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4.3）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
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。
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。
地环路给地电位入侵安防系统，提供了可靠的入侵路径；
2）地电位入侵视频传输回路原理分析
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：
A. 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;
B.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。
C.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。
D. 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；
E. 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。
F. 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。
G. 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；
5） “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2011/12/22 6:32:29编辑过]
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wanglianhai
发表于 2012-1-4 11:40:00
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