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1.探討防雷器防護(hù)雷擊效果
攝像機(jī)立桿避雷針化設(shè)計(jì),安防行業(yè)許多工程的防直擊雷就是照此設(shè)計(jì)的,一個(gè)多次被雷劈了的案例就是這么做的。然而這種看似可以很好的防雷設(shè)計(jì)在不少工程中運(yùn)用中并不防雷,不僅造成了設(shè)備的損害,甚至還影響到工程的整體質(zhì)量。 防雷檢測(cè)重慶防雷公司防雷施工
許多“專業(yè)防雷廠家”介紹,要在立桿避雷針攝像機(jī)端和主機(jī)視頻輸入點(diǎn)安裝他們的“防雷器”或浪涌保護(hù)器。這有用嗎?曝光的案例是:連防雷器一起被燒毀。這種“專業(yè)防雷廠家”視頻通道的防雷設(shè)計(jì)有幾個(gè)疑點(diǎn)值得關(guān)注。防雷檢測(cè)重慶防雷公司防雷施工
1)先看前端串接在攝像機(jī)輸出端的視頻信號(hào)防雷器:防雷器上端接視頻線的輸入輸出,另有一個(gè)接地點(diǎn)常態(tài)下與視頻線開(kāi)路(有的產(chǎn)品做成了常態(tài)短路),高壓時(shí)內(nèi)部元件將視頻線短路接地泄放雷電流。
這里應(yīng)該注意到:攝像機(jī)立桿接閃時(shí),視頻信號(hào)防雷器放電通道是:“避雷針體—攝像機(jī)—視頻短線—防雷器內(nèi)部放電元件短路—接地點(diǎn)—接地網(wǎng)”;接閃時(shí),避雷針體與防雷器這兩個(gè)“雷電流放電通道”是并聯(lián)向地網(wǎng)放電的。
2)立桿避雷針接閃時(shí),巨大的放電電流在避雷針體上形成巨大的“雷電反擊電壓”;視頻信號(hào)防雷器的上端也同樣加有這個(gè)“雷電反擊電壓”。如果這個(gè)防雷器能夠把40萬(wàn)伏以上的“雷電壓”,削減到十幾伏、幾伏以下,那么這個(gè)防雷器泄放雷電流的能力必需大大超過(guò)避雷針,使雷電流“主要通過(guò)防雷器泄放”,而不是主要通過(guò)避雷針泄放。很難想象,“防雷器用≥2.5mm2的絕緣多股銅芯黃綠色軟線直接與地網(wǎng)連接”,它的放電能力能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)金屬立桿?顯然不可能,后果只能是“引雷自毀”。
3)“專業(yè)防雷廠家”介紹的防雷器都是防感應(yīng)雷的,沒(méi)有介紹可以有效防“雷電反擊電壓”而又不被燒毀的。但是他們積極推出的“安防防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)”卻敢于這么應(yīng)用,說(shuō)明這類設(shè)計(jì)缺乏起碼的安防系統(tǒng)概念。如果真有這么厲害的防雷器,那避雷針就可以不用了。
4)把“雷電反擊電壓”直接引入安防系統(tǒng),到底是防雷還是引雷?對(duì)這個(gè)問(wèn)題,2年多來(lái)的安防論壇追蹤,沒(méi)有一個(gè)“專業(yè)防雷廠家”能作出正面解釋,他們一律采取回避態(tài)度。到目前為止,只見(jiàn)過(guò)一些“專業(yè)防雷廠家”,積極倡導(dǎo)安防工程這樣設(shè)計(jì)和應(yīng)用,沒(méi)有見(jiàn)過(guò)哪個(gè)專業(yè)廠家的防雷器(浪涌保護(hù)器)產(chǎn)品敢于宣傳“泄放雷電流的能力可以超過(guò)避雷針”,可以安全的限制“雷電反擊電壓”。
安全隱患一:把“雷電反擊電壓”直接引入安防系統(tǒng)
攝像機(jī)立桿避雷針化,就是指立桿按照避雷針設(shè)計(jì),并強(qiáng)調(diào)攝像機(jī)外殼必須與金屬立桿等電位連接。我們來(lái)分析防直擊雷的“攝像機(jī)立桿避雷針化”,對(duì)安防系統(tǒng)的影響。
這里的要害問(wèn)題是:攝像機(jī)是安防系統(tǒng)的有機(jī)組成部分,與主機(jī)和全系統(tǒng)有著緊密的電氣連接關(guān)系,“攝像機(jī)立桿避雷針化”后,避雷針也就“正式”成了安防系統(tǒng)的有機(jī)組成部分,避雷針也與主機(jī)和全系統(tǒng)有著緊密的電氣連接關(guān)系。這是安防工程的現(xiàn)實(shí),也是“專業(yè)防雷廠家”有意無(wú)意回避或忽略的問(wèn)題。
1)當(dāng)立桿避雷針處于接閃狀態(tài)時(shí),巨大的放電電流使大地a點(diǎn)的避雷針呈現(xiàn)出暫態(tài)高電位——也就是避雷針的“雷電反擊電壓”,這里我們簡(jiǎn)稱“雷電壓”。
2)這類立桿避雷針的接地電阻,根據(jù)地質(zhì)條件的不同一般規(guī)定為4歐姆、10歐姆、20歐姆;假定避雷針?lè)烹姷睦纂娏鳛?00ka,這個(gè)“雷電壓”就是400kv以上,也就是40萬(wàn)伏以上,這還不是最大可能數(shù)值。這一點(diǎn)每個(gè)“專業(yè)防雷廠家”都十分清楚。
3)安防系統(tǒng)的主機(jī)有安全接地點(diǎn)b,地電位為零,40萬(wàn)伏的“雷電壓”,就通過(guò)視頻線直接引到了視頻主機(jī)上。這時(shí)的地電位環(huán)路等效原理。
4)空氣的擊穿電壓大約為30kv/cm,400千伏的“雷電壓”加在攝像機(jī)和視頻電纜屏蔽層上,殃及全系統(tǒng)所有電氣連接設(shè)備,足以擊穿攝像機(jī)、解碼器、電源設(shè)備的電路板,燒毀電子元件,擊穿線纜的絕緣,主機(jī)系統(tǒng)也難逃厄運(yùn)。
安防系統(tǒng),是一個(gè)設(shè)備安裝區(qū)域廣泛,并有著電氣連接關(guān)系的信息系統(tǒng)。任意一個(gè)立桿避雷針接閃都會(huì)與其他接地點(diǎn)形成這種“雷電壓”電位差,都可能直接威脅整個(gè)安防系統(tǒng)的安全。
立桿避雷針接閃產(chǎn)生“雷電壓”,“雷電壓”又是通過(guò)地環(huán)路對(duì)安防系統(tǒng)起到威脅作用,攝像機(jī)與立桿“等電位聯(lián)接”是問(wèn)題根本癥結(jié)。
所以,攝像機(jī)立桿避雷針化的防雷設(shè)計(jì)是把“雷電反擊電壓”直接引入安防系統(tǒng),是安防系統(tǒng)的重大安全隱患,是給安防系統(tǒng)人為安裝的一顆“定時(shí)炸彈”。
2.地環(huán)路造成地電位差安全隱患
安全隱患二:地環(huán)路造成地電位差安全隱患
首先這些“專業(yè)防雷”設(shè)計(jì)者,允許并制造了安防系統(tǒng)多點(diǎn)接地,大量制造了系統(tǒng)的“地環(huán)路”。電網(wǎng)引起的地電位差,在非雷電氣象條件的“和平時(shí)期”,也是客觀存在的。工程中“地電位環(huán)路”的一般表現(xiàn)為對(duì)圖像的“地環(huán)路干擾”。
有關(guān)“地電位環(huán)路”形成原理,這里就不詳細(xì)介紹了,這里只介紹一下“地電位環(huán)路”的主要概念:
第一,地電位差的出現(xiàn),主要是由三相電網(wǎng)不平衡造成的;電網(wǎng)形成的地電位差,可以通過(guò)“地環(huán)路”入侵到安防系統(tǒng)中。換句話說(shuō):安防系統(tǒng)多點(diǎn)接地形成的“地環(huán)路”,給“地電位差”入侵安防系統(tǒng)提供了充分條件。
第二,地電位差是不穩(wěn)定的,電網(wǎng)正常時(shí)表現(xiàn)很小,對(duì)視頻的干擾不明顯;有時(shí)又比較大,對(duì)視頻的干擾就很嚴(yán)重,可以引起“上下移動(dòng)的橫杠干擾、圖像扭曲或圖像切割”,甚至造成主機(jī)“視頻丟失”;當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生變壓器故障、斷相、短路、大電機(jī)碰殼等重大電網(wǎng)故障時(shí),地電位差可以瞬間突變到幾十伏,幾百伏。
第三,電網(wǎng)故障引起的地電位差,盡管遠(yuǎn)沒(méi)有雷電壓高,但它是“連續(xù)的,持久的,直到電網(wǎng)故障有效排除”,浪涌保護(hù)器,防雷器等會(huì)由于持久放電被燒毀,更可以瞬間燒毀安防設(shè)備。
第四,多點(diǎn)接地形成的“地環(huán)路”,是威脅安防系統(tǒng)安全運(yùn)行的“人造殺手”。
所以,攝像機(jī)立桿避雷針化的防雷設(shè)計(jì),又給安防系統(tǒng)制造了地環(huán)路安全隱患,這是威脅安防系統(tǒng)安全運(yùn)行的又一個(gè)“人造殺手”,也是給安防系統(tǒng)安裝的第二顆“定時(shí)彈”。
那么,面對(duì)系列問(wèn)題,我們應(yīng)該如何去解決?
1)防直擊雷:安防系統(tǒng)室外攝像機(jī)及其立桿,要設(shè)置在獨(dú)立避雷針有效保護(hù)范圍內(nèi),又盡可能遠(yuǎn)離避雷針。攝像機(jī)不能安裝在避雷針體上,攝像機(jī)立桿不要做成避雷針?lè)绞剑瑪z像機(jī)要與立桿絕緣,千萬(wàn)不要接大地。
2)安防系統(tǒng)前端攝像機(jī)都必須和大地絕緣。防感應(yīng)雷應(yīng)選用防雷器,有的防雷器有接大地點(diǎn),但不能把前端“視頻信號(hào)地(攝像機(jī)外殼,bnc外殼,視頻線屏蔽層)接地?!耙曨l信號(hào)地”常態(tài)下必須與大地絕緣。但要注意這里面還可能有“瞬態(tài)多點(diǎn)接地”隱患問(wèn)題。
3)不管考慮防雷、防干擾、防靜電,安防系統(tǒng)前端都不應(yīng)直接接大地,即不允許系統(tǒng)中存在“地環(huán)路”。安防系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)原則是“單點(diǎn)接地”,系統(tǒng)只能有一個(gè)接大地點(diǎn):系統(tǒng)主機(jī)接大地,這是安全接地,也用于泄放系統(tǒng)靜電。
4)系統(tǒng)攝像機(jī)也必須和鋼結(jié)構(gòu)建筑物,金屬吊頂天花板,線槽,電梯轎廂等保持絕緣。