安防系統的接地，一般出於三點考慮：安全，抗干擾，防雷。網路上安防行業有關防雷的文章和帖子很多，但有些概念不夠準確，甚至是錯誤的，在工程設計參考時讓人感到有些無所適從。
Protecting an Outdoor IP Camera: Minimize Risk to Your Network ...
有關防雷的兩類觀點
有關防雷常見的「第一類觀點」：
1) 「監控室內應設置等電位連接母線(或金屬板)，該等電位連接母線，應與建築物防雷接地、PE線、設備保護地、防靜電地等連接到一起防止危險的電位差。
各種電湧保護器(避雷器)的接地線，應以最直和最短的距離，與等電位連接母排進行電氣連接」——總之一句話：主機系統機殼接大地。
2) 「前端設備如攝影機置於接閃器(避雷針或其它接閃導體)有效保護範圍之內。當攝影機獨立架設時，原則上為了防止避雷針及引下線上的暫態高電位，避雷針最好距攝影機3-4米的距離。
DITEK Surge Protection - Recent blog posts - DITEK Blog
如有困難，避雷針也可以架設在攝影機的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身，或選用Φ 8的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應，沿電線桿引上的攝影機電源線和信號線，應穿在金屬管內以達到屏蔽作用，屏蔽金屬管的兩端均應接地」。
3) 監控系統的防雷接地，應與系統的交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地共用一組接地裝置，接地電阻不得大於1Ω」。
注:看了這一段論述，有一點是明確的：監控主機系統要接好大地。但是前端攝影機機殼，到底是接大地還是不接大地呢？第二條裡沒有明確，按第三條理解，似乎應該和防雷接地「共用一組接地裝置」。
有關防雷常見的「第二類觀點」：
1、「什麼是等電位連接？攝影機等電位連接怎麼做？
將分開的裝置、諸導電物體等用等電位，連接導體或電湧保護器連接起來，以減小雷電流在它們之間產生的電位差。
就攝影機等電位而言，等電位是指攝影機的金屬外殼、機架、金屬管、槽、屏蔽線纜外層、設備防靜電接地、安全保護接地、浪湧保護器接地(SPD)接地端等，均應與等電位連接端子連接。等電位連接的目的：降低設備各部件之間的電位差及統一系統的零電位參考點。」
2、「室外金屬立桿攝影機需不需要與立桿絕緣？
不需要，且必須進行可靠的等電位連接。當金屬立桿遭受直接雷擊，或洩放雷電流時，會在金屬立桿周圍產生一磁場，這一磁場達到一定強度時，會對附近的電子設備放電；而攝影機外殼與金屬立桿連接後，不存在電位差；攝影機更安全。」
注:防雷廠家要求安防工程設計時，考慮防止直擊雷的接閃問題、電力系統的防雷問題，要求安防系統所有市電接口，通信接口，影像接口，直流電源接口等等，凡是有「口的地方」都要加防雷器，都要做好接大地；防雷投入是近幾年安防工程設計者，很傷腦筋的問題。
不少「只懂弱電的安防人」誠實地按照這類防雷廠家的「指導」，設計了安防系統的防雷工程：到處接大地，處處安避雷器。
「實踐是檢驗真理的唯一標準」，一個這樣布滿防雷器的安防工程系統，干擾卻十分嚴重，用抗干擾器也很難解決問題；但有時把防雷器拆了，不用抗干擾器干擾也沒有了；有的抗干擾器暫時能夠抗掉了干擾，後來卻又出現了干擾，甚至發生成批燒毀抗干擾器，燒毀了避雷器的問題；打雷照樣燒毀設備，不打雷也燒毀設備，問題到底出在哪裡？
筆者認為，這第二類防雷廠家的意見，沒有一點弱電系統概念和觀念，沒有區域大系統電磁相容觀念和意識，對遠離主機的前端攝影機設備，照搬了建築物等電位連接的教條，把監控系統的安全置於死地。
本文就針對這類問題做些分析，提供一些工程參考意見，以求引起安防行業的朋友注意和思考。
監控系統如何考慮防雷
筆者的觀點是：
1) 全面防雷不是安防工程應該考慮的問題。有些防雷的文章，讓安防工程全面考慮接閃，防靜電和防雷電電磁感應問題，弄得安防弱電工程商頭都大了，無所適從，只好把防雷任務交給「防雷專業廠家」設計。安防工程屬於弱電工程，屬於建築物建設項目完工後的工程。
建築物的區域防雷和避雷，建築物電力系統的防雷和避雷，都是建築物統一設計施工的，都有安全標準和完工驗收標準。入住的人員，常用設備，都應該在它們的有效保護之下安全運行，包括在它們有效保護範圍之內的安防系統的安全運行。
所以建築物避雷接閃問題，和電力電源取電中的雷電感應浪湧問題，都應視為已達到並符合安全標準要求。這就是常用家電都不用加裝防避雷設施的原因和慣例；
2) 安防工程設計時，應該考察甲方建築物和供電系統的防雷避雷系統的驗收報告，瞭解有效防護範圍，明確這些防雷責任在甲方。
3) 靜電感應——帶電雲層對地面的靜電感，應會在局部地面形成與雲層帶電相反的電荷累積，從而引起地電位的劇烈變化，這一現象是靠避雷針有效放電的「中和反應」，來消除並確保安全的。
多數情況下避雷針有效放電的「中和反應」，是隨著帶點雲層的靠近，即時、逐步進行的，這就避免異性電荷的大量累積，避免閃電現象的發生，是在不知不覺中「避雷」的。
Outdoor POE Camera & Lightning protection best practices - • CCTV ...
上面引述的「防雷專家」意見，要求把攝影機殼「等電位」接大地，說「攝影機外殼與金屬立桿連接後，不存在電位差；攝影機更安全」；這就是說，有帶電雲層對地面靜電感應時，也要把攝影機作為「大電流放電」通道。
這等於說雷雨天氣，把自己腳腕上綁一根導線接大地，讓帶電雲層通過人體，以低電阻、大電流對地放電。這不是防雷，是引雷，讓大電流融化攝影機。
還有，安防工程是一個涉及區域廣大的電氣連接系統，這A點發生了靜電感應，攝影機與接地立桿是「等電位」了，但是遠處沒有發生靜電感應區域B的，接大地的攝影機或主機，二者之間卻製造了「不等電位的環路連接」——這就是上面說的「沒有區域大系統電磁相容觀念和意識」造成的錯誤；
4) 雷電電磁感應指的是雷電電磁波，對導線的電磁感應。暴露在外部空間的導線——電力線、監控傳輸線，金屬立柱，金屬支架等等，都可以「接收到」 雷電電磁波的感應電流或電動勢。
雷電電磁波脈衝是毫微秒級的「高壓短脈衝」，它的頻譜，可以擴展到幾十到幾百兆赫以上。這麼高的頻譜，接地線也都失去了常規的「接地」意義。
一根幾米幾十米長的接地線，此時也變成了「接收天線」，對高頻來說，它們增大了「天線有效接收面積」，可以使系統接收的電磁脈衝能量更大、更高。
對於這種雷電電磁感應，傳統的避雷針系統是無能為力的。所以，這才是弱電系統、安防工程必須考慮的現實問題。
5) 對於室外、超出已有防避雷系統有效保護範圍的，一些監控點應該考慮設獨立「避雷針」，使這些點位的攝影機等安防器材在「避雷針」有效保護之下安全運行。
實在要把攝影機系統支架，安裝在避雷針立柱或塔架上時，必須做好攝影機機殼、視訊線BNC頭、電源線、控制線等與避雷針接地立柱的絕緣，要高強度的絕緣，這應該是上面引用的「第一類觀點」所說：「為防止電磁感應，沿電線桿引上的攝影機電源線和信號線，應穿在金屬管內以達到屏蔽作用，屏蔽金屬管的兩端均應接地」的正確理解——屏蔽線纜、與大地絕緣。
而「第二類觀點」錯誤的把它們接在一起——接大地；
6) 安防系統的防雷，是為了保護安防系統的安全運行，這應該是第一原則。前面引述的所謂前端「等電位連接」接大地的意見，其實踐結果是引雷，是製造地環路，製造安防系統的安全隱憂(後面有進一步分析)。
7) 防雷廠家的產品，包括某些「X合一防雷器」廠家，都沒有公開明確自己產品的接地關係，有的就是把影像防雷器的接大地點，與影像信號地(攝影機殼、BNC外殼、電纜屏蔽層)短路。如果不考慮地環路問題，這種防雷器連接方式，還不如就拉根接地導線更簡單，更方便，更便宜!
防雷源於強電系統，但防雷進入安防行業就應研究安防行業的特點和實際情況，那些「有口就接大地」的做法，只能是「專業的外行做法」。
把建築物防雷採用的「等電位體」概念，錯誤的用到「安防系統」，天真的設想出一種「區域系統等電位體」，這不僅是異想天開的錯誤，更是系統安全的殺手；下面來分析這個問題。
安防系統接大地怎麼做
1) 安防系統可以、也應該在建築物和供電防避雷系統，保護範圍之內安全運行，保護責任在甲方，不在安防工程方。在已有防避雷系統，保護範圍之外的室外攝影機和傳輸纜線，都應該設立獨立避雷針，穿金屬管或埋地保護，並保持絕緣關係。
2) 安防系統「單點接地原則」：即只有主機系統一點接大地，這是安全接地，確保操作人員安全；這也是洩放系統「靜電」的安全通路；
3) 系統所有前端攝影機都要和大地絕緣，包括攝影機外殼、BNC外殼、影像信號地、直流電源地、解碼器的地等，都要和大地絕緣。系統中如果遠處有分控點，「分控機殼」也不要接大地，這也從工程案例中得到證實。
4) 攝影機、傳輸設備、數據通信設備等，本身已經具有防雷電電磁感應功能的，就不需要再加防雷器了。沒有防雷電電磁感應功能的設備，可以選用合格的防雷器解決。
值得注意的是：自帶防雷電電磁感應功能的設備，如果能緊密結合實際電路設計，其有效性要優於通用防雷器性能。這裡我們不做進一步探討。
安防系統的接地，一般出於三點考慮：安全，抗干擾，防雷。網路上安防行業有關防雷的文章和帖子很多，但有些概念不夠準確，甚至是錯誤的，在工程設計參考時讓人感到有些無所適從。
 |
| Protecting an Outdoor IP Camera: Minimize Risk to Your Network ... |
有關防雷的兩類觀點
有關防雷常見的「第一類觀點」：
1) 「監控室內應設置等電位連接母線(或金屬板)，該等電位連接母線，應與建築物防雷接地、PE線、設備保護地、防靜電地等連接到一起防止危險的電位差。
各種電湧保護器(避雷器)的接地線，應以最直和最短的距離，與等電位連接母排進行電氣連接」——總之一句話：主機系統機殼接大地。
2) 「前端設備如攝影機置於接閃器(避雷針或其它接閃導體)有效保護範圍之內。當攝影機獨立架設時，原則上為了防止避雷針及引下線上的暫態高電位，避雷針最好距攝影機3-4米的距離。
 |
| DITEK Surge Protection - Recent blog posts - DITEK Blog |
如有困難，避雷針也可以架設在攝影機的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身，或選用Φ 8的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應，沿電線桿引上的攝影機電源線和信號線，應穿在金屬管內以達到屏蔽作用，屏蔽金屬管的兩端均應接地」。
3) 監控系統的防雷接地，應與系統的交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地共用一組接地裝置，接地電阻不得大於1Ω」。
注:看了這一段論述，有一點是明確的：監控主機系統要接好大地。但是前端攝影機機殼，到底是接大地還是不接大地呢？第二條裡沒有明確，按第三條理解，似乎應該和防雷接地「共用一組接地裝置」。
有關防雷常見的「第二類觀點」：
1、「什麼是等電位連接？攝影機等電位連接怎麼做？
將分開的裝置、諸導電物體等用等電位，連接導體或電湧保護器連接起來，以減小雷電流在它們之間產生的電位差。
就攝影機等電位而言，等電位是指攝影機的金屬外殼、機架、金屬管、槽、屏蔽線纜外層、設備防靜電接地、安全保護接地、浪湧保護器接地(SPD)接地端等，均應與等電位連接端子連接。等電位連接的目的：降低設備各部件之間的電位差及統一系統的零電位參考點。」
2、「室外金屬立桿攝影機需不需要與立桿絕緣？
不需要，且必須進行可靠的等電位連接。當金屬立桿遭受直接雷擊，或洩放雷電流時，會在金屬立桿周圍產生一磁場，這一磁場達到一定強度時，會對附近的電子設備放電；而攝影機外殼與金屬立桿連接後，不存在電位差；攝影機更安全。」
注:防雷廠家要求安防工程設計時，考慮防止直擊雷的接閃問題、電力系統的防雷問題，要求安防系統所有市電接口，通信接口，影像接口，直流電源接口等等，凡是有「口的地方」都要加防雷器，都要做好接大地；防雷投入是近幾年安防工程設計者，很傷腦筋的問題。
不少「只懂弱電的安防人」誠實地按照這類防雷廠家的「指導」，設計了安防系統的防雷工程：到處接大地，處處安避雷器。
「實踐是檢驗真理的唯一標準」，一個這樣布滿防雷器的安防工程系統，干擾卻十分嚴重，用抗干擾器也很難解決問題；但有時把防雷器拆了，不用抗干擾器干擾也沒有了；有的抗干擾器暫時能夠抗掉了干擾，後來卻又出現了干擾，甚至發生成批燒毀抗干擾器，燒毀了避雷器的問題；打雷照樣燒毀設備，不打雷也燒毀設備，問題到底出在哪裡？
筆者認為，這第二類防雷廠家的意見，沒有一點弱電系統概念和觀念，沒有區域大系統電磁相容觀念和意識，對遠離主機的前端攝影機設備，照搬了建築物等電位連接的教條，把監控系統的安全置於死地。
本文就針對這類問題做些分析，提供一些工程參考意見，以求引起安防行業的朋友注意和思考。
監控系統如何考慮防雷
筆者的觀點是：
1) 全面防雷不是安防工程應該考慮的問題。有些防雷的文章，讓安防工程全面考慮接閃，防靜電和防雷電電磁感應問題，弄得安防弱電工程商頭都大了，無所適從，只好把防雷任務交給「防雷專業廠家」設計。安防工程屬於弱電工程，屬於建築物建設項目完工後的工程。
建築物的區域防雷和避雷，建築物電力系統的防雷和避雷，都是建築物統一設計施工的，都有安全標準和完工驗收標準。入住的人員，常用設備，都應該在它們的有效保護之下安全運行，包括在它們有效保護範圍之內的安防系統的安全運行。
所以建築物避雷接閃問題，和電力電源取電中的雷電感應浪湧問題，都應視為已達到並符合安全標準要求。這就是常用家電都不用加裝防避雷設施的原因和慣例；
2) 安防工程設計時，應該考察甲方建築物和供電系統的防雷避雷系統的驗收報告，瞭解有效防護範圍，明確這些防雷責任在甲方。
3) 靜電感應——帶電雲層對地面的靜電感，應會在局部地面形成與雲層帶電相反的電荷累積，從而引起地電位的劇烈變化，這一現象是靠避雷針有效放電的「中和反應」，來消除並確保安全的。
多數情況下避雷針有效放電的「中和反應」，是隨著帶點雲層的靠近，即時、逐步進行的，這就避免異性電荷的大量累積，避免閃電現象的發生，是在不知不覺中「避雷」的。
 |
| Outdoor POE Camera & Lightning protection best practices - • CCTV ... |
上面引述的「防雷專家」意見，要求把攝影機殼「等電位」接大地，說「攝影機外殼與金屬立桿連接後，不存在電位差；攝影機更安全」；這就是說，有帶電雲層對地面靜電感應時，也要把攝影機作為「大電流放電」通道。
這等於說雷雨天氣，把自己腳腕上綁一根導線接大地，讓帶電雲層通過人體，以低電阻、大電流對地放電。這不是防雷，是引雷，讓大電流融化攝影機。
還有，安防工程是一個涉及區域廣大的電氣連接系統，這A點發生了靜電感應，攝影機與接地立桿是「等電位」了，但是遠處沒有發生靜電感應區域B的，接大地的攝影機或主機，二者之間卻製造了「不等電位的環路連接」——這就是上面說的「沒有區域大系統電磁相容觀念和意識」造成的錯誤；
4) 雷電電磁感應指的是雷電電磁波，對導線的電磁感應。暴露在外部空間的導線——電力線、監控傳輸線，金屬立柱，金屬支架等等，都可以「接收到」 雷電電磁波的感應電流或電動勢。
雷電電磁波脈衝是毫微秒級的「高壓短脈衝」，它的頻譜，可以擴展到幾十到幾百兆赫以上。這麼高的頻譜，接地線也都失去了常規的「接地」意義。
一根幾米幾十米長的接地線，此時也變成了「接收天線」，對高頻來說，它們增大了「天線有效接收面積」，可以使系統接收的電磁脈衝能量更大、更高。
對於這種雷電電磁感應，傳統的避雷針系統是無能為力的。所以，這才是弱電系統、安防工程必須考慮的現實問題。
5) 對於室外、超出已有防避雷系統有效保護範圍的，一些監控點應該考慮設獨立「避雷針」，使這些點位的攝影機等安防器材在「避雷針」有效保護之下安全運行。
實在要把攝影機系統支架，安裝在避雷針立柱或塔架上時，必須做好攝影機機殼、視訊線BNC頭、電源線、控制線等與避雷針接地立柱的絕緣，要高強度的絕緣，這應該是上面引用的「第一類觀點」所說：「為防止電磁感應，沿電線桿引上的攝影機電源線和信號線，應穿在金屬管內以達到屏蔽作用，屏蔽金屬管的兩端均應接地」的正確理解——屏蔽線纜、與大地絕緣。
而「第二類觀點」錯誤的把它們接在一起——接大地；
6) 安防系統的防雷，是為了保護安防系統的安全運行，這應該是第一原則。前面引述的所謂前端「等電位連接」接大地的意見，其實踐結果是引雷，是製造地環路，製造安防系統的安全隱憂(後面有進一步分析)。
7) 防雷廠家的產品，包括某些「X合一防雷器」廠家，都沒有公開明確自己產品的接地關係，有的就是把影像防雷器的接大地點，與影像信號地(攝影機殼、BNC外殼、電纜屏蔽層)短路。如果不考慮地環路問題，這種防雷器連接方式，還不如就拉根接地導線更簡單，更方便，更便宜!
防雷源於強電系統，但防雷進入安防行業就應研究安防行業的特點和實際情況，那些「有口就接大地」的做法，只能是「專業的外行做法」。
把建築物防雷採用的「等電位體」概念，錯誤的用到「安防系統」，天真的設想出一種「區域系統等電位體」，這不僅是異想天開的錯誤，更是系統安全的殺手；下面來分析這個問題。
安防系統接大地怎麼做
1) 安防系統可以、也應該在建築物和供電防避雷系統，保護範圍之內安全運行，保護責任在甲方，不在安防工程方。在已有防避雷系統，保護範圍之外的室外攝影機和傳輸纜線，都應該設立獨立避雷針，穿金屬管或埋地保護，並保持絕緣關係。
2) 安防系統「單點接地原則」：即只有主機系統一點接大地，這是安全接地，確保操作人員安全；這也是洩放系統「靜電」的安全通路；
3) 系統所有前端攝影機都要和大地絕緣，包括攝影機外殼、BNC外殼、影像信號地、直流電源地、解碼器的地等，都要和大地絕緣。系統中如果遠處有分控點，「分控機殼」也不要接大地，這也從工程案例中得到證實。
4) 攝影機、傳輸設備、數據通信設備等，本身已經具有防雷電電磁感應功能的，就不需要再加防雷器了。沒有防雷電電磁感應功能的設備，可以選用合格的防雷器解決。
值得注意的是：自帶防雷電電磁感應功能的設備，如果能緊密結合實際電路設計，其有效性要優於通用防雷器性能。這裡我們不做進一步探討。
0 comments:
張貼留言