勿把防雷当引雷 弱电系统安防防雷注意事项

笔者早年曾多次见过几百千瓦和兆瓦功率级的窄波束雷达开机扫描，当波速到来时，强电磁场可以把室内日光灯打亮，或把高压疝气灯打亮，却从未见过头上的响雷电磁场把日光灯，路灯打亮。如果雷电感应真有几十、几百千伏电压、几千安、几十千安电流，那日光灯不仅会亮，而且早就成批的烧毁了。

结论是：线缆上实际接收到的“雷电感应”的能量并不像“专业防雷”描述的“几十千伏”，“几十千安”那么巨大，它只是雷电总能量里的一个微小量，本质不是单极性电荷，而是交变感应电动势，可以等效到线缆中间，与大地毫无关系。而电网系统用的“浪涌保护器”，却真正需要“几十千伏”，“几十千安”的保护性能，这是用来应对电网浪涌，并需要接地泄放浪涌电流的，雷电感应与电网“浪涌”比较起来，要远远是小巫见大巫。把接地“浪涌保护器”，当成弱电系统雷电感应“防雷器”来用，只能是一个“现代科技笑话”而已。

感应雷防护设计

前面关于雷电感应的分析已经明确：线缆雷电感应电动势与大地无关，它是一种高频交变电压，位置等效在线缆中间。根据这个特征，感应雷的防护基本做法是对设备输入输出口设置“限压保护电路”，而不是“对地泄放雷电流”，搞什么“等电位箝位”闹剧。

1)视频传输线路保护电路原理

等效电路：雷电感应电动势Uo形成在视频线屏蔽层上，可以等效在线缆中间，通过两端的匹配电阻与芯线构成回路.

视频线保护电路的设计要点是：确保雷电感应电动势Uo在两端75欧姆负载上的压降“限压”到低于电路的最高安全耐压值。

1常态下对传输衰减影响和频率失真影响要在允许范围内;

2雷电感应脉冲到来时，开关放电元件K迅速导通“限压”，滤波网络Z能最大限度的吸收雷电感应电压，确保75欧姆负载上不会出现过高电压，起到设备安全保护作用;

3不同的视频同轴传输方式，如基带传输和射频传输，不同设备的输入输出信号幅度，信号带宽不同，对保护电路的具体设计要求是不同的;最理想的防雷线路保护电路应该是结合具体设备的实际电路设计的“专用保护电路”，并一起嵌入在设备电路中。通用外接型线路保护器也可参照不同传输方式合理设计不同类型的线路保护器;

4远距离传输线缆，内外导体的线路阻抗较大，对雷电感应电动势Uo有明显衰减，能使Uo放电时常数加大，可以使Uo在线路阻抗和滤波网络上的降压增大，放电管电流减少，有利于确保75欧姆负载上雷电感应电压最小;

5前端所有摄像机与大地绝缘，“防雷保护电路”不需要接大地，主机单点安全接大地用于泄放系统静电荷，全系统静态地电位随“主机接地点”的“地电位”浮动;

6工程实践表明，结合产品具体电路设计的嵌入式“保护电路”是十分有效的。实际应用产品损坏率分析表明，未加保护电路的产品最高阶段损坏率有时高达10%以上，其中95%以上都是地电位环路烧毁的，另外还有元器件的质量问题和误操作问题损坏的;产品加了保护电路后损坏率大幅度降低到2~3%以下，经与现场技术人员共同分析，还没有充分理由说明是雷电损坏的，因为绝大多数不是雷电天气下损坏的。更可喜的是地电位入侵损坏率也大幅度下降，这说明对地电位入侵也有较强的抑制能力。模拟实验数据表明，对于高达250VAC以上的地环路电压也有足够的安全抑制能力，不过这不等于说，允许系统存在地环路;

7视频线路保护电路可以设计在摄像机输出电路中，设计在DVR、矩阵、光端机、视频传输设备等输入电路中;

8防雷保护电路一律不接大地，可有效消除地电位环路安全隐患。

3)电源系统防感应雷问题

安防系统安全供电基本设计要点为：

确认甲方建筑物防雷和供电系统防雷已经通过验收合格，甲方用电是安全的。

安防系统设备所用直流电源地、机壳等都必须确认与电网“零、地线”是电气隔离的，不能把电网零、地线设计、引入到安防系统中。

确保实现系统“单点接地”，所有摄像机必须与大地绝缘，不允许使用接地防雷器或接地浪涌保护器。

在车间电机群环境或有大功率变频电机应用环境(如供水，集中空调等)下，系统供电宜选用净化电源(电源需滤波)。