01.04. Защитное заземление в системах видеонаблюдения

Layout2Статья, или скорее заметка, рассчитана на начинающих установщиков систем видеонаблюдения, которых, ввиду доступности оборудования, развелось немереное количество и которые из-за своих зачастую неграмотных решений сплошь и рядом монтируют неработоспособные объекты и получают финансовые санкции (или попросту «попадают на бабки»). Потом начинается мучительный поиск выхода из ситуации, потеря времени, соответственно те же финансовые издержки. Исходя из особенностей этой всезнающей аудитории постараюсь обойтись без формул — только картинки и рецепты решений.

Все картинки увеличиваются — два раза левой кнопкой.

Вопросы защитного заземления, регламентируются «Правилами устройства  электроустановок» (далее — ПУЭ), разработанными еще в 1975 году и утвержденными с изменениями в последний раз приказом Минэнерго РФ от 8.07.2002 № 204 «ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ГЛАВ ПРАВИЛ УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК». К вопросам защитного заземления относится глава 1.7. «Заземление и защитные меры электробезопасности». В нашем случае совершенно нет необходимости вдаваться в тонкости этого весьма серьёзного и ёмкого документа. Наши электроустановки — это видеорегистратор, источники питания регистратора, видеокамер и какого-либо вспомогательного оборудования, если таковое имеет место быть, ну и , собственно, сами видеокамеры.

На первый взгляд всё просто — заземляй все корпуса и нулевые провода, не вдаваясь в подробности, и будет тебе счастье. Но почему-то при таком формальном подходе, особенно при большом удалении камер от регистратора очень часто можно налететь на ухудшение изображения вплоть до полного срыва синхронизации и пропадания картинки. В чём дело? В неидеальности заземления и разности потенциалов заземляющего проводника в разных точках охраняемого объекта. Примитивно просто — эта разность потенциала накладывается на сигнал, и в результате из-за смещения уровней входных напряжений регистатор перестает видеть синхроимпульсы или, наоборот начинает пытаться синхронизироваться по сигналу изображения. И то и другое не есть гуд — это скачки изображения и срыв синхронизации. Причем разность потенциалов непостоянна, отстроиться практически невозможно. Для устранения этой проблемы есть железное правило — заземлять в одной точке. В нашем случае этой точкой однозначно должен быть щиток электропитания, к которому будет подключен видеорегистратор. Тому несколько причин:

—  он относительно равноудалён от всех камер;

 — он как правило ближе всего к щитку питания со штатным заземлением;

 — к нему выше требования по электробезопасности, т.к. он находится в помещении с присутствующим персоналом.

На рис. 1 изображён некий абстрактный регистратор с четырьмя вариантами подключения уличных видеокамер:

  1. Удалённая камера с питанием от отдельного источника питания.
  2. Удалённая камера с питанием от источника, общего с видеорегистратором.
  3. Удалённая камера с передачей сигнала по витой паре с гальванической развязкой между регистратором и видеокамерой.
  4. Удалённая камера с передачей сигнала по витой паре без гальванической развязки между регистратором и видеокамерой.

Для простоты будем считать, что все камеры запитаны постоянным напряжением 12 В (самая распространенная схема питания).

Рассмотрим по порядку.

Layout2

Случай 1. Камера находится на большом расстоянии от регистратора и, для исключения падения напряжения на длинных проводах питания, оборудована автономным источником вторичного электропитания (далее — ИВЭП). В этом случае для соблюдения требований ПУЭ мы обязаны заземлить корпус ИВЭП на щитке электропитания, к которому он подключен. При этом надо убедиться, что между «-» выходного напряжения и корпусом ИВЭП нет гальванической связи (сопротивление стремится к бесконечности). Если это условие не выполняется, заземлять ИВЭП нельзя — будут проблемы с изображением (нарушается правило заземления в одной точке). Значит, или меняем тип ИВЭП или нарушаем ПУЭ в части электробезопасности. Дело в том, что, если в результате неисправности ИВЭП на его корпусе присутствует фаза питающего напряжения, то, при подключении видеокамеры, которая заземлена через оплётку видеокабеля, вы получите элементарное поражение электрическим током. Ну или вы подключили камеру, а потом полезли подключать к ней видеокабель — ещё веселее, поражение электротоком на высоте. Не надо с этим шутить, сверзиться с высоты после удара током — это серьёзно.

К заземлению ИВЭП так же надо бы подключить и корпус камеры, но тут есть одно «но». В современных корпусах «bullet» (пуля) в большинстве случаев корпус камеры электрически накоротко соединён с контактом «общий» видеовыхода. Т.е. при заземлении корпуса «вторая земля» со всеми вытекающими последствиями появится и на видеокабеле. Здесь вариантов нет, землить нельзя, остаётся только нарушать ПУЭ или искать другую камеру. Более того, во избежание «2-й земли» такую камеру придётся электрически изолировать и от конструкции, на которую она крепится. На самом деле на практике это относится только к металлическим конструкциям — сайдинги всякие, металлические опоры и т.д., но приходилось. Текстолитовые пластины подставляли, фторопластовые диски — бывало, короче. В любом случае это есть нарушение ПУЭ, никуда не денешься. Недружелюбно настроенный сотрудник Ростехнадзора кровушки попить может. Единственное, что можно посоветовать — на каждом объекте вешать правила электробезопасности: работа в резиновых перчатках, обязательное отключение питающих кабелей при регламентных и ремонтных работах и т.д. Ну и ссылаться на уровни напряжений — они по ПУЭ относятся к сверхнизким (СНН).

На нашем рисунке Случай 1 приведён без гальванической связи корпуса камеры и сигнала — корпус заземлён.

Да, ещё — для случаев «1» и «2» в разрывы кабеля включены устройства грозозащиты. Их землить обязательно, самым толстым земляным проводником минимально возможной длины к ближайшему щитку. Можно, в случае крепления на заземленную металлоконструкцию, присоединять к ней. Эти устройства соединяют защищаемые линии с землёй только при наведении мощных электрических помех, угрожающих исправности аппаратуры.

Layout2

Случай 2. Питание на камеру подаётся от ИВЭП, расположенного в центре (щите) электропитания системы видеонаблюдения. Как вариант — этим же напряжением запитан видеорегистратор. Здесь мы смело заземляем всё — корпуса регистратора и ИВЭП, а так же «-»  электропитания. Кабелем с сечением, соответствующим потреблению удалённых камер, подаём электропитание к месту назначения.

Для случая 2 для разнообразия выбран вариант с электрически соединенными сигнальным «общим» и корпусом камеры. Соответственно корпус не землим, наоборот — анализируем необходимость электроизоляции камеры от конструкции, на которую она крепится.

Layout2

Случай 3. Удалённая камера с автономным ИВЭП и гальванически развязанными приёмопередатчиками передачи видеосигнала по витой паре. Пусть наши приёмопередатчики выполняют еще и функцию устройства грозозащиты — таких много. Заземляем оба в соответствии с требованиями к устройствам грозозащиты: минимальное сопротивление и длина проводников, надёжность заземления . Смело заземляем удалённые приборы: корпуса, «-» электропитания — всё как надо, включая корпус видеокамеры. Электрическая развязка есть, «2-й земли» не будет.

Layout2

Случай 4. Удалённая камера с автономным ИВЭП и приёмопередатчиками передачи видеосигнала по витой паре без гальванической развязки.

Натыкался на такое. Причём в инструкции еще просят для грозозащиты организовать хорошее заземление передатчика дополнительным проводником из центра. Ну даже не знаю, как тут быть с ПУЭ. Сложно все как-то в датском королевстве. Короче — корпус ИВЭП землим однозначно, корпус камеры — по ситуации в зависимости от наличия связи корпуса с сигнальным «общим». Здесь всё понятно.

В моём конкретном случае стояло на осветительной мачте 4 удалённых камеры. Соответственно четырёхпарной экранированной «витухой» мы передатчики соединили с приёмниками, экранную оплётку использовали как раз в качестве этого самого «хорошего заземления» (она на схеме отдельным проводом показана). Сигнал идёт, камеры показывают. Грозы были. Оборудование работает.

Вот наверное и всё. Можно только добавить, что Случай 3 идеально подходит для IP-видеокамер. Электрическая развязка по сигналу присутствует, сигнал передаётся по витой паре. Электропитание правда в случае PoE централизованное, но это непринципиально. Корпуса камер можно заземлять спокойно. Грозозащиту желательно подцеплять с обоих сторон (и камеры и регистратора).

Ну что, у кого есть вопросы, задавайте в «комментариях», хотите получать новости сразу же — подписывайтесь, форма внизу.

До связи.

На главную,               в начало,               к оглавлению



6 Responses to 01.04. Защитное заземление в системах видеонаблюдения

  1. Avatar Олег
    Олег says:

    подписка на новости

    • ?
      Если подписаться на новости хотите — ниже синяя формочка «подписка на рассылку». Забиваете адрес и псевдоним, будете получать уведомления о новых статьях.
      А вручную вас заколачивать в рассылку — это надо доказывать, что я не спамер — хлопотно 🙂

  2. Avatar Мухалов Сергей Иванович
    Мухалов Сергей Иванович says:

    Проблемы с ИК подсветкой видеокамер. Установил на открытом угольном складе, дополнитель-ного освещения на складе нет. По паспорту ИК подсветка до 60 метров (значит примерно 30-25 метров), видеокамеры Partizan, 0,01 Лк, видеосигнал по витой паре с применением пассивных приемо-передатчиков. Блок питания 12В, 20А установить в средней точке нет возможности, установлен возле регистратора, до самых дальних видеокамер примерно 90 метров. Кабель по питанию камер отдельный от витой пары, сечение 0,75 кв мм. Выходное напряжение на блоке питания увеличил до 14В, за счет чего добился приходящего напряжения на самые дальние видеокамеры 13 В. ИК подсветка начала включаться, до этого приходило 9,6В при выходе с блока питания 12,5 В. Ну, не это главное. Влияет ли какое-то излучение куч угля на ИК подсветку камер, такое впечатление, что ИК лучи не отталкиваются и воспринимаются матрицей, а поглощаются углем. Наверное придется устанавливать на столбы дополнительные прожектора освещения, клиенту нужна запись именно ночного времени суток.Извините, может технически неграмотно обосновал проблему.

    • Питание конечно лучше при включенной подсветке мерить, хотя, если камера работает нормально, то и ладно. Яркость подсветки только может быть ниже немного при пониженном напряжении. Можно подать питание 24В, а на стороне камеры такую вот понижалку напряжения прилепить: «Преобразователь напряжения ПН-12-1,5» от Бастиона. Ну это если запас по деньгам есть в проекте 🙂
      А чёрный цвет — он потому и чёрный, что всё излучение поглощает. Тем более, там всё угольной пылью покрыто обычно. С другой стороны, на чёрном фоне лучше будет видно нарушителя, если он в угле с ног до головы не вывалялся предварительно. Поэкспериментируйте, походите там по темноте, технику погоняйте, определите зону действия подсветки, заодно вычислите, насколько декларированная дальность соответствует реальной.
      Возможно дополнительную подсветку придётся вешать в проблемных местах, только камеры не засветите. По-доброму инфракрасные бы прожектора повесить, чтобы не подсвечивать лишний раз чего тырить. И чтобы не так видно было, чего разбивать. Желательно сбоку как- то подсвечивать, чтобы тени возникали. Подсветка от камер не даёт никаких теней, складки на одежде даже хуже видно.
      В идеале, конечно, эксперимент бы провести, если есть возможность.
      Напишите по результатам, как оно получилось — всё людям польза будет.

  3. Avatar Алексей
    Алексей says:

    Добрый день, есть вопрос. Имеется склад и 12 камер, из них одна висит на фасаде здания на улице(сэндвич-панели металлические) без изоляционной платформы, и еще 3 штуки внутри холодильника (внутри склада стоит- тожеиз сэндвичей металлических) — тоже прямо так прикручены саморезами. Блок питания СКАТ 8 Ампер 13.6 Вольт с 8 выходами. Регистратор Трассир лансер, свич — все это добро висит в стоечном шкафу на стене. К сожалению шкаф и СКАТ заземлены не были. В общем все это работало, но в один момент заказчик пожаловался что то работает одна камера, а остальные нет — то наоборот та камера одна не работала а все работают. По приезду обнаружил сзади регистратора оплавившийся коаксиал уличной камеры — он потек и спаялся с еще одним коаксиалом. Просунув руку к регу получил удар током (после этого все вырубил и сделал заземление шкафа на землю розетки и соответственно на СКАТ поставил тройной провод с землей на ту же розетку). Итог — те две камеры дохлые, видно на кронштейне даже разряд был. Плюс угробил третью — ставил лестницу внутри склада на стенку холодильника (а рядом на краю висела камера), лестница съехала вбок и коснулась корпуса камеры — пробежала искра и камера сдохла — то есть контакт камеры с корпусом холодильника был. Хватит ли после этого того заземления что я сделал? Под камеры я так понимаю проставки ставить на металлоконструкциях? Сдохли камеры получается из-за разности потенциалов здания, холодильника и моего оборудования? Обязательно ли на холодильнике например гуляет фаза или еще что? Много проводов поверху накидано. Спасибо

    • Ну, пока лансер не спалил, надо камеры изолировать. Хоть на деревяшку на худой конец их присобачить. Оно и сигнал получше будет. Скат тоже в шкафу висит, как я понял? Вот там и должна быть земля, и оплётка коаксиала должна контактировать только с корпусом лансера и камеры через BNC, больше нигде цепляться за металл не должна.
      Только отцепить все кабели от камер надо, когда переставлять будете, а то самому погореть можно на работе. Алифтричиство, панимаиш… 😉
      А вообще, ситуация ненормальная, в нормальном здании есть контур заземления, с которым соединены все нули элеткрооборудования. И холодильник ваш должен быть заземлён. Короче, пока не п..нёт кого-нибудь по-взрослому, начальство ваше не перекрестится, я так понимаю.