电梯视频监控抗干扰技术原理与工程要点 - 千家论坛_智能建筑与智能家居技术交流社区

在闭路监控工程中，电梯监控视频干扰问题，一直是最常见、最难对付、也是最受关注的问题之一。

一、掌握常用同轴电缆类型及特点

1.考虑到传输衰减：当楼层很高，距离监控中心又较远的情况下，应慎重考虑传输衰减问题。选择电缆时，大家都知道粗缆优于细缆，但还应了解SYWV物理发泡电缆优于实心SYV电缆，高编电缆优于低编电缆，铜芯缆优于"铜包钢"缆，铜编网优于铝镁合金编网；

2.关注高频衰减：低频成分的亮度/对比度衰减容易发现和解决，电缆最重要的传输特性就是频率越高衰减越大，高频衰减主要影响清晰度和分辨率，要特别注意总结图像质量的观察方法。这方面电缆特点和规律是：粗缆优于细缆，发泡优于实心，但同型号的"高编和低编高频衰减一样"；

3.考虑电缆寿命：软性电缆优于普通电缆，细缆优于粗缆；还有一个最易被忽视的问题：电缆各层间的粘合力，即当电缆各层之间纵向相反方向受力时，是否会发生相对滑动，高层电梯缆长可达100米垂直布线，电缆外护套固定在随行电缆上，这是一种"软固定"，固定时不允许电缆变形（破坏同轴性），这样一来，在电梯反复运动中电缆内部层，在重力作用下，会逐渐"下滑"，慢慢拉断编织网或芯线，表现为信号逐步减弱，干扰越来越大；目前还没有这项电缆技术标准，简单检查方法是取一米电缆，在一头剥开各层，一人用手握住电缆两端，另一人用钳子拉电缆的内层：依次拉芯线，绝缘层，编织网，体验粘合力的大小，做出合理估计，粘合力差、易滑动的尽量不选用。这项性能很多电缆并不好，应慎重选择。

二、干扰产生原理简介

1.电梯井内通常布置了动力、照明、风扇、控制、通信等线缆，各种电缆都会产生电磁辐射。与天线接收原理相同，同轴电缆也会"接收"这些干扰，即干扰电磁场在电缆上产生干扰感应电流，这个干扰感应电流也就会在电缆外导体（编织网）纵向电阻上产生干扰感应电压（电动势），这个干扰感应电压刚好串联在视频信号传输回路"长长的地线"中，形成干扰；

2.更重要的是这些随行电缆都是与视频电缆并行，且近距离捆扎在一起。这就形成了接近"最佳最有效的"干扰耦合关系。在一般工程中可以采用穿金属管或走金属槽的屏蔽干扰办法，但在电梯随动的环境中，这种方法无能为力。所以电梯环境下的抗干扰难度很大，只能选择较好的设计和施工方法；

3.了解干扰产生基本原理，对完善抗干扰设计和施工十分重要。

三、常用铜轴电缆传输方案的抗干扰措施

1.常用铜轴电缆：不管是多层高编铜编网电缆、"铝箔-编网"的双屏蔽电缆、还是"铝箔-编网--铝箔-编网"的四屏蔽电缆，电气上都属于一个屏蔽层。干扰感应电压，都是直接串联在视频信号传输回路中。只是多层高编电缆的外导体电阻小，形成的干扰感应电压也相对较低一些。这对抗低频电源干扰、电机电火花干扰等有一定效果（几十kHz以下的干扰）。但对高频干扰，由于"趋肤效应"，高频阻抗与低编电缆相同，抗干扰效果也基本一样；所以应该清醒看到：高编电缆只有适当降低低频干扰的作用，防强干扰和高频干扰还是无能为力；

2.电梯布线方式的抗干扰措施：

①视频电缆走出电梯井的位置选择：理想的选择应在井的中部，因为这时井内随行视频电缆长度，大约只有井深的一半多一点，最短，自然引入的干扰也最小；但工程上这种出线要求，只能看情况争取，实际工程不一定允许。

②过去，在不明白原理的情况下，多数出线位置都是和其他随行电缆一起走，从电缆井的顶部或底部走出。这种情况下，考虑到只有一半电缆是随行运动的，另一半只是固定延伸连接，不运动，我们把这部分叫着"不动电缆"；这就提供了一种可能：那一半随行运动电缆只能与其他随行电缆一起捆绑走线；而另一半不动电缆可以选择远离随行电缆单独走线的方法，在电梯井内把视频线紧贴井璧垂直走线，并把这部分电缆穿金属管或走金属槽，以屏蔽干扰对这部分电缆的影响，比较有效。

③随行运动部分的视频电缆与其他随行电缆捆扎时，设计者应充分了解其他随行电缆的结构和分布情况，捆扎时视频电缆应尽量远离电流大、频率高的电缆，靠近电流小频率低的电缆捆扎；这里，哪怕有1厘米的选择可能也要争取，因为干扰影响大小至少与距离平方成反比；

④摄像机金属外壳、NC头的外壳、同轴电缆的外导体等视频信号的"地"，和电梯轿厢、导轨等要绝缘，这在安装摄像机时要特别注意。

⑤摄像机供电应优选集中直流供电方式，其次是选择轿厢照明电，不能用动力电。

⑥供电、控制等监控用电缆，尽量选用带屏蔽的电缆，防止干扰信号向外泄露。

⑦从电梯井出口到控制中心的视频电缆，应走金属管或走金属槽，以屏蔽沿途环境干扰对这部分电缆的影响，并注意这部分屏蔽与电梯井内的屏蔽，应做好电气连接。

四、应用抗干扰同轴电缆

1.抗干扰同轴电缆是一种"双绝缘双屏蔽的同轴电缆"，其里面的芯线、绝缘层、屏蔽层仍然是标准的75欧姆电缆，没有区别。不同的是，在原来屏蔽层外，又增加了第二绝缘层和第二屏蔽层，外面再加上护套。从上面干扰产生原理分析已经知道，干扰在传统同轴电缆外层上产生的感应电压，串联在视频信号传输回路"长长的地线"中，从而形成干扰的。但采用抗干扰同轴电缆后，情况有了质的变化：干扰感应电压只能形成在"第二屏蔽层"上，并由里面的"第二绝缘层"把它与视频信号传输回路"长长的地线"绝缘隔离开，把干扰排除在视频信号传输回路之外，达到抗干扰的目的。

2.这种抗干扰电缆的特性，对于电梯环境下的超强低频动力电源干扰，电机电火花干扰，变频电机干扰，控制信号干扰等几十千赫以下的干扰，抗干扰性能十分突出。

3.在传输线路较长的工程设计中，采用"双绝缘双屏蔽的同轴电缆"后，传统工程上的一些抗干扰措施也可以大大化简，并能有效降低工程总造价。

[内容题要：基于对干扰产生原理探讨的最新研究成果，对干扰形成和抗干扰技术，取得了理论和实践统一的合理分析，提供了电梯监控设计与施工中，更为实用的一些抗干扰技术措施。本文只涉及电梯监控工程中，同轴视频传输的抗干扰技术，供设计和施工参考]

在闭路监控工程中，电梯监控视频干扰问题，一直是最常见，最难对付，也是最受关注的问题之一。本文将从原理上阐明：只要掌握了干扰产生原理，电梯抗干扰工程问题也将迎刃而解。
一、    掌握常用同轴电缆类型及特点
1.    考虑传输衰减：当楼层很高，距离监控中心又较远的情况下，应慎重考虑传输衰减问题。选择电缆时，都知道粗缆优于细缆，但还应了解SYWV物理发泡电缆优于实心SYV电缆，高编电缆优于低编电缆，铜芯缆优于“铜包钢”缆，铜编网优于铝镁合金编网；
2.    关注高频衰减：低频成分的亮度/对比度衰减，容易发现和解决，电缆最重要的传输特性就是频率越高衰减越大，高频衰减影响清晰度和分辨率，要特别注意总结图像质量的观察方法。这方面电缆特点和规律是：粗缆优于细缆，发泡优于实心，但同型号的“高编和低编高频衰减一样”（后文有分析）；
3.    考虑电缆寿命：软性电缆优于普通电缆，细缆优于粗缆；还有一个最易被忽视的问题：电缆各层间的粘合力，即当电缆各层之间纵向相反方向受力时，是否会发生相对滑动，高层电梯缆长达100米垂直布线，电缆外护套固定在随行电缆上，这是一种“软固定”，固定时不允许电缆变形（破坏同轴性），这样一来，在电梯反复运动中电缆内部层，在重力作用下，会逐渐“下滑”，慢慢拉断编织网或芯线，表现为信号逐步减弱，干扰越来越大；目前还没有这项电缆技术标准，简单检查方法是取一米电缆，在一头剥开各层，一人用手握住电缆两端，另一人用钳子拉电缆的内层：依次拉芯线，绝缘层，编织网，体验粘合力的大小，做出合理估计——粘合力差、易滑动的尽量不选用。这项性能，很多电缆并不具备，应慎重选择。
二、    了解干扰产生原理简介：
1.    电梯井内的动力、照明、风扇、控制、通信等，各种电缆都会产生电磁辐射。像天线接收原理一样，同轴电缆也会“接收”这些干扰，即干扰电磁场在电缆上产生干扰感应电流，这个干扰感应电流也就会在电缆外导体（编织网）纵向电阻上产生干扰感应电压（电动势），这个干扰感应电压刚好串联在视频信号传输回路“长长的地线”中，形成干扰；
2.    更重要的是这些随行电缆都是与视频电缆并行，且近距离捆扎在一起。这就形成了接近“最佳最有效的”干扰耦合关系。在一般工程中可以采用穿金属管或走金属槽的屏蔽干扰办法，但在电梯随动的环境中，这种方法无能为力。所以电梯环境下的抗干扰难度很大，只能选择较好的设计和施工方法；
3.    了解干扰产生基本原理，对完善抗干扰设计和施工十分重要；
三、    常用铜轴电缆穿传输方案的抗干扰措施：
1.    常用铜轴电缆：不管是多层高编铜编网电缆，“铝箔—编网”的双屏蔽电缆，还是“铝箔—编网——铝箔—编网”的四屏蔽电缆，电气上都属于一个屏蔽层。干扰感应电压，都是直接串联在视频信号传输回路中。只是多层高编电缆的外导体电阻小，形成的干扰感应电压也相对较低一些。这对抗低频电源干扰、电机电火花干扰等有一定效果（几十Khz以下的干扰）。但对高频干扰，由于“趋肤效应”，高频阻抗与低编电缆相同，抗干扰效果也基本一样；所以应该清醒看到：高编电缆只有适当减弱低频干扰的作用，防强干扰还是无能为力；
2.    电梯布线方式的抗干扰措施：
①    视频电缆走出电梯井的位置选择：理想的选择应在井的中部，因为这时井内随行视频电缆长度，大约只有井深的一半多一点，最短，自然引入的干扰也最小；但工程上这种出线要求，只能看情况争取，实际工程不一定允许；
②    过去，在不明白原理的情况下，多数出线位置都是和其他随行电缆一起走，从电缆井的顶部或底部走出。这种情况下，考虑到只有一半电缆是随行运动的，另一半只是固定延伸连接，不运动，我们把这部分叫着“不动电缆”；这就提供了一种可能：那一半随行运动电缆只能与其他随行电缆一起捆绑走线；而另一半不动电缆可以选择远离随行电缆单独走线的方法，在电梯井内把视频线紧贴井璧垂直走线，并把这部分电缆穿金属管或走金属槽，以屏蔽干扰对这部分电缆的影响，比较有效；
③    随行运动部分的视频电缆与其他随行电缆捆扎时，设计者应充分了解其他随行电缆的结构和分布情况，捆扎时视频电缆应尽量远离电流大、频率高的电缆，靠近电流小频率低的电缆捆扎；这里，哪怕有1公分的选择可能也要争取，因为干扰影响大小至少与距离平方成反比；
④    摄像机金属外壳，BNC头的外壳，同轴电缆的外导体等视频信号的“地”，和电梯轿厢、导轨等要绝缘，这在安装摄像机时要特别注意；
⑤    摄像机供电应优选集中直流供电方式，其次是选择轿厢照明电，不能用动力电。
⑥    供电、控制等监控用电缆，尽量选用带屏蔽的电缆，防止干扰信号向外泄露；
⑦    从电梯井出口到控制中心的视频电缆，应走金属管或走金属槽，以屏蔽沿途环境干扰对这部分电缆的影响，并注意这部分屏蔽与电梯井内的屏蔽，应做好电气连接；
四、    应用抗干扰同轴电缆
1.    抗干扰同轴电缆是一种“双绝缘双屏蔽的同轴电缆”，其里面的“芯线——绝缘层——屏蔽层”仍然是标准的75欧姆电缆，没有区别。不同的是，在原来屏蔽层外，又增加了第二绝缘层和第二屏蔽层，外面再加上护套。从上面干扰产生原理分析已经知道，干扰在传统同轴电缆外层上产生的感应电压，串联在视频信号传输回路“长长的地线”中，从而形成干扰的。但采用抗干扰同轴电缆后，情况有了质的变化：干扰感应电压只能形成在“第二屏蔽层”上，并由里面的“第二绝缘层”把它与视频信号传输回路“长长的地线”绝缘隔离开，把干扰排除在视频信号传输回路之外，达到抗干扰的目的。
2.    这种抗干扰电缆的特性，对于电梯环境下的超强低频动力电源干扰，电机电火花干扰，变频电机干扰，控制信号干扰等几十千赫以下的干扰，抗干扰性能十分突出。
3.    在传输线路较长的工程设计中，采用“双绝缘双屏蔽的同轴电缆”后，传统工程上的一些抗干扰措施，也可以大大化简，并能有效降低工程总造价。
4.    我们公开介绍抗干扰电缆的核心技术诀窍，是为了使这项拥有我国自有知识产权的专利技术，早日在安防工程中发挥作用，请广大朋友帮忙关注，发现侵权行为，能够及时通知我们。联系信息网站（www.eie-cn.com）上都有。
eie实验室——老竹原作 2004.8.