[原创]防雷不轻信，接地要小心，防雷与接地图解->admin转移-千家论坛

eie1992 发表于 2011-12-26 08:36:00

“专业防雷”给安防系统设计的防雷，所犯错误的一个基本点，就是对地电位缺乏起么的认识。
    认识“地电位”，是监控系统和弱电系统安全设计的基础，影响弱电系统的地电位主要由“雷击地电位”和“电网地电位”。
雷击地电位
雷电击中地面物体向大地放电，在雷击点周围形成暂态地电位扩散区——跨步电压区。跨步电压区内雷击暂态地电位呈指数衰减，大约10~20米半径以外衰减到0电位。
避雷针接闪时，形成百万伏以上的雷电反击电压。安防系统，摄像机与主机间有视频线、控制线、电源线的电气连接关系。把摄像机立杆做成避雷针，就把雷电反击电压100%的引入系统，显然这是愚昧的“自毁”设计。
由独立避雷针保护，设在跨步电压区内的摄像机立杆，同样要注意跨步电压内的暂态地电位反击问题，摄像机立杆做“可靠接地”，这不仅是花冤枉钱，而且给系统安全带来更大的隐患。
[此贴子已经被作者于2011/12/29 8:49:52编辑过]

大蒜陀 发表于 2011-12-27 23:55:00

<div class="quote">以下是引用eie1992在2010/4/13 22:33:00的发言：  
一个很现实的例子：
<a href="http://www.1000bbs.com/index.asp?action=frameon" target="_blank">http://www.1000bbs.com/index.asp?action=frameon</a> 
做工厂监控一定要注意啊
  前年给一家金属结构厂做了电视监控系统，主要监控车间内生产情况，车间内大多是重型设备，启动电流相当大，而且整个厂区的电源不干净，电压经常性的是230-240之间，当时安装时没怎么注意，红外机的电源都是现场取电然后接变压器，现在摄像机已经坏了3台，一查全是因为电源问题，变压器输出已经达到17v左右，长期这样不烧才怪，而且有几台摄像机直接安装在钢梁上，雷雨天气后，硬盘录像机视频输入接口坏了3个，发回厂家维修被通知是被雷打坏了，想了想，摄像机接在钢梁上，钢梁接地，因为二次雷电感应，将感应电直接传到硬盘录像机的端口上了，烧了端口。
  大家以后做这种厂区监控一定要注意供电系统和防雷措施，不然以后的维修就相当的麻烦了，电源最好从UPS出来单独走线，摄像机不要直接安装在钢梁上，要注意绝缘，最简单的方法就是在钢梁上先安装一块木板，然后把摄像机安装在木板上，主机一定要接地并加装防雷器
 
一直想把绝缘做好,奈何公司只是以经济效益为目的,力推老板自己理解的利益最大化,也不希望我们给甲方讲明白,现在只好尽量做好绝缘和接地.</div>

eie1992 发表于 2011-12-28 09:26:00

电网地电位
【电网地电位的形成和特点】
    <a name="OLE_LINK1">“大地”宏观可以看成一个“无限大”的“静态等电位体”——</a><a name="OLE_LINK2">大地零电位</a>。但是“动态”或“暂态”的看，大地是局部不等电位的。
    电网系统有多种接地方式，例如：
工作接地：就是将变压器的中性点接地；
保护接地：是指将电气装置不带的电金属壳体接地；
保护接零：是指电气设备不带电金属壳体与系统零线连接等；
防雷接地：是指电气线路和设备各类防雷器的接地。
    电网系统，属于超广域直接电气连接的多点接地系统，“多点接地”是常见电网地电位形成和变化的主要原因。我们不去研究电网系统多种接地方式的合理性，但应该认识和了解电网地电位的形成和特点：
1）电网系统的多点接地：图4-1是摘录的一种电网安全运行接地和防雷接地典型原理图。从中可以了解到：除了高压线顶端架空防雷地线外，常规运行还有变压器零线（中线）接地，大功率用电设备（如电机）机壳接地，还有建筑物内供电线路的零线接地等，这都是电网常见的一些接地措施。<a name="OLE_LINK3">从安防设计考虑，我们只需了解：当电网三相供电平衡</a>时，<a name="OLE_LINK4">零线电流为零</a>。当三相电供电不平衡时，出现了零线电流，零线上产生电压，零线不同接地点便形成与大地不同的“地电位”，电网地电位属于动态地电位。
    
2）电网失衡产生地电位：供电系统或大型电力设备故障是经常发生的：高压线断线碰地，在触地点形成类似的“跨步电压区”地电位；一路相线短路或火线碰地，零线电流突变，接地点电位突变；大电机“碰壳（绕组碰机壳）”，接地点地电位突变……等等。高压变压器故障，接地点可产生超高压地电位突变，接地点周围同样形成类似“跨步电压区”——地电位扩散区；
3）地电位波动幅度大：电网运行指标，要求地电位差少于2V，为正常。从平衡到严重故障，电网地电位可以从几伏，几十伏，到几百伏，甚至几千伏变化。不要以为平常接地“影响不大”，而不去认真清理不合理接地点。
4）地电位持续时间长：电网有自动保护设计，跳闸或保险丝保护，但是需要注意，这大多是从高压、大功率电力设备保护出发设计的，对弱电系统设备来说，这种保护的“时间太长”了，弱电设备早已烧毁了。
5）地电位发生概率高：相对于雷击发生概率来说，电网发生比较严重或严重故障的概率，要高千万倍以上。雷击只在雷雨天气发生，电网地电位却不管是阴雨，还是晴空万里天气，都可以发生。
6）地电位涉及地域广：一般说来，凡是电网到达的地方，就有电网地电位存在。
7）地电位的不可预测性：系统如果有多点接地，对于哪个点，什么时间，发生多大的地电位突变，目前还没有预测办法，这是因为电网故障什么时候发生，发生什么性质的故障，都是事先难以预料的。
8）地电位的信号特征：电网地电位基本信号特征，是50赫兹市电电压，少数也有高频脉冲群特征，画面表现为横向水平短线宽带状干扰，示波器波形为一群一群脉冲，脉冲群对应市电正弦波两个顶部，这是变频电机电流开关影响，多见于变频电梯，自动供水、集中空调，车间电机群等大功率变频电机的运行环境；
    “电网地电位”的认识要点：第一，这是客观存在的；第二，发生时间、地点、幅度、性质等都难以预测；认识地电位，是安防系统安全设计、抗干扰设计，防雷设计的基础。
[此贴子已经被作者于2011/12/28 9:31:42编辑过]

jialinghe 发表于 2011-12-31 09:00:00

学习了。。。

x17900 发表于 2012-1-1 21:05:00

大开眼界

eie1992 发表于 2012-1-1 23:00:00

地电位环路安防工程，是一个跨越区域广大、并有紧密电气连接关系的广域弱电系统。  
1）地环路的基本概念<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" /><o:p></o:p>
一条传输线，A、B两端接大地，就与大地构成了地环路，假定A端大地是高电位VA，接地线把传输线A端电位提高到VA，B端大地是0电位，地电位VA便通过地环路，影响到传输线连接的系统设备。<o:p></o:p>
如果系统有多点接地，就可以构成纵横交错的、复杂的地环路网，例如多个摄像机接大地的安防系统，就属于多点接地系统。<o:p></o:p>
地环路给地电位入侵安防系统，提供了可靠的入侵路径；<o:p></o:p>
2）地电位入侵视频传输回路原理分析<o:p></o:p>
图4-2示出了视频传输回路等效原理图：
   
  1.      假定A点出现高电位VA，主机端有安全接大地，V0=0；
  2.      摄像机端接地开关K开路，代表摄像机不接地，摄像机和视频线始终和主机等电位，与主机地电位一起浮动；
  3.      摄像机端接地开关闭合，代表摄像机接大地，构成地环路，VA高电位加在视频线屏蔽层上；因视频线屏蔽层两端通过75欧姆匹配电阻与芯线构成回路，所以在两端负载上就必然有地电位的分压，一端入侵到摄像机输出电路，一端入侵到主机输入电路，轻则形成干扰，重则烧毁设备。
  4.      安防系统多点接地，形成地环路的因素有：
    1接地摄像机——接地主机之间构成地环路；
    2接地摄像机——接地摄像机之间构成地环路；
    3包括视频设备、交直流电源设备和控制设备接地点，凡是有直接电气连接关系的系统，所有接地点之间，都可以构成地环路；
3）安防工程引入地电位的常见工程案例：
  1.摄像机与金属立杆没绝缘，直接引入地电位；
  2.接地防雷器引入地电位，涉及视频线、电源线、控制线设备接大地，构成系统复杂的地电位环路关系，地电位可以触发防雷器导通，把地电位引入系统设备；
  3.墙壁安装摄像机，金属螺丝碰到建筑物钢筋；
  4.摄像机安装在室外广告牌上金属钢结构上；
  5.金属防水盒内与金属立杆连接接地，监控设备固定在防水和上接大地。
  6.铁皮屋摄像机安装在金属架构上；
  7.摄像机与电梯轿厢没绝缘；这里涉及电机及其供电的接地方式，大楼电网接地方式，轿厢通过轨道接大地方式，轿厢运动不同位置等等，都会影响到“轿厢地电位”，“轿厢地电位”是一种 “活动地电位”，动态与静态不同，电梯所处位置不同地电位也不同，这在电梯干扰案例中经常遇到。这个复杂问题只要用“摄像机与轿厢绝缘”，切断地环路，就可以简单有效解决了。
 
4）  系统“地电位环路”传导的概念：
    
  1.    如图4-3所示:一个小系统，有5个摄像机A、B、C、D、E和一个主机(O点)，视频线在主机上汇接。假如摄像机C和E接大地，主机和其他摄像机都不接地。先假设只有C点地电位Vc≠0，其他点都为0电位;
  2.地电位差Vc加在C、E电缆两端，假设主机在中间，主机机壳电位大约是:
Vo=Vco=Veo=Vc/2；这对主机操作人员来说，属于有安全隐患。
  3.显然，c和e两路电缆两端都加有Vc/2电压，这个电压都通过两端匹配电阻与芯线构成回路，在主机负载上形成干扰电压，这两路视频都出现地电位干扰。
  4.    这时a、b、d三路摄像机由于没接大地，电位随主机浮动，没有地电位干扰；
  5.  a、b、d三路摄像机，哪一路如果再接大地，那一路就会出现干扰，都接大地都有干扰，这就是“地电位环路传导”的概念：把一个C点的地电位，通过地环路，传导到系统其他设备。
  6. 如果把主机机壳接大地，这时c点地电位就只影响c路，对其他路没有影响；主机接大地后隔离（屏蔽）了对其他各路的影响，主机操作是安全的。显然，这给查找工程“错误接地点”也带来了方便。
  7.    如果系统只有主机一点接大地，所有前端设备，分控设备，显示设备，都不再接大地，全系统电位，随主机接地点一起“浮动”，这就可以切断所有地电位入侵路径；
 
4）  “隐蔽的”电网地电位入侵
当安防系统前端摄像机与大地已经做好绝缘了，所用电源是就地取电，但是所用的电源适配器前后没有隔离，也就是说开关电源没有输入输出端的光隔离，或线性电源初次级有电网地短接，这就通过 “零线”把“电网地电位”引入了安防系统。这类“故障”很隐蔽，很难查找。
防止隐蔽的电网地电位入侵设计的基本原则是：“系统所用交流电源与电网是电气隔离的”，即系统所用220VAC或24VAC,都不分火线和零线（地线），都属于“平衡传输的交流电压”，例如变压器初次级隔离，开关电源输入输出端有光隔离，主机所用UPS电源，输出端与输入零线没有连接关系等，都可以避免电网地电位进入安防系统。
 认识地电位，特别是“电网地电位”，它是客观存在的物理现象，它入侵安防系统的路径是多点接地的地环路，安防系统设计本身不需要多点接地，防干扰、防感应雷也没有理由采用多点接地，多点接地属于错误认识和错误设计，百害而无一利。
[此贴子已经被作者于2012/1/1 23:21:06编辑过]

ljx5790 发表于 2012-2-3 17:00:00

学习了，，，

kinshow 发表于 2012-2-13 17:02:00

学习ing。。。。  谢谢分享

笨阿全 发表于 2012-2-16 00:36:00

很专业，好好学习下

边缘人3333 发表于 2012-2-22 22:22:00

好！先收藏再慢慢消化

dongnanyan85 发表于 2012-2-22 22:40:00

学习了，分析得很清楚

pqf0507 发表于 2012-2-25 18:24:00

h21353699 发表于 2012-2-27 19:32:00

防雷做起来比较麻烦！做好了就省很多麻烦！呵

djdigeif 发表于 2012-3-14 23:17:00

<table cellspacing="0" cellpadding="0">
<tbody>
<tr>
<td>
<div id="textstyle_12" style="FONT-SIZE: 9pt; OVERFLOW: hidden; WORD-BREAK: break-all; TEXT-INDENT: 24px; WORD-WRAP: break-word">
谢谢！
<script type="text/javascript">var reload=1;</script>
</div></td></tr></tbody></table>

ttyy1100 发表于 2012-4-19 14:39:00

佩服

diqibuluo0607 发表于 2012-4-24 14:04:00

非常的不错  很实用

ksaxd 发表于 2012-4-25 09:39:00

字习

xuchen8197 发表于 2012-5-11 23:41:00

<div class="quote">以下是引用eie1992在2010/10/30 18:51:00的发言： 
166楼：“我前面也说过了，SPD的接地与线路信号地是隔离开的，不存在共地的道理。”
 
SPD的接地与线路信号地，恐怕不是永远隔离开的吧，请谈谈SPD接地的真正用途是什么？是泄放雷电流，泄放雷电流时与大地还保持“隔离”关系么？有没有暂态共地问题？
<div align="right">[此贴子已经被作者于2010-10-30 18:51:41编辑过]</div></div>
SPD的接地与线路信号地，是不永远隔离开的，SPD接地的真正用途的确是泄放雷电流，而泄放雷电流时与大地确实不保持“隔离”关系,确实有暂态共地问题!
 
可是又怎么样呢?  保护设备了么?保护了吧!  保护端口了么?保护了吧!
不就成了?你还打算如何?
大家在乎那0.0x秒的暂态通讯么？你在乎？你用什么办法在乎？
 
[此贴子已经被作者于2012/5/11 23:49:06编辑过]

xuchen8197 发表于 2012-5-12 00:01:00

<div class="quote">以下是引用eie1992在2011/12/28 9:26:00的发言： 
电网地电位
【电网地电位的形成和特点】
    <a name="OLE_LINK1" target="_blank">“大地”宏观可以看成一个“无限大”的“静态等电位体”——</a><a name="OLE_LINK2" target="_blank">大地零电位</a>。但是“动态”或“暂态”的看，大地是局部不等电位的。
    电网系统有多种接地方式，例如：
工作接地：就是将变压器的中性点接地；
保护接地：是指将电气装置不带的电金属壳体接地；
保护接零：是指电气设备不带电金属壳体与系统零线连接等；
防雷接地：是指电气线路和设备各类防雷器的接地。
    电网系统，属于超广域直接电气连接的多点接地系统，“多点接地”是常见电网地电位形成和变化的主要原因。我们不去研究电网系统多种接地方式的合理性，但应该认识和了解电网地电位的形成和特点：
1）电网系统的多点接地：图4-1是摘录的一种电网安全运行接地和防雷接地典型原理图。从中可以了解到：除了高压线顶端架空防雷地线外，常规运行还有变压器零线（中线）接地，大功率用电设备（如电机）机壳接地，还有建筑物内供电线路的零线接地等，这都是电网常见的一些接地措施。<a name="OLE_LINK3" target="_blank">从安防设计考虑，我们只需了解：当电网三相供电平衡</a>时，<a name="OLE_LINK4" target="_blank">零线电流为零</a>。当三相电供电不平衡时，出现了零线电流，零线上产生电压，零线不同接地点便形成与大地不同的“地电位”，电网地电位属于动态地电位。
  <img title="dvubb" border="0" alt="图片点击可在新窗口打开查看" src="http://www.1000home.com/skins/default/filetype/jpg.gif"/>此主题相关图片如下：图4-1.jpg <a href="http://www.1000home.com/UploadFile/2011-12/201112289274535346.jpg" target="_blank"><img title="dvubb" border="0" alt="图片点击可在新窗口打开查看" src="http://www.1000home.com/UploadFile/2011-12/201112289274535346.jpg"/></a> 
<table style="WIDTH: 550px" class="tableborder4" border="0" cellspacing="2">
<tbody>
<tr>
<td class="tablebody2" height="20" colspan="2"> 下载信息  [文件大小：<a name="UpFileSize" target="_blank">106.3 KB</a>  下载次数：<a name="LoadTime" target="_blank">0</a>]</td></tr>
<tr>
<td class="tablebody1" height="20" colspan="2"><img title="dvubb" border="0" alt="图片点击可在新窗口打开查看" src="http://www.1000home.com/skins/default/filetype/jpg.gif"/><a href="http://www.1000home.com/viewFile.asp?BoardID=71&ID=71023" target="_blank">点击浏览该文件:图4-1.jpg</a></td></tr></tbody></table>   
2）电网失衡产生地电位：供电系统或大型电力设备故障是经常发生的：高压线断线碰地，在触地点形成类似的“跨步电压区”地电位；一路相线短路或火线碰地，零线电流突变，接地点电位突变；大电机“碰壳（绕组碰机壳）”，接地点地电位突变……等等。高压变压器故障，接地点可产生超高压地电位突变，接地点周围同样形成类似“跨步电压区”——地电位扩散区；
3）地电位波动幅度大：电网运行指标，要求地电位差少于2V，为正常。从平衡到严重故障，电网地电位可以从几伏，几十伏，到几百伏，甚至几千伏变化。不要以为平常接地“影响不大”，而不去认真清理不合理接地点。
4）地电位持续时间长：电网有自动保护设计，跳闸或保险丝保护，但是需要注意，这大多是从高压、大功率电力设备保护出发设计的，对弱电系统设备来说，这种保护的“时间太长”了，弱电设备早已烧毁了。
5）地电位发生概率高：相对于雷击发生概率来说，电网发生比较严重或严重故障的概率，要高千万倍以上。雷击只在雷雨天气发生，电网地电位却不管是阴雨，还是晴空万里天气，都可以发生。
6）地电位涉及地域广：一般说来，凡是电网到达的地方，就有电网地电位存在。
7）地电位的不可预测性：系统如果有多点接地，对于哪个点，什么时间，发生多大的地电位突变，目前还没有预测办法，这是因为电网故障什么时候发生，发生什么性质的故障，都是事先难以预料的。
8）地电位的信号特征：电网地电位基本信号特征，是50赫兹市电电压，少数也有高频脉冲群特征，画面表现为横向水平短线宽带状干扰，示波器波形为一群一群脉冲，脉冲群对应市电正弦波两个顶部，这是变频电机电流开关影响，多见于变频电梯，自动供水、集中空调，车间电机群等大功率变频电机的运行环境；
    “电网地电位”的认识要点：第一，这是客观存在的；第二，发生时间、地点、幅度、性质等都难以预测；认识地电位，是安防系统安全设计、抗干扰设计，防雷设计的基础。
<div align="right">[此贴子已经被作者于2011/12/28 9:31:42编辑过]</div></div>
图4-1是摘录的一种电网安全运行接地和防雷接地典型原理图。
这图安全么？真的安全？

eie1992 发表于 2012-5-16 23:55:00

<div class="quote">以下是引用xuchen8197在2012/5/11 23:41:00的发言： 
SPD的接地与线路信号地，是不永远隔离开的，SPD接地的真正用途的确是泄放雷电流，而泄放雷电流时与大地确实不保持“隔离”关系,确实有暂态共地问题!
 
可是又怎么样呢?  保护设备了么?保护了吧!  保护端口了么?保护了吧!
不就成了?你还打算如何?
大家在乎那0.0x秒的暂态通讯么？你在乎？你用什么办法在乎？
 
<div align="right">[此贴子已经被作者于2012/5/11 23:49:06编辑过]</div></div>
  
        确实有暂态共地问题——先确定这个共识。假定接地放电管导通电阻为“理想的0欧姆”，也就是说“放电管导通泄放雷电流时”是把电缆与接地点短路，先不讨论泄放雷电流是否有效问题。
      以视频电缆AB为例，两端都有接地防雷器。准确的说，两端的防雷器的接地是接在两个“地电位”上。
      大地宏观是一个静态等电位体，并把这个“静态电位”定义为“静态大地零电位”，一个具体的接地点的“静态电位”，也是“大地零电位”；但是一个具体的接地点的动态地电位，或者说暂态地电位，就可能不为零了。这就是201和203楼介绍可能偶然发生的“雷击地电位”和“电网地电位”，这两类地电位，都属于暂态地电位或动态地电位。
      当接地点处在这两类地电位影响范围之内时，接地点的电位就不再是“静态大地零电位”了，而是高于0电位某一个数值的“接地点地电位——Ud”，性质是交变电压。这就是上面说的：电缆两端防雷器的接地，是接在两个“地电位”上——接在A点地电位和B点地电位上。
      这里可以明确：接地点的地电位，动态看是起伏波动的，不稳定的，波动幅度是事先无法预测的，特别是对于实际监控工程，视频、控制、电源，每条线两端都有一个接地防雷器时，有几十个，几百个，甚至更多的接地点。对于地电位变化或突变，会发生在哪个点、什么时间发生，地电位变化的幅度多大等等，是很难预测的。
      “可是又怎么样呢?  保护设备了么?保护了吧!  保护端口了么?保护了吧!”（xuchen8197语）
      严峻的问题：当某个接地点出现了地电位突变，防雷器的放电管被地电位击穿导通“放电”；即使放电管导通电阻还是假定为零，这时该接地点的地电位Ud，就被引入到电缆上，假定电缆另一端地电位还是零，这时电缆两端的电压就是Ud，并通过两端75欧姆匹配电阻，与芯线构成回路，直接威胁前后端设备的安全。
      保护设备了么? 保护端口了么?
      防雷器接地泄放雷电流，原理上不成立，实践上无实效（这里不谈）。
      这就是我的结论：防雷器接地，对防雷无效，或基本无效；但对制造地环路，引来地电位，威胁防雷器和监控设备安全，是实实在在的有效；
      监控系统防雷，那些坚持防雷器必须接地的人，谁能解释防雷器如何应对“地电位”？
[此贴子已经被作者于2012/5/17 22:28:44编辑过]

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