Организация питания видеокамер по кабелю ТПП

          Традиционное техническое решение по организации выноса видеокамер на 200-800 метров предусматривает как минимум два кабеля – коаксиальный (или витая пара) и кабель питания 220 вольт.

После осмотра одного объекта, обнаружились следующие трудности: трасса должна проходить в лесу, пересекать грунтовую дорогу, пересекать железнодорожную линию, единственным местом, пригодным для прокладки кабеля ,была теплотрасса, проложенная на уровне около 50 см над землей.

         Класть в этих условиях кабель ПВС (так любимый монтажниками) или ВВГ на 220 вольт, да еще на пожароопасной территории было опасно. Использовать более дорогой бронированный кабель не хотелось по финансовым соображениям.

       Появилась идея использовать для питания видеокамер легкодоступный кабель ТППэп, использовав его для питания видеокамеры, передачи видеосигнала и управления камерой (PTZ).  Аппаратура передачи видеосигнала по витой паре, широко распространена и в данной статье не рассматривается.

Сначала проверили применяемость кабеля:

«Кабели ТППэп Предназначены для эксплуатации в местных первичных сетях связи с номинальным напряжением дистанционного питания до 225 или 145 В переменного тока частотой 50 Гц или напряжением до 315 и 200 В постоянного тока соответственно.

Для прокладки в телефонной канализации, в коллекторах, шахтах, по стенам зданий и подвески на воздушных линиях связи. Кабели применяют в условиях, не характеризующихся повышенным внешним электромагнитным влиянием».

 Был сделан предварительный расчет:

 Сопротивление 1км жилы кабеля ТПП составляет около 92 Ом, две жилы (одна пара) - 184 Ом.

 Если одну пару в кабеле ТПП2х10х0,5 выделить под видеосигнал, одну под PTZ, остается 8 пар. Таким образом, при соединении 8 пар в параллель получаем 184/8=23 ома

Для начала, ток потребления 12-вольтовой камеры был принят 400ма (300 мА камера и 100 мА - подогреватель гермокожуха)

Рассчитаем падение напряжения:

23ом*0,4А=9,2В - берем с запасом 10вольт, получаем напряжение на входе линии должно быть 12+10=22 вольта.

На самом деле расчет, несколько более сложен, поскольку ток потребления камеры зависит от напряжения, необходимо учитывать отключение нагревателя в теплую погоду, но расчеты показали, что идея жизнеспособна.

 После нескольких экспериментов с источником постоянного стабилизированного напряжения, и 300 метровой катушки витой пары, было найдено следующее

 техническое решение:

Линия питается стандартным 24-х вольтовым источником переменного напряжения, а в гермокожухе камеры собран выпрямитель и стабилизатор напряжения 12 вольт на основе L7812., который питает камеру и нагреватель.

Такое решение позволило также избежать проблем, связанных с изменяющимся током потребления камеры с трансфокатором.

Для точного подбора сопротивления линии (чтобы избежать излишнего рассеивания тепла на стабилизаторе) необходимо подбирать количество проводников в линии от 2 до 16 с помощью плинта Krone, или любым другим способом. Путем постепенного увеличения количества проводников в линии нужно добиться того, чтобы напряжение на камере в режиме максимального потребления тока с включенным подогревателем было не меньше 14 вольт.

Реализация:

 На основе этого технического решения был реализован проект системы видеонаблюдения на территории воинской части с трудными условиями прокладки кабелей.

Решение было таким:

На каждую камеру(CNB A1563PL в кожухе GL606) – один кабель (ТППэп2х10х0,5) - один источник (БП24-2) -один комплект передачи по витой паре (УСД-N1500)

Еще один источник питания 12 вольт был предусмотрен для питания приемных модулей устройств передачи видео по витой паре. Экраны кабеля ТПП были заземлены на приемном конце, в шкафу с источниками питания.

Никаких взаимных или иных помех на изображении, не наблюдалось.

 Длина самого короткого кабеля составила около 200 метров, длина самого длинного -около 600 метров. Для питания короткого ближней камеры (200м) хватило 3 проводов – 1,5 пары, т.е. пара и еще один провод. Для питания дальней камеры (около 600м.) хватило 4 пар.

 По результатам монтажа можно сделать вывод, что для питания камер, расположенных не дальше, чем 500м можно применять еще более дешевый пятипарный кабель ТППэп5х2х0,5.

 Хотя нагрузочная способность блока питания, позволяет нагружать его двумя - тремя камерами, было решено не рисковать и ставить на каждую камеру отдельный источник, чтобы избежать токовых петель и, как следствие, помех на изображении.

 Преимущества данного технического решения:

 1. Главное и основное: для передачи видео и питания видеокамеры ,кладется только один недорогой широкораспространенный кабель, нетребовательный к условиям прокладки, допускающий даже прокладку в грунт.

2. Данное решение полностью пожаробезопасно,  поскольку, даже при коротком замыкании в любом месте трассы, максимальная мощность составит около 40 вт, при токе не более 2А (которые может выдать источник питания), что явно недостаточно для возгорания кабеля ТППэп, при длине кабеля больше нескольких метров

3. Уменьшается риск поражения персонала электрическим током при проведении ремонтных работ.

4. Решение не требует труднодоступных комплектующих, используются дешевые распространенные источники питания на 24в.   Доработка кожухов тоже несложна и может быть выполнена любым монтажником. Камеры в системе полностью взаимозаменяемы.

Недостатки: – пониженный КПД источников питания, поскольку около половины потребляемой электроэнергии тратится на нагрев кабеля. Хотя возможно, при определенных условиях, это тепло не даст образовываться сосулькам на кабеле.

 Дальнейшее развитие технического решения:

 1. Для питания модульных и корпусных камер без трансфокатора можно использовать еще более недорогой кабель UTP-5e в комплекте с пассивными приемопередатчиками. Такого решения может хватить при длине кабеля 200-400 метров.

2. Можно попытаться использовать подобное решение для питания купольных обзорных камер с PTZ управлением. Но тут есть одна тонкость – эти камеры могут потреблять до 3А тока напряжением 24В Возможно придется питать линию напряжением 48в, а рядом с камерой ставить понижающий трансформатор, который придется рассчитывать под конкретную длину линии.

3. Подобным же образом (установкой понижающего трансформатора), видимо, придется поступать при дальнейшем наращивании длины линии, когда закончится резерв запаса напряжения на падение в кабеле, поскольку при значительной длине линии, небольшое изменение тока, например при отключении нагревателя кожуха, приведет к значительному повышению напряжения на входе стабилизатора, и как следствие, к сильному его нагреву. Однако практического смысла наращивать кабель свыше 1 км., видимо нет, поскольку при таких длинах линий, есть смысл переходить на системы распределенного наблюдения, на оптику, на IP и т.д.

(С)  ООО "Долина-Сервис" г.Ульяновск. 2010г.