电梯视频监控抗干扰技术原理与工程要点...

电梯视频监控抗干扰技术原理与工程要点

内容题要：基于对电梯视频监控干扰产生原理的研究成果，对干扰形成和抗干扰技术合理分析取得了理论和实践统一的成果，提供了电梯监控系统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，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。

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。