地电位环路(转)_自由天空_百度空间

     有网友提出:前年给一家金属结构厂做了电视监控系统,主要监控车间内生产情况,车间内大多是重型设备,启动电流相当大,而且整个厂区的电源不干净,电压经常性的是230-240之间,当时安装时没怎么注意,红外机的电源都是现场取电然后接变压器,现在摄像机已经坏了3台,一查全是因为电源问题,变压器输出已经达到17v左右,长期这样不烧才怪,而且有几台摄像机直接安装在钢梁上,雷雨天气后,硬盘录像机视频输入接口坏了3个,发回厂家维修被通知是被雷打坏了,想了想,摄像机接在钢梁上,钢梁接地,因为二次雷电感应,将感应电直接传到硬盘录像机的端口上了,烧了端口。

     大家以后做这种厂区监控一定要注意供电系统和防雷措施,不然以后的维修就相当的麻烦了,电源{zh0}从UPS出来单独走线,摄像机不要直接安装在钢梁上,要注意绝缘,最简单的方法就是在钢梁上先安装一块木板,然后把摄像机安装在木板上,主机一定要接地并加装防雷器

        指点一:可以 安装可绝缘的支架

        EIE指点:安防工程中,地环路干扰发生概率很高,令设计施工人员十分xx。地环路烧毁设备事件,更令人摸不着头脑。在烧毁设备的工程案例中,地环路烧毁设备事件概率,远远超过雷击烧毁案例,但是对许多案例的分析中,大都解释为“遭遇直击雷”了,这是一种免责的误解。许多朋友在咨询地电位问题时,对什么是地电位?什么是地环路,都很难理解。

       我们就先从“跨步电压”的产生和物理概念上,来理解地电位及地环路的形成和危害吧。

     【电网、电力设备故障引起的地电位变化】——引几条和容易理解的相关论述:

      1)跨步电压,就是说在高压线接触的地面附近,产生了环形的电场。即以高压线触地点为圆心,从接触点到周围有一个放射状电压递减的电压分布。

       2)在高压线接触的地面附近,产生了环形的电场。即以高压线触地点为圆心,从接触点到周围有一个放射状电压递减的电压分布。可以理解,圆心处电压等于高压电线上的电压,离开圆心越远的点上,电压越小。

       3)带电导体,特别是高压导体故障接地处,流散电流在地面各点产生的电位差会造成跨步电压电击。

     4)所谓跨步电压,就是指电器设备发生接地故障时,在接地电流入地点周围电位分布区行走的人,其两脚之间的电压。如“电机碰壳”,相电压开路或短路等因素引起的;

         电网电力设备引起的跨步电压(地点为变化)特点是“持续时间很长”,直到故障排除;

       【电网、电力设备故障形成跨步电压图例解释】




         【地电位、地环路形成示意图


【地环路解读要点】:

         1)“环形放电区”中心点电位{zg},外部区域的电位降到大地零电位,见图五;

        2)摄像机接大地点落在放电区内时,摄像机壳带有高电位。当摄像机安装在避雷针立杆上的时候,避雷针接闪时,摄像机壳带有全部“雷电反击电压”,这是最危险的设计。摄像机不接大地,不安装在避雷针立杆上,并不影响避雷针接闪,也不影响防雷,更不会造成地环路,见图五;

      3)监控系统摄像机与主机之间有视频线连接,主机处在“零电位区”,两个接地点间的“地电位差”就加在了屏蔽线两端——构成了“地电位环路”(地环路),见图六;

       4)视频线屏蔽层,通过前端摄像机75欧姆输出电阻和后端主机75欧姆匹配电阻,与芯线构成视频信号传输回路,见图七。地电位环路电压就加在视频线的两端,可以估算一下,如果一个摄像机安装在车间里的金属立架上,金属立架与一个大电机机壳接地点连在一起接大地,电机碰壳发生了一个火线绕组进线端碰壳,这时电机壳就带有220VAC或380VAC的电压,摄像机壳也带有这个电压,主机有安全接地,这时这个220VAC或380VAC的电压就加在了视频线的两端了,还会有好日子过吗?哪些主张把摄像机安装在立杆避雷针上的设计,更是把几万,几十万伏的雷电反击电压引进来了,尽管雷电的时间短促,什么设备受得了???这是不是引雷的设计,是不是恐怖设计,是不是安装定时xx,您自己分析判断。

      5)当三相电网出现一些不平衡时(三相用电负载变化引起),就会有不太大的地电位差出现,地环路就会导致主机负载上将收到地电位“干扰信号”,图像出现横杠干扰,图像跳动,扭曲,图像“丢失”等现象——这是“小意思”;当三相电网或重要设备发生重大故障时,地电位差会发生突变,出现从几十伏到2、3百伏交流电压,高压设备故障时,电压还要高,可以瞬间烧毁摄像机、主机,以及它们之间连接传输设备、抗干扰设备、包括烧毁视频线和防雷器等;许多没下雨,没打雷却发生了烧毁设备的工程案例,大多与此密切相关。——根源还是在于“地环路”;

      6)地电位的幅度大小和出现时间都是随机的;

      7)“|地环路”是主观人为制造的“故障”,设计上只要遵循“系统单点接地原则”,就可有效解决(前面帖子已有举例和分析);有人说:单点接地——指主机一点接大地,不能防雷,无法防雷。我说:“单点接地”不影响避雷针接闪,也不影响防雷器工作,因为合格的视频防雷器,视频信号地(屏蔽层)常态是与大地开路的,只在有雷电感应高压时,瞬间短路接地,抑制高压,保护设备安全,这并不矛盾。但是如果摄像机接地了,引来了雷电反击电压,那种防雷器能受得了?常规的地环路220伏电压来了,持续加在上面,哪种防雷器具有这种持续放电,而不被烧毁的功能?没有吧!

       8)控制线和视频传输双绞线,尽管两根线都不是信号地线,但是两端电路也都有信号地,和匹配电阻,地环路照样威胁电路和设备安全;电源电路的“威胁”也一样存在。需要指出的是:双绞线传输,包括控制信号平衡传输和视频双绞线平衡传输,对地电位环路电压最敏感,常见的控制信号芯片莫名其妙的“坏了”,双绞线传输器“烧了”,发生概率高,与此有关吧。

      9)检查或评价安防系统的安全设计,最简单的方法就是审查系统是否存在“多点接地”,是否符合“单点接地原则”;

     10)考察安防系统防雷设计时:前端摄像机立杆避雷针一体化设计,视频防雷器把BNC外壳与接地点短路,制造系统多点接地盲目提出防雷就要接地,误导安防系统到处接地,这是区分真假防雷设计的试金石和分水岭。



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