物联网设备电气安全入门（2）：防雷接地与浪涌防护

物联网设备电气安全入门（2）：防雷接地与浪涌防护

一、常见的电气安全与防护措施有哪些，用在什么场景

措施	是什么 / 标称	典型场景
防雷器 SPD（浪涌保护器）	并联在电源/信号线，瞬间泄放雷电流	野外地灾站、地磅、楼顶摄像头、雷击多发区
接地（保护接地 / 防雷接地）	接地极 + 扁钢，接地电阻防雷要求更严（≤10Ω）	所有户外设备、机柜、仪表外壳
过压 / 过流保护	保险丝、自恢复保险、TVS 管	采集板电源入口、传感器端
漏电保护 RCD	30mA 漏电断路器	市电供电的室内设备、机柜
防爆 Ex 认证	Ex d（隔爆）/ Ex ia（本安）	矿山、油气等易燃易爆场所
EMC 电磁兼容	滤波、屏蔽、共模抑制	工业强干扰、变频环境

二、重点：看设备标签，判断要哪种防护、怎么接地

设备铭牌/外壳印的字，按顺序看：

• 防护等级：IP65/IP67 —— 防尘防水等级，户外至少 IP65，长期淋雨选 IP67。
• 浪涌耐受：标 ±4kV 共模 / 防雷 字样 —— 说明内部已有一定 TVS 防护，但仍需外部 SPD。
• 接地符号：外壳或端子上的 ⏚ —— 是保护接地端，必须接黄绿双色 PE 线。
• 防爆标志：Ex d IIB T4 —— 决定能不能进危险区，普通设备禁入。
• 工作温度：-40~+85℃ —— 野外地灾站必须能扛低温。

接地三步口诀：

1. 接地极埋好（角钢/铜包钢，埋深 ≥0.6m，选潮湿土壤，杜绝"打了根钢筋在水泥地"）
2. 电阻测到位（地阻仪实测 ≤10Ω，土壤太干加降阻剂/离子接地极）
3. 线缆接可靠（黄绿 PE 线压接牢固，不串接、不绕接）

SPD 选型速查：

看哪一点	怎么选
安装位置	进线一级 SPD + 设备前二级 SPD，分级防护
电压等级	与系统一致（220V 用 275V 模块，24V 用对应低压 SPD）
通流容量	进线一级 ≥20kA(8/20μs)，野外地灾站更严
接口	电源 SPD 串接，信号 SPD 并接 RS485 / 4-20mA 线

误区澄清：装了防雷器就刀枪不入？接地随便打个桩就行？

结论：都不是。

• 防雷是"概率防护"。SPD 只泄放大部分浪涌，仍有残压可能损坏精密电路；所以野外部署要"三级 SPD + 良好接地"组合，而非指望一块防雷器包打天下。
• 接地电阻太大（如打了根钢筋在干燥水泥地）→ 雷电流泄不掉，等于没接地。必须实测 ≤10Ω，不是"看着接了"就算数。
• 接地不能"串接"：多台设备共用一根细 PE 线串联，某点一断，后端全失保护。应星形/汇流排一点接地。

三、结合主线的轻量实例

• 地灾监测野外站：太阳能+蓄电池系统必须做防雷接地——立杆顶装避雷针，电源和 RS485 进出线都加 SPD，接地电阻实测 ≤10Ω。这是整套系统的命门。
• 地磅秤体：空旷场地秤台易遭直击雷，秤体、传感器、仪表要做等电位连接 + 接地，信号线加 SPD。
• 工业采集柜：柜体保护接地，内部开关电源 PE 端接柜体，浪涌区进线加电源 SPD。
• 户外摄像头 / 网关：PoE 枪机本身 IP66 + 内置 TVS，但立杆仍需可靠接地。

一句话结论

户外物联网设备的命门是"接地 + SPD"组合：接地电阻必须实测 ≤10Ω（不能只打个桩了事），SPD 按电压等级和通流容量分级选，防雷是概率防护而非绝对免疫。