强电磁环境中实时视频安防系统的电磁兼容

张前领+陶锋+申翔

摘 要：实时视频安防技术是基层转播台安全保卫工作重要环节和组成部分，转播台正常工作中会在发射天线近场区产生高频电磁场，实时视频安防系统的设备、信号线、馈电线都有可能受到电磁干扰，高频电磁场直接影响、破坏视频安防系统正常工作。我台布设的实时视频安防系统设备遭受广播发射高频辐射干扰：摄像头供电变压器（220VAC变12VDC）多次烧毁、视频图像条状干扰、视频摄像头烧毁、视频配电箱起火等故障。经检测相关线路用电情况，我们针对性地采取了屏蔽、接地、滤波等电磁兼容措施，并将传输信号线调整为光纤、加装电源滤波器，有效破解了电磁干扰问题，达成了电磁兼容。

关键词：滤波；接地；屏蔽

1 实时视频安防系统的概况

我们台去年搬迁至县城边缘、距离城区较远的城乡结合部，为了确保安全保卫工作，安装了实时视频监视安保设备（海康威视系列、数字型），主要设备硬盘录像机：海康威视数字型，交换机：海康威视16端口数字型，摄像头：海康威视DS-2CD3T10D-13型。具体线路如图一

交换机至各个摄像头之间信号传输选用原装超五类（安普、非屏蔽、纯铜线芯）网线，各个摄像头的供电选用截面1.5mm平方、绝缘厚度1.2mm＼护套厚度1.6mm的BVR聚氯乙烯护套软铜线，交直流变压器选用CCDSTAR监控之星220VAC-12VDC。供电护套线连接采用接线帽连接、螺钉接线端子连接、焊接连接、绞合连接等方式适时具体实施。如图一所示，监视屏（监视值班室）至3#和6#摄像头路由55米、至4#摄像头路由38米、至10#摄像头路由76米、至11#12#13#摄像头路由88米（这些摄像头统称B组摄像头、其余为A组），因摄像头布设分散且相距较远，摄像头取电就近实施，其中10#—14#摄像头配电箱（铁皮材质）固定于11#摄像头下方围墙上。施工结束后第一次试机（转播台所有设备均未工作），连续工作24小时，各个摄像头视频清晰，视频监视各设备功能正常、操控正常。

2 强电磁环境中实时视频安防系统的电磁兼容的分析

当我台进行广播发射设备开机试机时，实时视频监视系统B组摄像头的视频图像出现严重波纹干扰、无法看清监视区域，广播发射机连续试机工作72小时，期间B组摄像头陆续全部烧毁、A组2#8#摄像头烧毁（为摄像头内置电感线圈和12VDC变压器烧毁）；据此分析：我台属发射天线近场区、电磁场强强度高，电磁辐射串入摄像头供电线路或信号线路所引起。损毁摄像头拆下、断开所有视频系统供电电源，拟更换新摄像头并采取相应电磁兼容措施（因施工单位未采纳我台事前告知的电磁辐射防护建议、依合同施工单位无偿改进）。此间，10#—14#摄像头配电箱内的BVR供电线和原装超五类（安普、非屏蔽、纯铜线芯）信号传输网线在断电状态下发生自燃。初步分析自燃原因：1.配电箱内供电线共存、线长且混乱、天气酷热、散热差2，该配电箱所有线的路由过长、串入高频电压高。经电能质量记录仪扫描：BVR供电线和信号传输网线上均感应有广播频率的奇次谐波，平均每10米线长，感应谐波电压最高达173V。我们可以推算出B组的布线上串入高达1500V的谐波电压，这即是故障的缘由。我们采取以下电磁兼容措施：1.屏蔽所有布线。采用直径30mm金属管和管件将所有线路穿入其中进行屏蔽2.滤波。采用220VAC电源滤波器加装在摄像头12VDC变压器前，b如图2所示滤波电路，选用RT18-32X熔断器，0.1微法和0.01微法、耐压400伏的电容组成220VAC滤波器加装于视频设备取电点，3.多点接地。每隔20米为标准设一简易接地井：地井深不小于2米，口径0.5米，地埋接地体面积不小于0.5平方米的铜带（宽200mm长3m厚1mm铜带）螺旋状铺设，地井内填充氯化钠、碳碎等降阻剂；以截面积1.5mm的铜质导线与地埋铜带可靠焊接作为接地体的下引线，下引线另一端连接滤波器之滤波电容的接地端，同时将所有金属屏蔽管按相同方法、工艺每20米进行接地。这种多点接地有效增加了受扰电源线和信号传输线的接地泄放面积和泄放点，适合高电压大电流滤波泄放。4.传输信号所用超五类网线的水晶头，要更换为有外金属屏蔽壳的水晶头，且水晶头的金属屏蔽壳要与屏蔽金属管经截面积不小于1mm平方的铜质导线可靠焊接。5.硬盘录像机和交换机均放置在值班机房监控台，选用截面积2.5mm的聚氯乙烯护套铜线将此两设备外壳与值班机房地井铜带（宽200mm、厚1.5mm）可靠连接，铜带直连接地井的接地器（直径120mm、长3米紫铜棒、深埋4米以下），接地井深8米、直径0，5米、食盐和碳填充埋实。全台安防视频系统增设电磁兼容接地点7处、安装滤波电路5处（如图二）、安装电源滤波器13个（每个摄像头一个）、金属屏蔽管160米。采取以上电磁兼容措施后，将新摄像头安装到位，转播台广播发射机满功率满调幅度开机工作状态下，实时安防视频系统开机工作、所有视频图像清晰、设备运行将近一年，实时安防视频系统运行正常。如有类此我们这种强电磁环境下安装视频安防系统者，建议系统的信号传输线路由过长情况下，不要选用网线，宜选用抗电磁干扰、不受电磁辐射影响的光纤来完成。如此，只需解决系统供电线路的电磁兼容问题，工作量及费用将大幅减少节省。

3 结束语

綜上所述，基层转播台处于广播电视产业链的末端，安全、优质、高效地将产业链前端产出的优质节目发射覆盖，是基层转播台的使命和本职工作。安全保卫工作是基层转播台完成使命的重要保障，人防、物防、技防有效结合，确保基层台站播出安全、安保工作安全、消防工作安全。

参考文献

[1]周海赟，付超；基于云存储的安防实时监控视频数据采集系统设计[J].中国公共安全（学术版） .2014年04期

[2]信师国，刘庆磊，刘全宾.网络视频监控系统现状和发展趋势[J]. 信息技术与信息化. 2010（01）