昆明AG捕鱼科技有限公司

產品支持
首頁 > 服務支持 > 產品支持

變電站視頻監控係統抗幹擾方法

發布時間:2008-07-29

幹擾源會通過傳輸線纜進入監控係統,造成視頻圖像質量下降、係統控製失靈、運行不穩定等現象。因此研究變電站視頻監控幹擾源的性質、了解對視頻監控係統的影響方式,以便采取措施解決幹擾問題,對提高視頻監控係統工程質量,確保係統的穩定運行非常有益。
幹擾的來源及影響方式
1、變電站視頻監控係統中傳輸的信號類型
第一種是模擬視頻信號,傳輸路徑由攝像機到矩陣,從矩陣到多畫麵處理器,再到采集終端計算機;
第二種是數字信號,包括采集終端計算機與矩陣、多畫麵處理器、攝像機之間的控製信號傳輸,矩陣中計算機部分的數字信號,溫度、濕度等環境檢測數字信號,報警開關量信號等。
2、幹擾侵入途徑
一般來說幹擾主要通過視頻同軸電纜和傳輸控製信號的雙絞線耦合進係統。
3、主要幹擾源
高頻噪聲幹擾,比如大電感負載啟停;各點接地電位不等引入的工頻幹擾;平衡傳輸線路失衡使抑噪能力下降將工頻幹擾轉成了差模幹擾;傳輸線上阻抗不匹配造成信號的反射使信號傳輸質量下降;靜電放電沿傳輸線進入設備造成接口芯片損傷或損壞。
4、幹擾表現形式
視頻同軸電纜由於阻抗不匹配造成的影響在視頻圖像上表現為重影。視頻同軸電纜接地和屏蔽不好會導致傳輸線抑製外部電磁幹擾能力的下降,體現在視頻圖像產生雪花噪點、網紋幹擾以及橫紋滾動等。在控製信號傳輸線阻抗不匹配會將在脈衝序列的前後沿形成震蕩,震蕩的存在使高低電平間的閾值差變小,當震蕩的幅值再大或有其他幹擾引入時就無法正確分辨出脈衝電平值,導致通信時間變長或通信中斷。控製信號平衡傳輸線路失衡也會在信號傳輸線上形成尖峰幹擾。靜電放電除了會造成設備損壞外,還會影響存儲器內的數據,使設備出現些莫名其妙的錯誤,比如計算機的死機,網絡接口的錯誤等。
抗幹擾的方法
下麵就變電站視頻監控係統中常見的幹擾及解決方法進行些探討:
1、數字信號傳輸中的抗幹擾措施
變電站視頻監控係統的數字信號傳輸通常通過工業標準的通信網絡進行傳輸,比如RS232、RS845、RS422。在這裏重點討論RS485數字通信抗幹擾方法。
RS485總線是采用差分平衡電氣接口,具有較強的抗電磁幹擾能力,但在實際工程中RS485總線並未達到人們期望的效果。問題往往出現在以下幾個方麵:
·網絡拓撲不合理,未按照總線型網絡拓撲布線,而成為了星型拓撲結構; 
·傳輸線與接收和發送端設備連接不正確,削弱了平衡線的抗幹擾能力; 
·公用雙絞線未進一步采取抗幹擾措施,比如采用屏蔽雙絞線; 
·雙絞線線經太細,傳輸距離太遠,導致阻抗太大,造成壓降。
雖然在造成幹擾的方式上有所不同但在幹擾的表現形式上隻有兩種:一種是在信號傳輸線上控製信號反射增加了信號畸變程度;一種是由於外部的幹擾使平衡條件被破壞,共模幹擾變成了串模信號進入傳輸線。
關於信號反射,根據電磁理論,減少長線上信號反射的唯一途徑是阻抗匹配,若通信網絡拓撲為總線型,阻抗匹配比較容易實現,但若是星型網絡拓撲,在發送端串上與傳輸線特征阻抗相同的電阻(電阻值一般是驅動門輸出內阻的5倍以上)就可以得到較高的發送電平。接收的匹配阻抗是經5伏電源形成的,在阻抗匹配的同時減少了吸收功耗,這樣既減少了反射,又不會因為增加了匹配電阻吸收過多的信號功率,信號的電平閾值差變小。
雙絞線作為RS485傳輸線對電磁感應噪聲有較強的抑製能力,但對靜電感應引起噪聲的抑製能力較差,因此RS485傳輸線應選用屏蔽雙絞線。雙絞線的屏蔽層要正確接地,這裏講的“地”應是驅動總線邏輯門的“地”,而非“機殼地”、“保護地”,但在許多實際設備上往往沒有給出接地連接端,所以在這種情況下就需要引一條線將屏蔽與驅動邏輯門集成電路的地相連。
此外,在選擇屏蔽雙絞線作為RS485通信線時,應該選擇線經大一點的,使阻值比較小,產生的壓降小,這樣使得控製信號的衰減也會小很多。
2、視頻信號的抗幹擾
視頻信號的幹擾在圖像上表現為雪花點和50Hz橫紋滾動。
對於雪花點幹擾是由於傳輸線上信號衰減以及耦合了高頻幹擾所致,這種幹擾比較容易消除,在攝像機與控製矩陣之間合理位置增加一個視頻放大器,將視頻信號的信噪比提高,或者改變視頻電纜的路徑避開高頻幹擾源,高頻幹擾的問題可基本上得到解決。
較難解決的是50Hz橫紋滾動及進一步加入的高頻幹擾的情況。對於50Hz的橫紋滾動根據電磁學理論知道視頻電纜的屏蔽層可完全消除50Hz工頻幹擾,隻需要購買屏蔽效果好的視頻電纜。對於圖像的高頻幹擾,因它的頻帶仍在8兆Hz內,采用空隙率為50%左右的屏蔽網可基本消防高頻幹擾,但要達到50%的空隙率,屏蔽網根數需每個波長長度有60根以上,這樣高的密度又會使電纜的柔韌性下降,比較好的方法是采用帶有雙層屏蔽的視頻電纜。
視頻電纜屏蔽層要接地,如果視頻信號“地”與顯示器的“地”相對“電網地”的電位不同,那麽通過電源在攝像與顯示器之間形成電源回路,這樣50Hz的工頻幹擾會進入顯示器中,從電氣聯接可以看出消除50Hz工頻幹擾的方法有兩種,一是想辦法使各處的“地”電位與“電網地”的電位差完全相同,或者是切斷形成地環流的路徑。由於工程環境比較複雜,使各處“地”等電位會比較困難,隻能通過加大攝像供電線纜的線徑,盡可能降低地回路的電阻,比如采用鎧裝電纜,或者采用切斷地環流回路的方法,在攝像或顯示器端有一端不接地,通常在顯示器端不接供電電源的地,這樣雖不能完全消除幹擾但可減少50Hz的幹擾。
從上麵的分析中看到,如果電源線上耦合上高頻噪聲,即使視頻電纜的屏蔽電纜的屏蔽再好,也會將噪聲送至顯示器,因此攝像機的供電電源線最好也要屏蔽,上述措施需要在工程設計和施工時就要全麵考慮才能實現。若到了係統調試時發現幹擾存在可采用調製和解調的方法將噪聲濾除,在攝像機端加一個調製器將視頻信號搬移到幾十兆赫茲的頻段上,在計算機端加一個低通濾波器將低於8MHz信號全部濾除,再經過解調將視頻圖像還原。
3、監控係統供電方式抗幹擾
監控係統的供電方式隻有兩種:一種是集中供電方式即電源都引自一處,另一種是分布式供電,攝像機在安裝位置就近取電。從抗幹擾效果的角度講,集中供電方式更好一些,可以基本消除各處參考電位不等的情況。
總的來說解決問題的關鍵在於工程開始施工時就要全盤考慮抗抗幹擾措施,這樣才能從根本上解決幹擾問題,而不要等到工程後期再亡羊補牢

 

產品支持 知識庫 服務公告 培訓 合作產品 聯係我們
服務熱線 0871-63302233
人才招聘

我與AG捕鱼共成長,加入AG捕鱼,你將創造曆史