日本电子维修技术 监控系统接地与大地电磁环境



造成监控系统“多点接地”的主要原因有:
1)防雷宣传的“接地泄放雷电流”和大量使用接地防雷器;
2)在接地钢结构上或在金属立杆上,不做绝缘的安装摄像机;
3)监控设备机壳在内部被接了电网地(PE),系统应用了多个这类设备。
    把接地点的“地电位”看成是一成不变的、理想的大地零电位,随意制造监控系统多点接地,这是对“大地电磁环境”缺乏基本认识的结果。
一)关于“大地电磁环境”的概念
    广域监控系统的电磁兼容,一是要考虑和解决在“空间电磁环境”影响下,系统的安全运行问题,这就是常说的干扰与抗干扰问题;二是要考虑和解决系统接地对系统的安全运行影响问题;
    接地,是指接大地,认为“接地”就是接在一个一成不变的“静态零电位”上。实践表明,接地点的“地电位”,并不总是大地“静态零电位”,它可能是波动的,甚至还会突变;广域监控系统如果有多处接地点,就构成了复杂的地环路,可以通过地环路,把不同接地点的地电位直接引入监控系统,形成干扰或造成安全隐患。
    多年来,“接地”一直是安防工程最让人困惑的概念之一,也是工程中看似简单却又很难把握的技术难点。
    本文正式提出“大地电磁环境”的概念,并集中分析和认识“大地电磁环境”的形成和监控工程的应对措施。监控系统设计对“大地电磁环境”处理的好与不好,直接涉及系统运行的安全。
    影响“大地电磁环境”的因素很多,但影响较大的是雷击引起的地电位变化和电网运行引起的地电位变化两项。
二)落地雷引起的局部地电位变化
    雷电击中地面物体向大地放电,在雷击点周围形成暂态地电位扩散区——跨步电压区。跨步电压区内暂态地电位以落雷点为中心向周围呈指数衰减,大约10~20米半径以外衰减到0电位。避雷针接闪时,在针体上形成百万伏以上的“雷电反击电压”,在地面形成跨步电压区;这就是落地雷造成的大地电磁环境。
    安防系统,摄像机与主机间有视频线、控制线、电源线的直接电气连接关系。如果把摄像机立杆做成避雷针,那就是把雷电反击电压100%的引入监控系统,显然这是愚昧的“自毁”设计。只要一次雷击接闪,系统必毁无疑;值得关注的是,至今这种立杆避雷针工程案例,在各城市仍然随处可见,有人以此“证实立杆避雷针防雷有效”;事实却是此处并没有发生过雷击,说明这个立杆环境的雷击概率十分低,证实的是这个立杆避雷针设计是多余的,只有被忽悠的“商业价值”;
    防直击雷,由独立避雷针保护的室外独立摄像机立杆,为了防止避雷针放电闪击(又称反击),立杆大多设在距避雷针3、4米外的“跨步电压区”内,摄像机立杆上可能带有几十千伏以上的暂态地电位,显然摄像机与立杆不绝缘安装,仍有安全隐患;基本防护措施是:摄像机与立杆做可靠绝缘。
     同样,监控系统主机机壳通常与接在建筑物联合接地体上,建筑物避雷系统接闪时,建筑物出现暂态地电位升高,也会与系统远端其他接地点也会形成暂态电位差;
    从“雷击地电位”考虑,系统多点接地,也会给系统带来安全隐患。
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