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科普知識
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CCTV監控主機

“專業防雷廠家”視頻監控系統防雷設計

發布日期:2022-04-26 點擊率:72

  攝像機立桿避雷針化設計,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。


  工程應用實時解析探討防雷器防護雷擊效果

  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。


  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。
 


  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。


  1)當立桿避雷針處于接閃狀態時,巨大的放電電流使大地a點的避雷針呈現出暫態高電位——也就是避雷針的“雷電反擊電壓”,這里我們簡稱“雷電壓”。

  2)這類立桿避雷針的接地電阻,根據地質條件的不同一般規定為4歐姆、10歐姆、20歐姆;假定避雷針放電的雷電流為100ka,這個“雷電壓”就是400kv以上,也就是40萬伏以上,這還不是最大可能數值。這一點每個“專業防雷廠家”都十分清楚。


  3)安防系統的主機有安全接地點b,地電位為零,40萬伏的“雷電壓”,就通過視頻線直接引到了視頻主機上。這時的地電位環路等效原理。



  4)空氣的擊穿電壓大約為30kv/cm,400千伏的“雷電壓”加在攝像機和視頻電纜屏蔽層上,殃及全系統所有電氣連接設備,足以擊穿攝像機、解碼器、電源設備的電路板,燒毀電子元件,擊穿線纜的絕緣,主機系統也難逃厄運。

  安防系統,是一個設備安裝區域廣泛,并有著電氣連接關系的信息系統。任意一個立桿避雷針接閃都會與其他接地點形成這種“雷電壓”電位差,都可能直接威脅整個安防系統的安全。

  立桿避雷針接閃產生“雷電壓”,“雷電壓”又是通過地環路對安防系統起到威脅作用,攝像機與立桿“等電位聯接”是問題根本癥結。


  所以,攝像機立桿避雷針化的防雷設計是把“雷電反擊電壓”直接引入安防系統,是安防系統的重大安全隱患,是給安防系統人為安裝的一顆“定時炸彈”。


  地環路造成地電位差安全隱患


  安全隱患二:地環路造成地電位差安全隱患

  首先這些“專業防雷”設計者,允許并制造了安防系統多點接地,大量制造了系統的“地環路”。電網引起的地電位差,在非雷電氣象條件的“和平時期”,也是客觀存在的。工程中“地電位環路”的一般表現為對圖像的“地環路干擾”。


  有關“地電位環路”形成原理,這里就不詳細介紹了,這里只介紹一下“地電位環路”的主要概念:

  第一,地電位差的出現,主要是由三相電網不平衡造成的;電網形成的地電位差,可以通過“地環路”入侵到安防系統中。換句話說:安防系統多點接地形成的“地環路”,給“地電位差”入侵安防系統提供了充分條件。

  第二,地電位差是不穩定的,電網正常時表現很小,對視頻的干擾不明顯;有時又比較大,對視頻的干擾就很嚴重,可以引起“上下移動的橫杠干擾、圖像扭曲或圖像切割”,甚至造成主機“視頻丟失”;當電網發生變壓器故障、斷相、短路、大電機碰殼等重大電網故障時,地電位差可以瞬間突變到幾十伏,幾百伏。


  第三,電網故障引起的地電位差,盡管遠沒有雷電壓高,但它是“連續的,持久的,直到電網故障有效排除”,浪涌保護器,防雷器等會由于持久放電被燒毀,更可以瞬間燒毀安防設備。

  第四,多點接地形成的“地環路”,是威脅安防系統安全運行的“人造殺手”。

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