工程应用实时解析 探讨防雷器防护雷击效果
- 来源：机房360
- 2013/12/9 15:10:192201
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，如图所示：
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，其设计原理如图所示：
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，可简化如图所示：
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：
，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。
第四，多点接地形成的“地环路”，是威胁安防系统安全运行的“人造杀手”。
所以，摄像机立杆避雷针化的防雷设计，又给安防系统制造了地环路安全隐患，这是威胁安防系统安全运行的又一个“人造杀手”，也是给安防系统安装的第二颗“定时弹”。
那么，面对系列问题，我们应该如何去解决？
1）防直击雷：安防系统室外摄像机及其立杆，要设置在独立避雷针有效保护范围内，又尽可能远离避雷针。摄像机不能安装在避雷针体上，摄像机立杆不要做成避雷针方式，摄像机要与立杆绝缘，千万不要接大地。
2）安防系统前端摄像机都必须和大地绝缘。防感应雷应选用防雷器，有的防雷器有接大地点，但不能把前端“视频信号地（摄像机外壳，BNC外壳，视频线屏蔽层）接地。“视频信号地”常态下必须与大地绝缘。但要注意这里面还可能有“瞬态多点接地”隐患问题。
3）不管考虑防雷、防干扰、防静电，安防系统前端都不应直接接大地，即不允许系统中存在“地环路”。安防系统接地设计原则是“单点接地”，系统只能有一个接大地点：系统主机接大地，这是安全接地，也用于泄放系统静电。
4）系统摄像机也必须和钢结构建筑物，金属吊顶天花板，线槽，电梯轿厢等保持绝缘。