安防防雷技术分析与安全警示Word下载.docx

1、经过近几年的工程跟踪，模拟实验，原理分析以及网上及“专业防雷”的探讨，我们越来越清楚的看到：某些“专业防雷”为安防工程设计的防雷及接地，存在着原理性错误，并严重威胁着安防系统自身的安全。为了叙述方便，本文把这种具有安全隐患的防雷及接地设计，简称为“雷人设计”，它来源于打着“专业防雷”旗号的一些“防雷厂家”， 在安防行业影响广泛而深远，问题很严重。一、【安防工程防雷：“雷人设计”的技术要点】 防直击雷：室外摄像机立杆要避雷针化设计，金属立杆，上面安装避雷针，下面要做低电阻接地网；防感应雷：室外摄像机输出端，要安装（他们的xx-23）三合一，二合一防雷器，接地端要用“*mm”的接地线连接接地网，接

2、地电阻要小于410欧姆；指出：接地是为了“泄放雷电流”；监控机房还有一套独立的“机房防雷及接地设计”，接地电阻要小于1欧姆，安防设备的供电，要采用三级防雷，UPS要防雷， 220VAC要做防雷，集中供电交流24V要做防雷，直流12V要做防雷，所有进入机房建筑物的信号线缆，都要加防雷器。教导安防人：“接地才能泄放雷电流”，“防雷必须接地，不接地就不能防雷”，主张安防系统，哪里要防雷，那里就要接地，哪里安装防雷器，防雷器就要做接地而且要做“专业接地”，于是，安防系统“被多点接地”；混淆建筑物防雷，电网供电系统防雷及安防系统防雷的概念，“一锅煮”的介绍防雷及接地，什么防雷设施和设备都往安防系统里安放

3、，把安防系统设计成一个布满防雷设施和设备、武装到牙齿的“防雷系统”。二、【“雷人设计”，使安防系统丧失自身安全】 “摄像机立杆避雷针化设计”，立杆避雷针只要有一次雷电接闪，系统硬件设备必然大面积烧毁，专业防雷器也难以幸免，造成安防系统毁灭性瘫痪，这是给安防系统埋下的一颗“定时炸弹”；人为制造安防系统的多点接地，为地电位入侵安防系统提供了可靠路径。不下雨，不打雷，同样发生系统硬件设备大面积烧毁、专业防雷器也无法幸免的安全事件，同样造成安防系统毁灭性瘫痪；多点接地是“雷人设计”给安防系统埋下的第二颗“定时炸弹”；按“雷人设计”要求，安防工程的防雷投入，要远大于安防工程本身投入。有安防人士指出：10

4、0万的安防工程，“雷人设计”的典型防雷投入高达200万；他们正在努力把安防行业，开发成一个防雷产品的“肥肉市场”；“雷人设计”，给安防系统带来重大安全隐患，使安防系统自身失去了安全，使“安防工程”变成了摆设。这是不是“耸人听闻”的描述？请冷静看看下面的技术分析。三、【对“雷人设计”的错误及安全隐患的技术分析】1）,防直击雷：室外摄像机立杆避雷针化设计“雷人设计”说，这是“等电位一体化设计”，立杆接闪时，也能保证摄像机和立杆（避雷针）“等电位”。做安防工程，无人不知：安防系统的摄像机，通过视频、控制和电源线缆及主机和全系统有着密切的电气连接关系。立杆避雷针接闪时，立杆上形成几百、上千千伏的雷电反

5、击电压，把这个超高雷电压，通过线缆引到处于零电位的主机系统，这就构成了安防系统100%的“定时炸弹”。避雷针有效提高了引雷概率和引雷效率，“雷人”把避雷针直接设计到了安防系统中，导致安防系统自毁，这是“雷人设计”所犯的第一个原理性低级错误，说明他们对安防系统，还是100%的“专业外行”；2）,防感应雷：“雷人设计”都是要用他们的三合一，二合一防雷器（都标明自己产品型号），防雷器接地端要用“*mm”的接地线连接专门做的接地网，接地电阻要低于410欧姆，“接地是为了有效泄放雷电流”。1.感应雷：雷电产生的电磁辐射，形成空间电磁场，监控传输线缆的天线效应接收到的“雷电感应电动势”，性质属于高频交变电

6、压，而不是单极性电荷；感应电动势形成的位置，可以等效在线缆中间，而不是在线缆和大地之间；所以“接地泄放雷电流”，原理上就不通；他们更没想到，用于泄放雷电流的“接地线”，同样也会接收到“雷电感应电动势”，又能用什么办法来接地泄放呢？再并连一根接地线能把它“泄放到大地”，或者能把它短路吗？线缆接收到的“雷电交变感应电动势”，是一个及大地毫无关系的交变电压，企图用接地防雷器把它泄放到大地，这是对电磁感应认识上的基本概念错误，也是防雷器设计和应用上的原理性错误。2. 常态接地的防雷器：人为制造了系统多点接地，形成多个地电位环路，当系统的地电位差超过一定数值后，持续的放电可以烧毁防雷器，这就是不打雷也会

7、烧毁防雷器的真实原因。防雷器接地引入地电位，地电位又可以烧毁防雷器，威胁系统设备的安全，这是防雷器设计和应用于安防系统的第三个原理性设计错误。3. 常态不接地防雷器：通过开关元件接大地：当地电位差超过一定数值后，仍会触发防雷器（接地开关）动作，形成事实上的多点接地；不管是电网地电位触发的持续性接地，还是闪电触发的瞬态接地，对安防系统来说，都是毁灭性的安全隐患。这是 “雷人设计”所犯的第四个原理性设计错误。安防系统防感应雷，防雷器接地“泄放雷电流”，理论上没有依据，认识上是概念错误、实践上是安防系统的重大安全隐患。3）,节外生枝，引狼入室的拙劣设计：电网系统及其各种大功率用电设备，出于本身的安全

8、运行及防雷设计考虑，有着不同类型的高低压系统零线“多点接地”形式，电网运行不平衡或电网故障不平衡，都会引起大地不同点、不同大小的地电位变化，我们简称“电网地电位”。“雷人设计”，人为制造安防系统的多点接地，把“电网地电位”通过地环路引入安防系统，造成了电压“浪涌”。浪涌是一个及大地密切相关的交流电压，要抑制“地电位浪涌”，只能用“接地浪涌保护器”，来向大地“泄放浪涌电流”。“多点接地引来浪涌”，为了“抑制浪涌再接地”，形成恶性循环；这种“无中生有，节外生枝”，就是“雷人”独创的“引狼入室，又安排打狼”的拙劣设计，也是雷人宣传“防雷必须接地，不接地就不能防雷”的“实践依据”；4）,“雷人设计”，

9、把电网浪涌引入安防系统，概念上又及雷电电磁感应混为一谈，把用于电网系统的浪涌保护器和用于安防系统的感应雷防护混为一谈，向安防工程推销“接地浪涌保护器”来防感应雷。四、【安防防雷安全设计技术要点及安全警示】1）,关于系统“单点接地”：安防系统安全设计的基本原则是“单点接地”。*“单点接地”是指系统主机一点接大地，远端摄像机及所有设备，都必须及大地绝缘；具体的说：“单点接地”是指凡有直接电气连接关系的“系统”，要把电气连接的“集中汇聚点”设备做一个接大地。例如光缆系统：前端多路光发射机机壳“一点”接大地，电缆连接的摄像机都及大地绝缘，这就是“有直接电气连接关系”的系统“单点接地”，后端主机接地不能

10、替代它，因为中间有光缆隔离了电气连接；*“单点接地”还必须注意系统220VAC用电，也不能把“电网接地端”（指零线接地）引入安防系统；*“单点接地”，切断了所有地环路，可有效阻断雷电地电位和电网地电位入侵系统的路径，是有效防雷、防浪涌，防干扰的基本技术手段；*安防系统“单点接地”不仅及防雷没有矛盾，而且也是安防系统防雷设计应遵循的基本理念和设计原则；*“单点接地”，也是检验和判断安防系统真假有效防雷设计的“试金石和分水岭”；*“雷人设计”无视安防系统“单点接地”原则，制造“多点接地”，引入地电位杀手，结果是给安防系统埋下了“定时炸弹”；2）,“单点接地”的工程要求：“单点接地”，系统远端所有设

11、备对地悬浮，通过主机接地点，泄放系统产生的静电荷，并保持及大地静态等电位，保证操作安全。雷电感应电动势及大地无关，不存在向大地大电流泄放问题，对接地电阻也就没有很高要求，不需要做专门的接地网；“单点接地”，及传统避雷针接地，电网接地、防浪涌保护器接地泄放大电流的要求，有着本质区别。用普通导线连接楼体钢筋，接自来水管都可以。3）,安防工程防雷设计的有利前提条件：甲方的建筑物及其供电系统的防雷，应该都是通过了工程验收并具有完善、合格的防雷、防浪涌措施及性能。甲方自己办公、居住和用电都应该是安全的，不用再考虑附加防雷措施。乙方为甲方设计施工安防工程，也属于甲方“业主”使用行为，同样不需要再考虑建筑物

12、和供电系统的防雷问题，也不需要考虑给安防供电做什么三级防雷，更不需要做什么接地网。建筑物和供电系统出现雷电事故，属于原设计施工单位责任问题。安防工程设计，不需要涉及建筑物及其供电系统的防雷，这就是“安防工程防雷设计的有利前提条件”；4）,安防系统防直击雷：第一，系统所有设备，应该在已有建筑物防雷系统和其他独立避雷针有效保护范围内工作，传输线缆尽可能埋地布线；第二，室外孤立的立杆摄像机，如确有必要防直击雷（需论证雷击概率），应该设置独立避雷针保护摄像机立杆，立杆及独立避雷针距离应大于4、5米，摄像机立杆上面千万不能安装避雷针，下面也不要做接地网，金属立杆还要做好及摄像的高级别绝缘，以应对避雷针接

13、闪时“跨步电压”通过立杆反击摄像机；使用木头或水泥绝缘材料立杆更有利于绝缘，摄像机支架最好用工程塑料支架，以提高绝缘级别。有人提出，把“摄像机立杆做成避雷针，让摄像机及立杆绝缘”的方案，也是不可取的。因为避雷针接闪产生的雷电反击电压，击穿空气的距离，在3、4十公分以上，阴雨天可以超过1米以上的距离，常规绝缘无法做到；一个负责任的厂家，应该首先纠正自己过去做的“隐患防雷工程”。5）,“雷人设计”在安防行业造成了什么影响：曾有“雷人”说：许多重要安防工程，摄像机立杆上都安装有避雷针，而且是通过了权威部门论证和验收的，工程到现在也没有被雷击，说明这是“合理有效的防雷设计”。这是事实，笔者也亲眼看到：

14、有的博物馆一级风险工程，室外摄像机立杆上，也堂而皇之的挺立着一根避雷针。这类工程应该都是“通过”方案论证和工程验收的，所以是“合法的”。还可以告诉大家，这类“雷人设计”厂家，还参及了安防行业某防雷“规范”文件的起草，并把这种“雷人设计”明文写进了“规范”文件中。这又说明什么？只能说明又给这类“雷人设计”披上了“合法的外衣”，也说明“雷人设计”恶劣影响的广泛性和问题的严重性。这些“光彩工程”，这些“光彩厂家”，这些“光彩专家”，也必将载入安防防雷的史册“拿着疮疤当花戴”吧！然而，安防工程是硬碰硬的实践科学，经过多年的实践检验，防雷工程屡屡被雷击，设备屡屡被烧毁，导致安防系统瘫痪的案例曝光，使越来

15、越多的安防工程商，已经认识到“单点接地”原则的重要性，也已经认识到这种“雷人设计”是安防工程的重大安全隐患；真正的专业防雷厂家，也正及时俱进，不断努力完善安防防雷器设计；6）,室外摄像机防感应雷，选用接地防雷器要小心：不管是三合一，二合一，或视频信号防雷器，目前多数防雷器产品，都设置有一个专门的接地端，都需要设置专门的接地线和专门的接地网。常态接地或开关接地防雷器，接地泄放雷电流是虚，造成安防系统安全隐患是实（前面已有分析）。7）,安防工程，防感应雷的设计出路：雷电对线缆的电磁感应，需要根据它的信号特点和入侵路径，采取合理的防护措施。需要特别提醒的是，雷电感应，“雷人”所说有几十、几百千伏的“

16、雷电冲击波”，防雷器“需要有几千，几十千安培的放电能力”的说法，应该是源于“雷人设计”的多点接地引入地电位环路的数据，也就是常说的“浪涌”数据。我们可以从“雷人设计”的错误里找到技术出路，遵循系统“单点接地”原则，正确理解雷电电磁感应原理，准确掌握感应电动势信号性质、特征和形成位置，结合视频，控制和电源实际电路特点，就可以开发出实用有效的安防系统防雷电路。“单点接地”，科学有效地排除了浪涌入侵问题，使安防系统防感应雷抑制电路设计变得更简单，更实用，投入也更低，既可以把保护电路做在设备输出输入端，也可以做成独立“电路保护器”；8）,关于“机房防雷”：“雷人设计”的机房防雷，涉及建筑物防雷，复杂的

17、供电系统多级防雷，复杂的“等电位连接”关系，把只需做个“单点接地”的监控系统，也开发成为一个高投入的防雷接地网。安防系统的防雷是一个系统工程，脱离整个系统防雷的完善设计，一个局部的“机房防雷”是没有实际防雷意义的。如果前端摄像机立杆是避雷针化设计，那再好的“机房防雷”也难保安全。9）,安防工程的防雷理念：不要以为安防系统“设置防雷，有备无患”，“有防雷总比无防雷好”；也不要以为“凡是室外设备，都要防雷保护”。 历史的来看，安防系统不设防雷，雷击概率也不是很高。要防雷，就要有正确的防雷设计；没有把握的防雷设计，宁可不安装；盲目采用“雷人设计”的安防防雷，就会造成100%的安全隐患，使安防系统本身

18、丧失了安全感，比不装防雷更可怕；敬请关注这个“安全警示”。10）,做安防防雷，应了解一些雷击概率知识：安防工程是否需要做防雷，了解雷击概率很有必要，这里引一段雷击概率的分析，供参考：“根据建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004附录中的资料，全国不同地区的年平均雷暴日是不同的，从12.9-115.5不等。依据年平均雷暴日和建筑物的长、宽、高可以计算出该建筑物的年预计雷击次数。在北方，一栋高6-7层的建筑物的雷击概率，一般在0.03-0.05次/年，也就是说，在100年内该建筑物可能受到雷击的次数在3-5次。高度在20多层的建筑物100年内也不过6-8次。”概率十年不到一次。对于3

19、、5米高的独立房屋或室外摄像机立杆，在北方雷击概率远低于0.01次/年，就是说“百年不遇”一次雷击。而安防系统中，各种监控设备的可靠性概率，电网停电、系统瘫痪概率，设备被盗概率，地质、风暴、或其他不可预测外因破坏概率，防雷设施和防雷器失效概率，甚至有报道宠物狗尿腐蚀损坏金属立杆底部概率等等，都要远远高于这个雷击概率。如果认为这种百年不遇的设备，也必须做防雷保护的话，那么，上述更高概率的导致系统瘫痪和失效因素，又该如何对待呢？安防工程一般属于低雷击概率，防雷安装几年还没遇到一次实际雷击，使防雷的有效性，很难在实践中得到验证，这既给“雷人”的错误遮了羞，又成了他们宣布“防雷有效”的“依据”；感谢“

20、雷人”的“多点接地错误”， 高发生概率的地电位环路使它的防雷系统问题百出，从 “遇到地电位干扰后，撤掉防雷器，干扰就消失了”的案例，从频发的不打雷（地电位）烧毁防雷器案例，再到监控工程安装防雷后雷击概率大增的现实教训，安防人终于醒了。21世纪未来10年，应该是安防行业“防雷醒悟并走向科学防雷的年代”。“防雷”接地及视频系统接地要点 原创“防雷”接地及视频系统接地要点“防雷”接地及视频系统接地要点（工程设计探讨和参考）视频传输系统的接地及视频传输系统防雷，越来越引起关注。这里抛砖引玉的谈谈个人看法，以求引起思考和深入探讨（只涉及视频传输系统，不是全面分析）。视频传输系统的单点接地原则视频传输系统

21、的信号地（d），也就是BNC外壳（同轴电缆屏蔽层），这里所说的“接地”，指视频传输系统众多的信号地（d），及大地（D）的连接关系。视频传输系统的设计、施工和调试的基本原则是：单点接地。这是抗干扰和系统安全的基本设计原则。1） 主机一点接地（单点接地）：1. 单点接地只能是监控室（中心）主机系统的设备机壳相互连接后，一点接大地；2. 这个接地线和接地点，应该是独立的，并远离建筑物避雷系统的接地线和接地点；3. 这个接地，是直接接大地，接地电阻越小越好；2） 远端所有视频信号地，必须及大地绝缘：1. 远端所有视频信号地：包括摄像机外壳，BNC外壳，传输同轴电缆屏蔽层，摄像机电源，远处的分控或“机房

22、”，所有相互连接的“视频信号地（d）”,都应该做到及大地（D）可靠的绝缘。2. 这里所说的“及大地（D）可靠的绝缘”，不仅仅指这些视频信号地没有“专门安装接地线”，还包括摄像机通过金属支架，及接地金属物体的连接。如：钢管路灯柱子，金属广告牌，车间的金属架子，铁皮屋金属壁等等“疏忽接地”情况；地电位环路1） 电网“中性接地点”，各种大功率电器设备接地点，都会影响到地面不同点之间，有相对的“电位差”，这里所指的地电位，就是指这类“地电位差”，简称“地电位”。2） 视频电缆两端如果都接大地，两点间的“地电位差”就强行加在视频电缆两端，构成了“地电位环路”，在两端的视频信号地之间，就串进了这个“外来电

23、压”，它又通过两端的匹配电阻和芯线，在末端负载上形成“干扰电压”。所以电缆两端都接大地形成“地电位环路”，是地电位影响视频传输系统的必要条件。3） “地电位”是不稳定的因素，它的大小取决于电网运行状态，用电设备运行状态，环境状态（如天气），任何一个因素或几个因素变化，都可能引起地电位的“突变”，可以跳变到几十到几百伏，瞬间烧毁前后段设备。所以“地电位环路”的存在，不仅产生干扰，更是系统重大安全隐患。雷雨天气，是“地电位”突变的多发期，许多所谓“雷击损坏设备”，实际是“地电位环路”造成的。4） 使用抗干扰器，有时也可以“抑制” 地电位干扰，但实质是“掩盖”，安全隐患并没有消除，电网一旦发生故障，

24、失去三相平衡，便很容易发生烧毁设备的严重事故。5） 我把地电位环路干扰划归在“故障类干扰”，即假干扰范畴。切断地环路，或设计上不构成地环路，是最简单，最有效的避免“地电位环路干扰”方法，而且同时消除了安全隐患，一举两得。视频系统的防雷及“防雷”接地安装应用防雷设备，造成系统多点接地，“引入干扰”，甚至烧毁设备的案例，仍然屡见不鲜。到底是防雷设备产品问题？还是应用设计施工不当问题？还是被误传误导？这里不谈“责任”，只谈技术。1） 监控系统，属于弱电系统，它的防雷，和区域防雷的避雷针及建筑物防雷的避雷系统，应该是什么关系？是同等、同性质的各自独立关系，还是从属关系？我的观点是：弱电系统，应该置于“

25、区域防雷的避雷针及建筑物防雷的避雷系统”（我下面统一称为“区域防雷”）的有效保护之下工作。雷雨天，“人”要不要也顶个“避雷针”，接个防雷器“接大地”用于洩放“雷电电流”？这叫引雷找死。“区域防雷”的本质，也是“引雷”，是提前软性洩放云层电荷，避免形成雷击放电。所以我的观点是：可靠的“区域防雷”，是监控系统安全运行的基础，是弱电系统安全运行的大“保护伞”；2） 监控系统只需考虑防护雷电感应脉冲，传输设备应该具有这类“防浪涌保护措施”和防地环路保护措施。3） 监控系统应该远离“避雷”设备和避雷接地点，不要及“避雷”设备共接；4） 监控系统使用“防雷器”，不应形成“多点接地”的错误，即正常状态下，“防雷器”的接大地，不应导致视频信号地同时也直接“接入大地”，只能在雷电情况下，通过击穿防雷器放电管瞬间洩放感应电流；5） 视频系统“接地点”越多越好，是误区和误传；欢迎批评指正，衷心希望大家参及讨论，更希望专业防雷厂家参及讨论。