[原创]安防防雷3：防感应雷—接地防雷器—系统安全隐患-千家论坛

eie1992 发表于 2011-12-7 09:16:00

[原创]安防防雷3：防感应雷—接地防雷器—系统安全隐患

关于“电磁感应”过电压、过电流的理论认识
1）闪电伴随有强大的电磁辐射，会在线缆上形成感应电动势，专业防雷称为“感应过电流过电压”；
2）使用“接地防雷器”，“ 向大地泄放雷电流”，说明“专业防雷”认定线缆上这个“感应电动势”性质，是一端接大地一端接线缆的对地“电压”，见示意图3-1。
  
因此他们在安防系统极力推广的防感应雷应用设计是：
**所有传输线路的两端均应安装相应的防雷器。
**所有的防雷器应可靠接地！
**宣传语是：“接地泄放雷电流”，“防雷必须接地，不接地就不能防雷”。
为了叙述方便，下面我们把上述这种认识，简称为“电磁感应说”。
【“电磁感应说”理论认识上的基本概念错误】
1）经典电磁场理论告诉我们，雷电产生电磁辐射，形成空间电磁场，也就是常说的空间电磁波，可以在金属导体上产生交变感应电动势。监控传输线缆的“天线效应”，可以接收到“雷电感应电动势”，性质同样属于高频交变电压，而不是单极性电荷；感应电动势形成的位置，是等效在线缆中间，而绝对不是等效在线缆和大地之间；如图3-2所示：孤立架空线，接地架空线，金属立杆和垂直接地线上，都有雷电感应电动势（过电压）。本质上这与常说的空间“电磁干扰”形成原理是一样的，这里可以称为“雷电干扰”。只是这种“雷电干扰”幅度、强度比普通电磁干扰更大而已。
                   
    雷电感应，可以是来自云地放电的电磁辐射，如通过避雷针、大树或地面其他物体放电辐射，也可以是来自空中云际间的放电辐射。
2）线缆上的电磁感应电动势（过电压）形成位置，与大地无关，线缆两端用于泄放雷电流的“接地线”上，同样也会接收到“雷电感应电动势”，所谓“接地泄放雷电流”，不仅传输线缆上的“过电压”不能泄放掉，而且又增加了两端接地线上的“过电压”，这又能用什么办法来接地泄放呢？几年来在中安网和千家网安防论坛里，对此质疑，那些极力主张“接地泄放”的专业防雷们，一直保持回避和沉默态度。实际上接地只会加强“雷电过电压”；
    下图3-3例举：用独立避雷针防直击雷，保护室外立杆摄像机案例示意图。避雷针接闪时几十到几百千安放电电流，产生交变电磁场（虚线表示）；被避雷针保护的立杆摄像机输出端，安装有接地防雷器，防雷器的接地线与避雷针近距离平行设置，形成有效地电磁耦合关系，在垂直接地线上形成雷电感应电动势Ud，Ud与放电管串联，并没有加在放电管两端，如何向大地泄放？这个现实问题，“专业防雷”未敢正视，更没见过解释。
      
    大楼内部的监控线缆，距离建筑物防直击雷下引线距离很近、平行，包括安装的接地防雷器接地线，都会有雷电感应“过电压”；
3）对以水平走线为主的传输线，线缆感应电动势U,如下图3-4所示，实际等效位置在线缆上，与大地无关。在线缆一端安装接地防雷器，感应电动势U没有加在放电管两端，不能构成放电通路；而“专业防雷”却天真的认为这样设计，就能把线缆上的“过电压、过电流”向大地泄放；
  
 4）只有当线缆两端，同时安装接地防雷器（或远端也有接大地点）时，才可能构成放电回路，感应电动势U才能加在两个放电管两端。不过，这时传输线路和“大地”都进入了放电回路中，几十米，几百米，甚至上千米的传输线，将严重影响雷电流泄放的时间常数，显然这又是专业防雷“故意忽视”的，见图3-5；
  
5）以视频线接地防雷器为例，视频线两端安装“开关型防雷接地元件”，假定开关导通电压为15伏；对雷电感应电动势，回路中有传输线上的感应电动势Uo，还有两端接地线上的U1和U2；每一个感应电动势都要通过视频线、两端接地线和大地这个大回路泄放，见图3-6。这么长的放电回路，哪家的专业防雷器能做到有效、快速“泄放雷电流”呢？
   
6）对高频感应电动势来说，实际视频线，接地线，都有不可忽视的直流电阻、高频电感和分布电容，我们用Z1，Z2,Z0表示每条线路的的阻抗，如图3-7.任何一个高频感应电动势放电，考虑到这些阻抗影响后，放电时常数必然很大。频域分析概念是：雷电感应窄脉冲，有着丰富的高频分量，每条线路的阻抗很高，极大地限制了放电电流，大电流泄放的愿望，无法实现；暂态时域分析概念是：较大的放电时常数，使线缆过电压的放电持续时间大大延长，远大于雷电脉冲宽度；
“限制了放电电流，延长了放电时间”，使那些几千安的“纳秒级”防雷器，失去实际意义。
   
7）不要忘记：雷电感应电动势形成在视频线屏蔽层上，而两端的视频线屏蔽层，都通过75欧姆匹配电阻，与芯线构成闭合回路，每个感应电动势（Uo，U1，U2）都可以在负载上形成暂态过电压，接地防雷的设计和应用，显然，不能有效消除雷电感应对设备的安全威胁；
【评】“电磁感应说”把雷电感应电动势，不容置疑的认为是“对地电压”，并设计“接地防雷器”向大地泄放，这是违背交变电磁场经典理论的基本概念错误。而防雷器接地，不仅达不到有效泄放雷电流的目的，在防雷器接地线上又引入了附加雷电感应电动势，进一步加强了雷电“过电压，过电流”，造成了更大的雷电危害。
  接地防雷器引入地电位原理：
1）以视频防雷器为例，图3-8.主机接大地B，摄像机输出端安装了一个限压型接地防雷器，接地点为A,假定A点为高电位VA，防雷器限压值为±15V，B点地电位VB=0；

  2）使用常态接地的防雷器：防雷器把摄像机直接接地，这就制造了安防系统多点接地，形成系统多个地电位环路。当任何一个地环路出现地电位差，轻则造成视频干扰，重则瞬间烧毁设备；地电位差可以是几伏，几十、几百伏，甚至更大。高电压可以瞬间成批损毁设备，包括烧毁防雷器，这就是不打雷也会烧毁设备和防雷器的真实原因。防雷器直接接地，是直接引入地电位，威胁整个安防系统设备安全。
3）使用常态不接地防雷器：通过开关元件或限压元件接大地，如图14，当地电位差低于±15V时，防雷元件开路，当地电位差超过±15V数值后，防雷元件导通短路，把地电位引导到摄像机上，同样形成事实上的多点接地；不管是电网地电位触发的持续性地电位，还是闪电触发的瞬态地电位，对安防系统来说，都是毁灭性的安全隐患。
4）为什么地电位会烧毁防雷器？
按照专业设计意图考虑，假定雷电过电压折算为1KV/10μs方波脉冲，接地电阻为4欧姆，理想脉冲放电电流为250A（忽略线路影响）：
脉冲功率为：P=1000V*250A=250KW；
平均功率为：P=250*103W*10/106=2500/103=2.5W;
假定电网地电位是100V,电流为100V/4Ω=25A, 功率为：P=100V*25A=2500W,是上面雷电过电压功率的1000倍；所以烧毁防雷器轻而易举。常规视频输入输出电路耐压一般都在10~30V以下，地电位电压足以瞬间烧毁视频设备。
5）“专业防雷”做的安防防雷，主张多点接地，接地引来地电位，把地电位和雷电感应混为一谈，一律划归“感应雷”，断定是对地电压，用接地防雷器向大地泄放；这是专业防雷们所走的错误路线。这是原理性设计错误，它给安防系统制造了重大安全隐患。
（关于地电位的形成分析，后面有专题叙述）。
  
【结论四】专业防雷对地电位缺乏起码的认识，混淆地电位与雷电感应的基本概念，用接地防雷器“泄放雷电流”，理论上没有依据，认识上是概念错误、应用上没有实效，实践上是敞开大门把地电位引入安防系统，安防系统自身和防雷都将自毁于人为引入的地电位。
 
【附加说明】本文所指的“接地防雷器”，是指用于安防系统的接地防雷器或接地浪涌保护器，所说安防系统不能使用接地防雷器，可以延伸到区域性弱电系统，但是不包括在电网、强电系统防雷使用接地防雷器。
 
图片2011.12.9.  18:30传完
[此贴子已经被作者于2011/12/9 18:29:38编辑过]

澳美高 发表于 2011-12-7 11:47:00

还是使用等电位免接地防雷器放心，效果好，安装易，节省安装成本
 
有兴趣可以找我交流
 
中山澳美-国内正宗免接地防雷器生产厂家
全国各气象局防雷中心备案，
权威检测报告，产品保险
QQ474834671
13178642721
[此贴子已经被作者于2011/12/7 11:48:28编辑过]

eie1992 发表于 2011-12-7 12:29:00

<div class="quote">以下是引用澳美高在2011/12/7 11:47:00的发言： 
还是使用等电位免接地防雷器放心，效果好，安装易，节省安装成本
 
有兴趣可以找我交流
 
中山澳美-国内正宗免接地防雷器生产厂家
全国各气象局防雷中心备案，
权威检测报告，产品保险
QQ474834671
13178642721
<div align="right">[此贴子已经被作者于2011/12/7 11:48:28编辑过]</div></div>
“还是使用等电位免接地防雷器放心，效果好，安装易，节省安装成本”——你们是“国内正宗免接地防雷器生产厂家”
安防人被忽悠怕了。能介绍一下“免接地”防雷的基本原理吗？基本原理不保密吧！

eie1992 发表于 2011-12-7 23:10:00

这几年，在这个“ <a href="http://www.1000bbs.com/index.asp?boardid=71&page=">防雷&接地</a> ”版块里，多次曝光过不打雷不下雨，烧毁防雷器的案例，有兴趣可以在这里找找。

eie1992 发表于 2011-12-8 08:29:00

今天又补充了3个图片（4、5、6），还有，只能明天再传了！一次只能上传3个啊！！！

eie1992 发表于 2011-12-9 18:32:00

今天总算把1楼的图片上传完了，有图对文字理解方便一些。

devil5420 发表于 2011-12-10 15:18:00

谢谢楼主图文并茂的描述，确实和我之前所理解的有些偏差，看来得把您的文章都搜出来读读，才能理解呀！

eie1992 发表于 2011-12-13 22:57:00

网友在这里提供的、被烧毁的防雷器。
  
[此贴子已经被作者于2011/12/14 10:01:01编辑过]

eie1992 发表于 2011-12-14 10:19:00

被烧的原产品：
  
深圳迪舰三合一视频监控防雷器
<div>
名称:三合一防雷器 
型号:DJ-D-3/100M/TV
品牌产地:迪舰 - 深圳
产品规格:颜色：黑色尺寸：11.5*6.5*4cm 净重：250g
相关证书:发明外观两项专利及国家避雷器中心检测报告
咨询电话:400-6868-213
产品简介:迪舰三合一视频监控防雷器,采用高能防浪涌元器件,大功率长寿命,串连线路设计三级滤压保护,低残压,特殊生产工艺,先进的劣化报警技术,外观大方新颖.安装方便.集成式设计,可对各种新型代云台交直流摄像机进行一体化精细SPD防浪涌/防雷/避雷/过流过电压保护,成本低效果好.性能稳定</div>
 
  
  
名称：三合一视频监控防雷器 型号: DJ-D-3/100M/TV 品牌: 迪舰 颜色：黑色尺寸：11.5*6.5*4cm  净重：250g  本产品拥有发明外观两项国家专利及国家避雷器中心检测报告（仿冒必究） 产品介绍:     
    迪舰-三合一防雷器产品集成摄像机电源、视频信号、控制信号，完全保护为一体。采用高能防浪涌元器件,大功率长寿命,独立无干扰线路串连线路设计三级滤压保护,TVS雪蹦精准钳位线路确保低残压无干扰,特殊生产工艺,先进的劣化报警技术,外观新颖、大方.安装方便.集成式设计,成本低、效果好、高性能。可对各种新型交直流带云台摄像机进行一体化精细防浪涌/防雷/避雷/过流过电压保护。
（本产品自主知识产权国家专利技术,仿冒必究） 产品特性: ◆多功能防浪涌过电压精细保护 ◆大流量 (10~20KA)    ◆低残压 (TVS雪蹦钳位线路)   ◆高速反应(1~25NS)   ◆劣化指示(视频信号切断技术) ◆全保护(三合一设计) ◆低损耗(进口插件线对线设计) ◆长寿命免维护(5年质保)（3ka下试验连续冲击100次） ◆防线路出错保护  ◆交直流电源通用 ◆三级滤压串联保护 ◆独立线路无干扰
◆进口插件低损耗
 
  
注意事项
1: 采用串联方式连接的防雷器，产品所标注的“输出端”所有端口均连接被保护设备
2: 在做防雷器接地时请仔细正确安装接地线，如有正负线路之分的产品请分清“正”“负”
3：防雷器安装在被保护设备前端，根据安装施工条件以“离保护设备越近越好”的原则来施工
4: 防雷设备需要定期进行检查，当产品出现劣化后请及时更换，以免造成您不必要的损失。
5: 切记不可带电作业，施工完后合闸运行时应检查防雷器有无异常。
6: 目前我公司防雷产品均须接地，一定要接地良好且接地线直电阻不得大于4欧姆。
7：电源系列防雷器前端需加装短路装置，避免防雷器劣化后短路引起火灾。
8：未带防水设计的防雷器必须安装在防水箱内，以免出现防雷器进水使之防雷功能失效；当太阳直晒会使防雷器外壳变色但不会影响防雷器工作
尊敬的用户:防雷设备是防雷工程中的一部分，为了确保安全必须由具备国家防雷施工资质的工程单位进行设计施工，我公司生产的防雷设备均按国家相关标准生产，请仔细查看产品相关参数，对应你的设备选型。我们的产品保护范围是有限的，而雷电流的大小是无法预测的，我们竭力尽最大可能的研发高能量的产品来保护您的设备，以便减少雷电流对您设备的伤害。
如有不明之处请联系我们联系电话：400-6868-213。

eie1992 发表于 2011-12-22 06:55:00

本文系列，在此已发：
[原创]安防防雷1：“静电感应学说”的基本概念错误
[原创]安防防雷2：立杆避雷针为什么是重大安全隐患
[原创]安防防雷3：防感应雷—接地防雷器—系统安全隐患
[原创]安防防雷4：地电位、地环路及其安全隐患

ztfspy 发表于 2011-12-31 21:01:00

学习啦，这个很受用呀

x17900 发表于 2012-1-2 21:53:00

深刻学习!

shyrdz 发表于 2012-1-9 13:29:00

我们周界也要做防雷  学习了！~！

bob200810 发表于 2012-2-6 16:29:00

有理有据，这里面有很多防雷器厂家的专家都不敢应答啊

安防小维 发表于 2012-3-1 10:58:00

...学习

yongxuan 发表于 2012-3-3 09:33:00

学习了！！！

LJB8972 发表于 2012-3-7 12:51:00

学习了

eie1992 发表于 2012-6-22 10:29:00

我把BBQ2010对此贴的质疑帖子搬回这里。以方便讨论。
  
[原创]EIE1992的伪科学
<a href="http://www.1000home.com/dispbbs.asp?boardid=51&Id=460730">http://www.1000home.com/dispbbs.asp?boardid=51&Id=460730</a>
不多说先上图~~
引用：<a href="http://www.1000bbs.com/dispbbs.asp?BoardID=71&ID=444792&replyID=&skin=1" target="_blank">http://www.1000bbs.com/dispbbs.asp?BoardID=71&ID=444792&replyID=&skin=1</a>
此主题相关图片如下：eie1992-原创图.jpg(略) <a href="http://www.1000home.com/UploadFile/2012-6/201262123475787153.jpg" target="_blank"></a>
<a name="LoadTime"></a><a name="UpFileSize">质疑问题：</a>
1.此图的高电位，是常态下的吗？为什么从图上看，同一个大地，在没有外部触发原因的情况下，为什么摄像机端的接地会是高电位，而主机端接地的电位是0？
2.接地防雷器，EIE1992画的请问等效成什么东西了？TVS~~~还是双向二极管？？？？？这个请解答~~！
3.再者，请问，摄像机的接地部分与主机的接地部分，会不会有接地电阻的存在，如果有，那么这个接地电阻对比视频线的电阻，他们之间的大小如何？
为了给老师更好的理解我的质疑观点，我稍微部分修改了一下老师原图~~作为本人对老师的技术扩展理解~~
此主题相关图片如下：修改的eie1992-原创图.jpg <a href="http://www.1000home.com/UploadFile/2012-6/2012622032761984.jpg" target="_blank"></a>
老师，小弟不才，画的图有点随意，但是我想以老师的智商，是可以看得懂的，请用技术分析的手法，判断下我画得对吗，这种情况是不是造成“摄像机接地端的地电位升高呢”
不对，请指出来~~

eie1992 发表于 2012-6-22 10:33:00

<span style="FONT-FAMILY: 宋体; FONT-SIZE: 12pt; mso-ascii-font-family: 'Times new=" New? mso-hansi-font-family: mso-bidi-font-family: ?Times Roman?; mso-font-kerning: 1.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: ZH-CN; mso-bidi-language: AR-SA? new="New" ???>上面BBQ2010给出的链接，就是本主题帖，这是eie1992的分析和分析得出的观点。
<span style="FONT-FAMILY: 宋体; FONT-SIZE: 12pt; mso-ascii-font-family: 'Times new=" New? mso-hansi-font-family: mso-bidi-font-family: ?Times Roman?; mso-font-kerning: 1.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: ZH-CN; mso-bidi-language: AR-SA? new="New" ???>既然BBQ2010认为本帖“【原创】EIE1992的伪科学”，那就请把“伪”的分析和依据摆出来。不做分析只能是“论扣帽子”，不属于技术讨论。
<span style="FONT-FAMILY: 宋体; FONT-SIZE: 12pt; mso-ascii-font-family: 'Times new=" New? mso-hansi-font-family: mso-bidi-font-family: ?Times Roman?; mso-font-kerning: 1.0pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: ZH-CN; mso-bidi-language: AR-SA? new="New" ???>   我们期待。
[此贴子已经被作者于2012/6/22 10:34:43编辑过]

BBQ2010 发表于 2012-6-22 11:53:00

伪的第一点：
 
按照专业设计意图考虑，假定雷电过电压折算为1KV/10μs方波脉冲，接地电阻为4欧姆，理想脉冲放电电流为250A（忽略线路影响）：
脉冲功率为：P=1000V*250A=250KW；
平均功率为：P=250*103W*10/106=2500/103=2.5W;
假定电网地电位是100V,电流为100V/4Ω=25A, 功率为：P=100V*25A=2500W,是上面雷电过电压功率的1000倍；所以烧毁防雷器轻而易举。常规视频输入输出电路耐压一般都在10~30V以下，地电位电压足以瞬间烧毁视频设备。
 
这个假定的电网地电位是100V，如何引发的，根据理论分析，只有当防雷器的接地线与电网的接地点之间的安全距离≤20米的时候，或者直接连接的时候，老师的理论有可能成立-----以偏概全，没有特定
 
条件的假定，属于技术恐吓，用特殊情况，替代常规情况，实属伪科学之一~~~
 
伪的第二点：
以视频线接地防雷器为例，视频线两端安装“开关型防雷接地元件”，假定开关导通电压为15伏；对雷电感应电动势，回路中有传输线上的感应电动势Uo，还有两端接地线上的U1和U2；每一个感应电动势都要通过视频线、两端接地线和大地这个大回路泄放，见图3-6。这么长的放电回路，哪家的专业防雷器能做到有效、快速“泄放雷电流”呢？
 
   老师首先根据电磁学理论解释，感应雷的电动势等效于线缆中间，这一点只有你的肯定，并无技术分析，如何成立？----反证：对于一个实际的线路400米传输，感应雷不会同时感应400米的线缆，而当
缆两端有良好接地的时候，感应雷电流是走电阻小的地方呢？还是走电阻大的地方呢？老师的等效只是针对于无接地，或者感应雷在线缆中段引发的情况！！----技术恐吓，对各种情况分析不足，又是一个以偏概全！！
 
伪的第三点：
 
举例不打雷不下雨，防雷器烧坏的情况，继续技术恐吓同行，以达到其不可告人的秘密------防雷器不打雷不下雨，为什么烧坏，常见的情况：这是因为防雷器的接地线接到了电网地，或者其他可能漏电的
 
东西，什么是电网地呢？老师一贯的认为就是“变压器的中性接地点”---这个是变压器0线与中性线的连接点，这条线在TN-C系统中，叫PEN，是工作零线和保护零线合二为一的，因此这种设备损坏，只
 
是因为部分同行“对防雷器接地”的认识不够，防雷器接地，是指接大地，而不是工作零线，因为工作0线在三相负载不平衡的时候，线路中有电流，所以会损坏防雷器，和地电位一点关系没有~~
 
总结：
 
1.老师以偏概全，自以为是
 
2.老师故意混淆“防雷地”与“电网地”的区别，统一归类为“地”，引发论坛技术恐慌；
 
3.老师对技术的分析，只局限于对自己有利的一面，对各种情况可能导致的问题，避而不谈，根本上无视概率，混淆视听！！！

页: [1] 2 3 4 5 6 7 8

千家论坛_弱电智能化技术与工程讨论(建筑智能,家居智能,人工智能)'s Archiver

[原创]安防防雷3：防感应雷—接地防雷器—系统安全隐患