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防雷監控接地

發布時間:2018-09-12 15:43:03   作者:上海監控安裝公司

安防系統的接大地,一般出于三點考慮:安全,抗干擾,防雷。安防行業有關防雷的文章和帖子很多,但有些概念不夠準確,甚至是錯誤的,在上海監控工程設計參考時讓人感到有些無所適從。


有關防雷的兩類觀點

有關防雷常見的“第一類觀點”:


1) “監控室內應設置等電位連接母線(或金屬板),該等電位連接母線應與建筑物防雷接地、PE線、設備保護地、防靜電地等連接到一起防止危險的電位差。各種電涌保護器(避雷器)的接地線應以最直和最短的距離與等電位連接母排進行電氣連接”——總之一句話:主機系統機殼接大地。


2) “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Φ 8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”。


3) “根據GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》的以上條款分析:監控系統的防雷接地應與系統的交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地共用一組接地裝置,接地電阻不得大于1Ω”。


注:看了這一段論述,有一點是明確的:監控主機系統要接好大地。但是前端攝像機機殼到底是接大地還是不接大地呢?第二條里沒有明確,按第三條理解,似乎應該和防雷接地“共用一組接地裝置”。


有關防雷常見的“第二類觀點”:


1、“什么是等電位連接?攝像機等電位連接怎么做?


GB50057-94對等電位連接定義 :將分開的裝置、諸導電物體等用等電位連接導體或電涌保護器連接起來,以減小雷電流在它們之間產生的電位差。就攝像機等電位而言,等電位是指攝像機的金屬外殼、機架、金屬管、槽、屏蔽線纜外層、設備防靜電接地、安全保護接地、浪涌保護器接地(SPD)接地端等均應與等電位連接端子連接。等電位連接的目的:降低設備各部件之間的電位差及統一系統的零電位參考點。”


2、“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。”


注:防雷廠家要求安防工程設計時,考慮防止直擊雷的接閃問題、電力系統的防雷問題,要求安防系統所有市電接口,通信接口,視頻接口,直流電源接口等等,凡是有“口的地方”都要加防雷器,都要做好接大地;防雷投入是近幾年安防工程設計者很傷腦筋的問題。

不少“只懂弱電的安防人”誠實地按照這類防雷廠家的“指導”,設計了安防系統的防雷工程:到處接大地,處處安避雷器。


“實踐是檢驗真理的唯一標準”,一個這樣布滿防雷器的安防工程系統,干擾卻十分嚴重,用抗干擾器也很難解決問題;但有時把防雷器拆了,不用抗干擾器干擾也沒有了;有的抗干擾器暫時能夠抗掉了干擾,后來卻又出現了干擾,甚至發生成批燒毀抗干擾器,燒毀了避雷器的問題;打雷照樣燒毀設備,不打雷也燒毀設備,問題到底出在哪里?


筆者認為,這第二類防雷廠家的意見,沒有一點弱電系統概念和觀念,沒有區域大系統電磁兼容觀念和意識,對遠離主機的前端攝像機設備照搬了建筑物等電位連接的教條,把監控系統的安全置于死地。


本文就針對這類問題做些分析,提供一些工程參考意見,以求引起安防行業的朋友注意和思考。


監控系統如何考慮防雷


筆者的觀點是:


1) 全面防雷不是安防工程應該考慮的問題。有些防雷的文章,讓安防工程全面考慮接閃,防靜電和防雷電電磁感應問題,弄得安防弱電工程商頭都大了,無所適從,只好把防雷任務交給“防雷專業廠家”設計。安防工程屬于弱電工程,屬于建筑物建設項目完工后的工程。


建筑物的區域防雷和避雷,建筑物電力系統的防雷和避雷,都是建筑物統一設計施工的,都有安全標準和完工驗收標準。入住的人員,常用設備,都應該在它們的有效保護之下安全運行,包括在它們有效保護范圍之內的安防系統的安全運行。所以建筑物避雷接閃問題和電力電源取電中的雷電感應浪涌問題,都應視為已達到并符合安全標準要求。這就是常用家電都不用加裝防避雷設施的原因和慣例;


2) 安防工程設計時,應該考察甲方建筑物和供電系統的防雷避雷系統的驗收報告,了解有效防護范圍,明確這些防雷責任在甲方。


3) 靜電感應——帶電云層對地面的靜電感應會在局部地面形成與云層帶電相反的電荷積累,從而引起地電位的劇烈變化,這一現象是靠避雷針有效放電的“中和反應”來消除并確保安全的。多數情況下避雷針有效放電的“中和反應”是隨著帶點云層的靠近,實時、逐步進行的,這就避免異性電荷的大量積累,避免閃電現象的發生,是在不知不覺中“避雷”的。


上面引述的“防雷專家”意見,要求把攝像機殼“等電位”接大地,說“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”;這就是說,有帶電云層對地面靜電感應時,也要把攝像機作為“大電流放電”通道。這等于說雷雨天氣,把自己腳腕上綁一根導線接大地,讓帶電云層通過人體,以低電阻、大電流對地放電。這不是防雷,是引雷,讓大電流融化攝像機。還有,安防工程是一個涉及區域廣大的電氣連接系統,這A點發生了靜電感應,攝像機與接地立桿是“等電位”了,但是遠處沒有發生靜電感應區域B的接大地的攝像機或主機,二者之間卻制造了“不等電位的環路連接”——這就是上面說的“沒有區域大系統電磁兼容觀念和意識”造成的錯誤;

4) 雷電電磁感應指的是雷電電磁波對導線的電磁感應。暴露在外部空間的導線——電力線、監控傳輸線,金屬立柱,金屬支架等等,都可以“接收到” 雷電電磁波的感應電流或電動勢。雷電電磁波脈沖是毫微秒級的“高壓短脈沖”,它的頻譜,可以擴展到幾十到幾百兆赫以上。這么高的頻譜,接地線也都失去了常規的“接地”意義。一根幾米幾十米長的接地線,此時也變成了“接收天線”,對高頻來說,它們增大了“天線有效接收面積”,可以使系統接收的電磁脈沖能量更大,更高。對于這種雷電電磁感應,傳統的避雷針系統是無能為力的。所以,這才是弱電系統、安防工程必須考慮的現實問題;


5) 對于室外、超出已有防避雷系統有效保護范圍的一些監控點應該考慮設獨立“避雷針”,使這些點位的攝像機等安防器材在“避雷針”有效保護之下安全運行。實在要把攝像機系統支架安裝在避雷針立柱或塔架上時,必須做好攝像機機殼,視頻線BNC頭,電源線,控制線等與避雷針接地立柱的絕緣,要高強度的絕緣.這應該是上面引用的“第一類觀點”所說:“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”的正確理解——屏蔽線纜、與大地絕緣。而“第二類觀點”錯誤的把它們接在一起——接大地;


6) 安防系統的防雷是為了保護安防系統的安全運行,這應該是第一原則。前面引述的所謂前端“等電位連接”接大地的意見,其實踐結果是引雷,是制造地環路,制造安防系統的安全隱患(后面有進一步分析)。


7) 防雷廠家的產品,包括某些“X合一防雷器”廠家,都沒有公開明確自己產品的接地關系,有的就是把視頻防雷器的接大地點與視頻信號地(攝像機殼、BNC外殼、電纜屏蔽層)短路。如果不考慮地環路問題,這種防雷器連接方式還不如就拉根接地導線更簡單,更方便,更便宜!


我國的防雷源于強電系統,但防雷進入安防行業就應研究安防行業的特點和實際情況,那些“有口就接大地”的做法,只能是“專業的外行做法”。把建筑物防雷采用的“等電位體”概念,錯誤的用到“安防系統”,天真的設想出一種“區域系統等電位體”,這不僅是異想天開的錯誤,更是系統安全的殺手;下面來分析這個問題。


安防系統接大地怎么做


1) 安防系統可以,也應該在建筑物和供電防避雷系統保護范圍之內安全運行,保護責任在甲方,不在安防工程方。在已有防避雷系統保護范圍之外的室外攝像機和傳輸線纜都應該設立獨立避雷針,穿金屬管或埋地保護,并保持絕緣關系。


2) 安防系統“單點接地原則”:即只有主機系統一點接大地,這是安全接地,確保操作人員安全;這也是泄放系統“靜電”的安全通路;


3) 系統所有前端攝像機都要和大地絕緣,包括攝像機外殼,BNC外殼,視頻信號地,直流電源地,解碼器的地等都要和大地絕緣。系統中如果遠處有分控點,“分控機殼”也不要接大地,這也從工程案例中得到證實。


4) 攝像機,傳輸設備,數據通信設備等,本身已經具有防雷電電磁感應功能的,就不需要再加防雷器了。沒有防雷電電磁感應功能的設備,可以選用合格的防雷器解決。值得注意的是:自帶防雷電電磁感應功能的設備,如果能緊密結合實際電路設計,其有效性要優于通用防雷器性能。這里我們不做進一步探討。



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