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安防工程防雷與接地設計中的安全隱患及解決辦法

來源:慧聰網 作者:scarlett編輯 更新時間:2013-2-12 12:51:04

摘要:目前安防行業流傳最多的“專業防雷廠家”設計是這樣描述的:“前端設備,如攝像頭應置于接閃器(避雷針或其它接閃導體)有效保護范圍之內。當攝像機獨立架設時,原則上為了防止避雷針及引下線上的暫態高電位,避雷針最好距攝像機3-4米的距離。如有困難,避雷針也可以架設在攝像機的支撐桿上,引下線可直接利用金屬桿本身或選用Φ8的鍍鋅圓鋼。

  攝像機立桿避雷針化防雷設計概況

  目前安防行業流傳最多的“專業防雷廠家”設計是這樣描述的:“前端設備,如攝像頭應置于接閃器(避雷針或其它接閃導體)有效保護范圍之內。當攝像機獨立架設時,原則上為了防止避雷針及引下線上的暫態高電位,避雷針最好距攝像機3-4米的距離。如有困難,避雷針也可以架設在攝像機的支撐桿上,引下線可直接利用金屬桿本身或選用Φ8的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應,沿電線桿引上的攝像機電源線和信號線應穿在金屬管內以達到屏蔽作用,屏蔽金屬管的兩端均應接地”。

  還有更明確的描述:“室外金屬立桿攝像機需不需要與立桿絕緣?不需要,且必須進行可靠的等電位連接。當金屬立桿遭受直接雷擊或泄放雷電流時會在金屬立桿周圍產生一磁場,這一磁場達到一定強度時會對附近的電子設備放電;而攝像機外殼與金屬立桿連接后不存在電位差;攝像機更安全。”

  我們把這類設計稱為“攝像機立桿避雷針化設計”,它的典型架構如圖1所示。

  

安防工程防雷與接地設計中的重大漏洞
  安防行業許多工程的防直擊雷就是照此設計的,一個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計在不少工程中運用中并不防雷,不僅造成了設備的損害,甚至還影響到工程的整體質量。

 

  安防行業還有一種流行做法和觀點:防雷就要接地,接地就可以防雷,接地就可以防干擾。把接地當成了安防系統防雷、防干擾的“法寶”,導致多點接地的安防系統屢見不鮮。

  大量工程案例表明,這樣的工程不打雷不下雨還會莫名其妙的燒毀設備,燒毀抗干擾器、避雷器等。對上述這些現象,EIE實驗室經過多年的模擬實驗研究和典型工程案例分析,初步揭開了其中的奧秘。

  防雷器、浪涌保護器是否真能防護雷擊

  許多“專業防雷廠家”介紹,要在立桿避雷針攝像機端和主機視頻輸入點安裝他們的“防雷器”或浪涌保護器。這有用嗎?曝光的案例是:連防雷器一起被燒毀。這種“專業防雷廠家”視頻通道的防雷設計有幾個疑點值得關注。

  1)先看前端串接在攝像機輸出端的視頻信號防雷器:防雷器上端接視頻線的輸入輸出,另有一個接地點常態下與視頻線開路(有的產品做成了常態短路),高壓時內部元件將視頻線短路接地泄放雷電流,如圖2所示。

  

安防工程防雷與接地設計中的重大漏洞
  這里應該注意到:攝像機立桿接閃時,視頻信號防雷器放電通道是:“避雷針體—攝像機—視頻短線—防雷器內部放電元件短路—接地點—接地網”;接閃時,避雷針體與防雷器這兩個“雷電流放電通道”是并聯向地網放電的。2)立桿避雷針接閃時,巨大的放電電流在避雷針體上形成巨大的“雷電反擊電壓”;視頻信號防雷器的上端也同樣加有這個“雷電反擊電壓”。如果這個防雷器能夠把40萬伏以上的“雷電壓”,削減到十幾伏、幾伏以下,那么這個防雷器泄放雷電流的能力必需大大超過避雷針,使雷電流“主要通過防雷器泄放”,而不是主要通過避雷針泄放。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連接”,它的放電能力能遠遠超過金屬立桿?顯然不可能,后果只能是“引雷自毀”。

 

  3)“專業防雷廠家”介紹的防雷器都是防感應雷的,沒有介紹可以有效防“雷電反擊電壓”而又不被燒毀的。但是他們積極推出的“安防防雷系統設計”卻敢于這么應用,說明這類設計缺乏起碼的安防系統概念。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,到底是防雷還是引雷?對這個問題,2年多來的安防論壇追蹤,沒有一個“專業防雷廠家”能作出正面解釋,他們一律采取回避態度。到目前為止,只見過一些“專業防雷廠家”,積極倡導安防工程這樣設計和應用,沒有見過哪個專業廠家的防雷器(浪涌保護器)產品敢于宣傳“泄放雷電流的能力可以超過避雷針”,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

  攝像機立桿避雷針化,就是指立桿按照避雷針設計,并強調攝像機外殼必須與金屬立桿等電位連接。我們來分析防直擊雷的“攝像機立桿避雷針化”,對安防系統的影響,其設計原理如圖3所示。

  

安防工程防雷與接地設計中的重大漏洞

  這里的要害問題是:攝像機是安防系統的有機組成部分,與主機和全系統有著緊密的電氣連接關系,“攝像機立桿避雷針化”后,避雷針也就“正式”成了安防系統的有機組成部分,避雷針也與主機和全系統有著緊密的電氣連接關系。這是安防工程的現實,也是“專業防雷廠家”有意無意回避或忽略的問題。

 

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