电压照样可以摧毁设备；

3)
“一般小区花园内、学校操场等开阔地带都属于在建筑物防雷范围内吧？所以我觉得直击雷的防护好像并不那么突出。”——这要具体问题具体分析，要做累计概率法计算和分析，不能笼统说需要还是不需要。

eie1992 · 发表于 2011-8-26 20:36:10

本帖最后由 eie1992 于 2011-10-1 07:39 编辑

一）电源集中从机房供应，至现场电箱220V/12v，供应I/o模块及红外对射；还有此220V跳至分电箱供红外电源，；电箱有做接地；

【注意】

1）机房的220VAC供电，来源于哪里？安防监控室所在建筑物及其供电系统防雷是必须是已经通过正规验收。但是， 220VAC零线是否接了大地？这个220VAC零线接大地与安防主机单点接地应该是同一个；

2）安防系统集中供电的220VAC，最好与大地隔离，如用变压器初次级隔离，这个220VAC不分零线火线；用UPS要测试220VAC两个输出端与输入端是隔离的；

3）现场电箱有接地，但要注意：220VAC任何一端都和金属电箱绝缘；

二）公司监控球机，室外十几只分布较广，线路敷设同上，金属立杆挂电箱，电源集中从机房供应，至现场电箱220V/12v，室外视频线为同轴电缆加抗干扰器，较远建筑为光纤传输；控制线为室内室外有部分共用码转换器；

【注意】这里问题很多

1）摄像机与金属立杆（接地点）是否做了高强度绝缘？摄像机外壳不能接大地。

2）金属立杆挂电箱，电源集中从机房供应，至现场电箱220V/12v，室外视频线为同轴电缆加抗干扰器——12V电源负极，与摄像机外壳是等电位，电箱接地了，在这里也要确保12V电源负极与摄像机外壳，与电箱绝缘。包括抗干扰器同轴信号地（BNC外壳）也要与电箱绝缘。估计在这里接地的可能很大，这是监控工程最常犯的“不经意接地”错误。

3）检查方法很简单：A.测量摄像机BNC外壳与接地的“电箱”，是否绝缘？B.与主机有电气连接关系的系统部分，只能主机一点接大地；

4）“较远建筑为光纤传输”——由于光缆隔离了前后端电气连接，前端光发射机机壳应该接地，与它连接的摄像机都要和大地绝缘；

三）公司不同建筑门禁几十套分布较广，线路敷设同上，门禁控制箱墙壁安装，电源集中从机房供应，至现场电箱220V/12v，通讯线及电源线是通过弱电井后金属管入箱；

【注意】

1）电源部分注意问题和上面一样；

2）“通讯线及电源线是通过弱电井后金属管入箱”——金属管（屏蔽用）可以一端或两端都接地，但是要确保与通信线和电源线的绝对绝缘。

四）现在有个问题较困扰，由于之前施工及设计不太规范，这三部分电源有混接，一打雷的时候室外部分线路开关就会跳脱（机房是安装漏电开关，是否可以更换为断路器？更换断路器后是不是开关不够灵敏，设备容易损坏？），导致三道防线部分都失去作用，雷电严重时室外像机，抗干扰器，I/O模块会损坏；

【注意】如果上面说的系统集中供电符合要求，那问题就不在于“电源混接”；估计是原有系统多点接地的 “地电位环路”造成的；

五）领导叫着要做防雷，针对以上问题找了防雷公司来出过方案，感觉不太靠谱，电源上加防雷器，到处打地桩，加通讯信号，控制防雷器；

【注意】

1）问题不是雷电造成的，雷电伤害就不是跳闸了，设备会先烧掉。估计你们设计上对“地电位环路”，对“单点接地”的安全设计原则，还重视不够，特别是受“专业防雷”误导宣传影响，以为接地可以防雷，把地电位引入了安防系统。雷雨天，电网地电位会剧烈变化，误以为是“雷电伤害”；

2）加防雷器，到处打地桩——这是“专业防雷”的骗钱伎俩，恰恰就是这些防雷器的接地，给安防系统制造了重大安全隐患——制造地电位环路，风雷器和设备都可以烧毁，“专业防雷”对地电位没有认识。他们的“防雷”是，把地电位浪涌引入监控系统，再教你安装浪涌保护器（防雷器）来抑制浪涌。哪知道雷没防住，连防雷器也一起烧毁了；

接地防雷器不能用于安防系统。

六）压差传感器（用PV软管在风管上取样至传感器），传感器多安装在排风管一些金属支架上（排风管有安装避雷针）；在打雷（不是直击雷）情况在室外这些传感器会出现故障，很头疼，是否有好的解决办法？

【注意】压差传感器系统，同样会受多点接地影响，和上面分析一样。

【要点】可能你会觉得很复杂，其实抓住一条：系统单点接地，这是弱电系统安全设计第一原则，也是防雷、防干扰必须遵循的客观规律；当然现场检查要仔细也很麻烦。不过这些麻烦是设计时不懂单点接地，有意无意自己制造的麻烦，吃一堑长一智嘛。

eie1992 · 发表于 2011-9-9 21:55:17

对一个防雷接地特例的回复，供参考：

网友：

一区域围墙周界
每隔50-100米立杆,安装枪机2-3个对照.电源统一取自监控室.全长大概2000米.每个摄像机前端都接一个2合一的 12V防雷保护器.每个杆上的设备箱里都放置光端机+空开+插座.每个摄像机一个单独的12V2A电源

那么从监控室直接取一根3X?的线供220V到每个杆.前端的接地接在来的3芯线的接地线上行吗?要是跑220V那么跑2000米
得用多粗的铠装电缆呢?

我的回复：

可能有安全隐患——来自电源和接地问题上。
参考意见：
1)集中供电的电源220VAC,应该与电网的接地线隔离，这个220VAC没有火线和地线之分，属于平衡传输；
2）摄像机端的12V2A电源，变压器隔离的线性电源或光隔离的开关电源都可以；
3）“每个杆上的设备箱里都放置光端机+空开+插座”，空开没用了。220VAC电源插座用两线的，无接地端；光端机外壳与金属设备箱立杆等电位接地，金属立杆本身就是接地的，不用专做接地网，不用追求太低的接地电阻。这种情况摄像机和立杆不用绝缘，距离很近都是一个等电位体；上一条说的如果做不好，就会通过电网地线，构成整个区域系统多点接地，光纤的电气隔离作用就没有了，形成系统安全隐患。这里光端机必须是和摄像机一对一的单路系统，多路光端机就不能这样了。
4）每个摄像机前端都接一个2合一的 12V防雷保护器——这就是画蛇添足了，没用。因为摄像机线缆就是立杆这么长，摄像机和立杆又是等电位接地，二合一防雷保护“接地泄放雷电流”的作用，已经被立杆短路了，防雷保护毫无用处，反而影响传输性能。
5）“要是跑220V那么跑2000米得用多粗的铠装电缆呢?”——学过欧姆定律吧，自己算算；

eie1992 · 发表于 2011-9-10 12:52:42

kenvs1943 发表于 2011-9-10 08:47 - \* m1 X% ]4 R; M, ^
那里就要接地，哪里安装防雷器，防雷器就要做接地——而且要做“专业接地”， ...

要专业接地，就是接地电阻很小，那么：
1）多点接地引来的地电位环路电压，大于放电管的触发电压后，会有什么结果呢？
把地电位引到视频线上，先烧毁摄像机和采集卡，然后防雷器的放电管由于持续放电而烧毁；
2）视频线上的雷电感应电动势与大地有什么关系，接地能把他泄放掉？接地线上同样也会接收到雷电感应电动势，你又往哪里泄放呢？
希望你能做出解释，不要隐居不来了。

eie1992 · 发表于 2011-9-10 19:10:29

那里就要接地，哪里安装防雷器，防雷器就要做接地——而且要做“专业接地”
是不想解释，还是不能解释，
$ L8 @) F) t- |$ P, x我的观点很明确：接地防雷器不能在安防系统中使用。

eie1992 · 发表于 2011-10-1 07:50:09

ljy688 发表于 2011-9-15 14:02 H- Y$ P0 {1 A9 `1 R( [: w8 l: P1 x
这一段时间在外面四处转，看了不少的文章，有一个很是不解的：移动公司的发射天线在一些大的楼层上安装的地 ...

“移动”基站，都由防直击雷的避雷针保护，所以不会被雷击。
基站和通信“主机”之间不会有“电气连接”，多是采用光缆或无线微波，隔离了电气连接，不会形成通信系统的“地电位环路”；
倒是供电系统需要考虑好直击雷反击，那是供电防雷问题，我没有具体研究。

Composure · 发表于 2013-7-16 21:26:21

看了您的文章受益匪浅啊刚刚还在淘宝看2合1呢
单位用的是网络摄像机录像机是大华的NVR 前几天打雷烧了几个（发回叫卖家修时才知道）
我刚刚画了个简图您帮忙看下需要怎么搞才能不被雷击

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