电梯监控抗干扰技术原理与要点

　　在闭路监控工程中，电梯监控视频干扰问题，一直是zui常见，zui难对付，也是zui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。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。
　　
　　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zui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zui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“*zui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，zui短，自然引入的干扰也zui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*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。
　　
　　解决电磁干扰，包括电梯干扰：
　　
　　“防”的方法，如穿铁管，走金属线槽，100%有效。但在电梯随行电缆情况下不能用;
　　
　　“避”的方法，如射频、光缆、微波、数字变换等传输方式，都是避开0-6M频段，在其他波段中传输，但在电梯环境下，比较有效、成本又不太高的方式，应该是射频方式。这些传输方式必须有调制解调设备或变换反变换设备，有利的是对0-6M干扰，不用说都“避”开了，但每一种传输方式又都会带来新的不利问题，需要了解清楚。任何东西都是“一分为二”的。
　　
　　“抗”的方法，就是仍保持视频源信号(基带)传输方式，采用直接面对干扰的抗干扰措施，目前比较实用、有效的方式还是提高“视频/干扰比”的方式，即前端提高视频信号幅度，也就相对提高了整个传输过程的“视频/干扰比”，末端恢复视频信号标准幅度后，仍保持足够高的“视频/干扰比”。这类设备的选择，一是视频信号的提升倍数，也就是干扰抑制倍数大小;二是，这种干扰抑制倍数(抑制能力)，对低频和高频是否有区别，高频抑制能力比低频低，一样，还是更高?三是，作为视频传输设备，是否同时具有补偿电缆衰减和频率失真，恢复视频源信号特性的功能?目前这类视频源信号(基带)传输方式的抗干扰技术发展也很快，常见的电磁干扰，包括电梯干扰，绝大多数都可以*解决。