[原创]安防防雷2：立杆避雷针为什么是重大安全隐患...

 

【防雷理念】：

确保安全防范系统自身的运行安全至关重要。如果用于保障社会安全的技术系统自身的安全都得不到可靠保障，么安全防范也就无从谈起。

安防系统防雷，本意是确保系统自身安全运行的技术手段之一，但是如果防雷设计和产品的应用，基本原理上就存在重大安全隐患，这无异于给安防系统安装了定时炸弹；

九十年代的一般安防工程，很少考虑防雷和强调接地问题，实际工程也很少出现雷击事件和系统安全问题；

2000年以后，“专业防雷”越来越多的进入安防市场，安防工程的防雷设计和产品，都打着浓浓的“专业防雷”色彩。然而，安防系统被雷击的事件，从此开始频发。值得深思的是：安装有防雷设备的安防工程，“设备受损和系统瘫痪”的比例，远远高于没有安装防雷的工程比例；同时，安防系统“接地”带来的问题也越来越多，越来越突出。近十年来，安防工程的设计、施工和维护，越来越多的关注着防雷与接地问题。

立杆避雷针为什么是重大安全隐患

室外立杆摄像机防直击雷设计，GA/T670-2006《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》实施指南（后面简称《指南》）第五章指出：

5.2必须安装在直击雷非防护区（LPZO_A）的前端设备，其安装杆上应设置避雷针，如图1所示。

 

 

“专业防雷厂家”的典型设计描述（1）：

“前端设备，如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。当摄像机独立架设时，原则上为了防止避雷针及引下线上的暂态高电位，避雷针最好距摄像机3－4米的距离。如有困难，避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ8的镀锌圆钢。为防止电磁感应，沿电线杆引上的摄像机电源线和信号线应穿在金属管内以达到屏蔽作用，屏蔽金属管的两端均应接地”

“专业防雷厂家”的典型设计（2）：

直击雷防护:在室外摄象机的支撑杆上端,安装一个普天小避雷针(PTZ-1.5),高度要高于摄象机,避雷针的引下线,可以直接利用金属杆本身,还可以敷设人工引下线,引下线连接到下端的地网.地网的电阻要小于10欧姆.

摄象机的感应雷防护:在摄象机的电源,控制线,视频线路上分别安装防雷器,可以采用三合一集中式防雷器,型号是:普天PT-V3/220,把三种信号进行全面保护.此防雷器的地线连接到下面的地网上.

“专业防雷厂家”的原理性描述：

“室外金属立杆摄像机需不需要与立杆绝缘？不需要，且必须进行可靠的等电位连接。当金属立杆遭受直接雷击或泄放雷电流时会在金属立杆周围产生一磁场，这一磁场达到一定强度时会对附近的电子设备放电；而摄像机外壳与金属立杆连接后不存在电位差；摄像机更安全。”

 

[此贴子已经被作者于2011/12/5 13:16:13编辑过]

 

【立杆避雷针防直击雷的安全性分析】

1）避雷针的雷电反击电压：避雷针接闪时的雷电反击电压，可以达到1000KV（100万伏）以上；对于独立避雷针来说，这个瞬态高电压，可以在地面形成环形“跨步电压区”，带电避雷针体可以闪击（反击）周围临近的物体。空气的击穿强度为30KV/公分，雨天1000KV击穿距离高达1米以上。这就是为什么要求立杆离避雷针的距离要大于3、4米的原因，防止闪击。

 

 

1）忽略了系统电气连接关系：“摄像机外壳与金属立杆连接，接闪后不存在电位差；”但是摄像机立杆避雷针不属于独立避雷针，它通过视频线，控制线和电源线，与主机和全系统有着紧密的电气连接关系。接闪时摄像机外壳和避雷针一样带有百万伏瞬态高电压，而主机和其他摄像机接地端的地电位是零，这样一来，摄像机端的视频线、控制线、电源线上，就都附加有这个百万伏瞬态高电压，如图2-3等效电路所示；这一事实，竟然被“专业防雷”们忽略了，常人难以想象的技术漏洞。

 

 

1）一次接闪必烧设备：把百万伏瞬态高电压引入系统，立杆周围大于33公分~1米闪击距离是不可抗拒的，显然，立杆避雷针只要一次接闪，安防系统必然瘫痪。

2）接地防雷器的美梦：专业防雷设计告诉我们，在避雷针立杆摄像机输出端安装三合一、二合一接地防雷器，设想是：雷电压使气体放电管导通，视频线上的瞬态高压被拉到大地0电位，或者被限压元件箝位在15V或30V安全电压范围，这可能吗？安全么？

瞬态高电压是雷电流在避雷针体和接地网上形成的，高达百万伏。如果防雷器能把瞬态高电位箝位在15伏或30V，那就是说这种防雷器的放电能力，远远大于立杆避雷针，完全可以替代避雷针了。接地防雷器安在这里，只能自毁。

3）引入地电位环路：立杆避雷针把摄像机接地，造成安防系统多点接地，把地电位引入了安防系统，即使不下雨不打雷，立杆不接闪，地电位环路轻则引入地环路干扰，重则可以瞬间烧毁防雷器和系统设备。说明“专业防雷”对地电位还没有起码的认识。关于电网地电位，后面会有专文介绍。关于电网地电位，后面会有介绍。

6）摄像机与立杆避雷针绝缘：有人主张：把摄像机与立杆避雷针绝缘，避免多点接地，把沿杆引上的摄像机线缆，穿在金属管内，金属管接地，以达到既防直击雷又屏蔽感应雷的目的，可行么？——不打雷，不接闪，似乎可行。既然是防直击雷设计，立杆接闪是必然的。还是上面的数据，百万伏瞬态高电压的击穿距离大于33~100公分，这是不可抗拒的。屏蔽金属管贴在立杆上，与立杆等电位，接闪时屏蔽金属管上也带有百万伏瞬态高电压，来自远端地电位为零的摄像机线缆穿到管内，怎么能避免被闪击烧毁呢？谁也无法避免。

 

摄像机与立杆避雷针绝缘，怎么绝缘？多厚的绝缘层能抵抗1米以上的高压闪击距离？

【结论】防直击雷，室外摄像机立杆避雷针化设计，防雷变成了引雷，并人为制造了系统多点接地，使安防系统自身完全丧失了安全。

显然这是比“高铁追尾”还要低级的“专业防雷”设计。

这种设计，公开载入《指南》中了，值得深思。

安防工程遍布各地“昂然屹立”的立杆避雷针，曾经是设计者引以自豪的“光彩工程”，我们历史的看下去，这将是他们担负经济和法律责任的事实依据和历史铁证。

如果能把各地不同类型的摄像机立杆避雷针的照片，贴在这里，我想很有好处，希望有兴趣的朋友能做点贡献，能介绍所属单位更好。

工程案例分析参考：

 

案例1：快球控制烧坏可能原因求教

现场使用的高速球，用在火车站的三个站台，其中站台的球总是烧控制电路，控制电路板有做防雷设计，气体放电管没有烧，但485芯片都已经烧坏。

高速球是安装在立杆上的，立杆上有接线箱，控制线接到线箱光端机上。立杆上装有避雷针，但导地连接方式不是很清楚。

视频线上也装了避雷器，但是避雷器没有坏。

目前搞不清楚是什么原因，东西还在继续坏着，相当郁闷。

案例2：三合一防雷器经常损坏？？

请各位帮帮忙，分析分析.....

      现有四个室外摄像机，安装于立柱上，柱内有三合一防雷器串接于摄像机信号线与电源线上。视频信号接至4路光端机上。

      最近有三次故障发生，均是其中一路（三次均是同一路）的三合一防雷器损坏，并且导致该路视频光端机的信号接入口损坏。经检查，防雷器信号接头的负极不通正极同，其余的接口均完好。防雷器里面有一个2欧姆的电阻损坏了。

      没有雷击，电压正常，只是有下雨，但柱里没有水。我真的是分析不出来是什么原因导致防雷器和光端机损坏？？

      请各位大侠帮忙分析分析，谢谢！

【分析】

1）“四个室外摄像机，安装于立柱上”——是不是摄像机与立柱没做绝缘，摄像机接大地了？四个摄像机是不是都没绝缘，都接大地了？

2）四路光发射机机壳接没接地？就这一点应该接地。

3）排除设备问题，系统设计安装方面，这里一个光发射机+4路摄像机，是一个有电气连接关系的“小系统”，安全设计原则是“系统单点接地”——光发射机接地，其他四个摄像机都要保证和大地绝缘。

4）“系统单点接地”——是指有直接电气连接关系的大系统，或子系统，光缆传输把一个大系统，分解成几个子系统，每个子系统都要遵守“系统单点接地”原则；

    先把这个问题处理好再说。设备故障、漏电属于偶然特例，没有普遍意义。

楼主继续分析呀,等着看下文呢!

我挺你，前几年流行杆上插针的时候。我经常因为持与你相同论调被扁的一文不值，战友啊。我比较靠前的帖子，弱电接地图特意指出了杆上插针不可取。

[此贴子已经被作者于2011/12/10 18:16:54编辑过]

立杆做成避雷针，用于引雷，把引来的雷电反击电压，在引入监控系统，只要一次接闪，必将烧毁设备，造成系统硬瘫痪。

立杆做成避雷针把摄像机接大地，引入地电位，不打雷不下雨，地电位或造成干扰，或烧毁设备；

这两项低级错误造成的安全隐患，专业防雷设计者，还能做出其他合理解释吗？

不明白。学习了，刚装了一个立杆的（带避雷针）上装摄像机，楼主说这样不可取？1 要杆和摄像机绝缘。2 说不接雷接闪（闪电吗）会有干扰？还会烧摄像机？真的假的？那立杆上做一个带尖的避雷针可行吗？

补充一下：我做加油站的监控，为什么云台老是不受控？有的自检有的还不自检？有的用工程宝可以控制，但是接到硬盘录像机上就不受控制？有这方面的经验吗？给个解决方法。

 

立杆插针不可取，但是不插，摄像机又不能防直击雷，虽然发生概率小，但万一碰上了，岂不是百口难辩！

以下是引用懒兵教练在2011/12/10 20:31:00的发言：
不明白。学习了，刚装了一个立杆的（带避雷针）上装摄像机，楼主说这样不可取？1 要杆和摄像机绝缘。2 说不接雷接闪（闪电吗）会有干扰？还会烧摄像机？真的假的？那立杆上做一个带尖的避雷针可行吗？

本贴就是接闪分析这个问题的“专贴”，看来你还没仔细看过，希望你能认真看看，与偶不明白的地方可以提出来。

以下是引用懒兵教练在2011/12/10 20:35:00的发言：

补充一下：我做加油站的监控，为什么云台老是不受控？有的自检有的还不自检？有的用工程宝可以控制，但是接到硬盘录像机上就不受控制？有这方面的经验吗？给个解决方法。

 

“有的用工程宝可以控制，但是接到硬盘录像机上就不受控制？”

多种原因都可以造成这种现象，混到一起很难查找原因。从这个测试来看，应检查你的系统“多点接地问题”：

先检查摄像机，把接大地的都做好绝缘。把主机一点接大地，做完后再看看。

这几种摄像机立杆，也具有“避雷针”功能

 

 

[此贴子已经被作者于2011/12/13 22:38:00编辑过]

 

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

不太懂这些，来学习一下，顶楼主

学习

受教了，谢谢楼主，请楼主看看这个图片上的方案可行吗？

[此贴子已经被作者于2012/2/3 11:38:01编辑过]

以下是引用懒兵教练在2011/12/10 20:35:00的发言：

补充一下：我做加油站的监控，为什么云台老是不受控？有的自检有的还不自检？有的用工程宝可以控制，但是接到硬盘录像机上就不受控制？有这方面的经验吗？给个解决方法。

 

这个原因很多:

1、高压引起485设备死机，一般断电从启动后回复。但不久后依然不行、解决方法就是屏蔽控制线。

2、控制线布局、长度、线径不合乎白皮书要求，一般电子城的施工单位、单枪匹马的容易忽略这些问题。解决方法就是加码分配器（现在TB上好像有卖的）或更换线、改路径、调节终端尾阻等

3、协议、地址、波特率、AB线反接等问题。

以下是引用vdun在2012/2/3 11:17:00的发言：

受教了，谢谢楼主，请楼主看看这个图片上的方案可行吗？
此主题相关图片如下：200911214462093795.jpg

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[此贴子已经被作者于2012/2/3 11:38:01编辑过]

可行，不可行？看看下面问题如何解释和通过：

1）立杆做成避雷针，就是为了引雷接闪，百万伏以上的雷电反击电压，通过视频线、控制线、电源线，和主机连接，什么设备能不被烧毁？把避雷针设计到安防系统中——天才设计；

2）三合一防雷器——哪家的防雷器，能把避雷针“百万伏以上的雷电反击电压”限制在安全电压范围？而有不被烧毁？——肉包子打狗，全吃！

3）摄像机接地，三合一防雷器接地，人为制造多点接地，即使不打雷，把电网地电位引入监控系统——这颗定时炸弹怎么办？

    这是非常漂亮的“专业防雷设计”图——是安防系统自身彻底丧失安全的设计——是百分百的“安防坟墓”设计。