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工程应用解析 探讨防雷器防护雷击效果

编辑:浙江鸿盾科技有限公司   时间:2014/03/31   字号:
摘要:工程应用解析 探讨防雷器防护雷击效果

“专业防雷”为安防系统做的感应雷防护设计,突出特点就是“接地泄放雷电流”,这恰恰反映出他们对雷电感应电动势本质的错误认识,线缆接收的雷电感应电动势,与大地没有必然联系,接地不可能有效泄放雷电感应,我曾质疑过“专业防雷”:接地线上的雷电感应电动势,你又怎么泄放、向哪里泄放呢?人为制造多点接地,通过地环路又引来地电位,又叫“浪涌电压”,再用他们的“浪涌保护器”来抑制浪涌,安防防雷变成了“花钱买安全隐患”。这就要是“专业防雷”把安防行业开发成“肥肉市场”的真实目的和做法。
    雷电电磁感应,并不像“专业防雷”描述的那么强大、吓人,弱电系统防感应雷,只需在设备输出或输入端口,设置“保护电路”就可以有效解决,本文不详细探讨了。

    摄像机立杆避雷针化设计,安防行业许多工程的防直击雷就是照此设计的,一个多次被雷劈了的案例就是这么做的。然而这种看似可以很好的防雷设计在不少工程中运用中并不防雷,不仅造成了设备的损害,甚至还影响到工程的整体质量。

    工程应用实时解析探讨防雷器防护雷击效果

    许多“专业防雷厂家”介绍,要在立杆避雷针摄像机端和主机视频输入点安装他们的“防雷器”或浪涌保护器。这有用吗?曝光的案例是:连防雷器一起被烧毁。这种“专业防雷厂家”视频通道的防雷设计有几个疑点值得关注。

    1)先看前端串接在摄像机输出端的视频信号防雷器:防雷器上端接视频线的输入输出,另有一个接地点常态下与视频线开路(有的产品做成了常态短路),高压时内部元件将视频线短路接地泄放雷电流。

    这里应该注意到:摄像机立杆接闪时,视频信号防雷器放电通道是:“避雷针体—摄像机—视频短线—防雷器内部放电元件短路—接地点—接地网”;接闪时,避雷针体与防雷器这两个“雷电流放电通道”是并联向地网放电的。

    2)立杆避雷针接闪时,巨大的放电电流在避雷针体上形成巨大的“雷电反击电压”;视频信号防雷器的上端也同样加有这个“雷电反击电压”。如果这个防雷器能够把40万伏以上的“雷电压”,削减到十几伏、几伏以下,那么这个防雷器泄放雷电流的能力必需大大超过避雷针,使雷电流“主要通过防雷器泄放”,而不是主要通过避雷针泄放。很难想象,“防雷器用≥2.5mm2的绝缘多股铜芯黄绿色软线直接与地网连接”,它的放电能力能远远超过金属立杆?显然不可能,后果只能是“引雷自毁”。

    3)“专业防雷厂家”介绍的防雷器都是防感应雷的,没有介绍可以有效防“雷电反击电压”而又不被烧毁的。但是他们积极推出的“安防防雷系统设计”却敢于这么应用,说明这类设计缺乏起码的安防系统概念。如果真有这么厉害的防雷器,那避雷针就可以不用了。

    4)把“雷电反击电压”直接引入安防系统,到底是防雷还是引雷?对这个问题,2年多来的安防论坛追踪,没有一个“专业防雷厂家”能作出正面解释,他们一律采取回避态度。到目前为止,只见过一些“专业防雷厂家”,积极倡导安防工程这样设计和应用,没有见过哪个专业厂家的防雷器(浪涌保护器)产品敢于宣传“泄放雷电流的能力可以超过避雷针”,可以安全的限制“雷电反击电压”。

    安全隐患一:把“雷电反击电压”直接引入安防系统

    摄像机立杆避雷针化,就是指立杆按照避雷针设计,并强调摄像机外壳必须与金属立杆等电位连接。我们来分析防直击雷的“摄像机立杆避雷针化”,对安防系统的影响。

    这里的要害问题是:摄像机是安防系统的有机组成部分,与主机和全系统有着紧密的电气连接关系,“摄像机立杆避雷针化”后,避雷针也就“正式”成了安防系统的有机组成部分,避雷针也与主机和全系统有着紧密的电气连接关系。这是安防工程的现实,也是“专业防雷厂家”有意无意回避或忽略的问题。

    1)当立杆避雷针处于接闪状态时,巨大的放电电流使大地A点的避雷针呈现出暂态高电位——也就是避雷针的“雷电反击电压”,这里我们简称“雷电压”。

    2)这类立杆避雷针的接地电阻,根据地质条件的不同一般规定为4欧姆、10欧姆、20欧姆;假定避雷针放电的雷电流为100KA,这个“雷电压”就是400KV以上,也就是40万伏以上,这还不是最大可能数值。这一点每个“专业防雷厂家”都十分清楚。

    3)安防系统的主机有安全接地点B,地电位为零,40万伏的“雷电压”,就通过视频线直接引到了视频主机上。这时的地电位环路等效原理。

    4)空气的击穿电压大约为30KV/cm,400千伏的“雷电压”加在摄像机和视频电缆屏蔽层上,殃及全系统所有电气连接设备,足以击穿摄像机、解码器、电源设备的电路板,烧毁电子元件,击穿线缆的绝缘,主机系统也难逃厄运。

    安防系统,是一个设备安装区域广泛,并有着电气连接关系的信息系统。任意一个立杆避雷针接闪都会与其他接地点形成这种“雷电压”电位差,都可能直接威胁整个安防系统的安全。

    立杆避雷针接闪产生“雷电压”,“雷电压”又是通过地环路对安防系统起到威胁作用,摄像机与立杆“等电位联接”是问题根本症结。

    所以,摄像机立杆避雷针化的防雷设计是把“雷电反击电压”直接引入安防系统,是安防系统的重大安全隐患,是给安防系统人为安装的一颗“定时炸弹”。

    安全隐患二:地环路造成地电位差安全隐患

    首先这些“专业防雷”设计者,允许并制造了安防系统多点接地,大量制造了系统的“地环路”。电网引起的地电位差,在非雷电气象条件的“和平时期”,也是客观存在的。工程中“地电位环路”的一般表现为对图像的“地环路干扰”。

    有关“地电位环路”形成原理,这里就不详细介绍了,这里只介绍一下“地电位环路”的主要概念:

    第一,地电位差的出现,主要是由三相电网不平衡造成的;电网形成的地电位差,可以通过“地环路”入侵到安防系统中。换句话说:安防系统多点接地形成的“地环路”,给“地电位差”入侵安防系统提供了充分条件。

    第二,地电位差是不稳定的,电网正常时表现很小,对视频的干扰不明显;有时又比较大,对视频的干扰就很严重,可以引起“上下移动的横杠干扰、图像扭曲或图像切割”,甚至造成主机“视频丢失”;当电网发生变压器故障、断相、短路、大电机碰壳等重大电网故障时,地电位差可以瞬间突变到几十伏,几百伏。

    第三,电网故障引起的地电位差,尽管远没有雷电压高,但它是“连续的,持久的,直到电网故障有效排除”,浪涌保护器,防雷器等会由于持久放电被烧毁,更可以瞬间烧毁安防设备。

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