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 供电电源及UPS电源系统

  一、 CCTV安全监控设备的供电电源

  CCTV安全监控设备的电源分交流电和直流电两大类。

  多数CCTV安全监控系统都使用220V交流电或24V交流电.当用电设备距离供电电源较远时,则最好使用220V-24V的变压器将电压降低后,再送到前端监控用电设备那里。

  在CCTV监控设备的供电系统中,后备电源也是很重要的一个部分。当主电源发生故障或电压不足时,后备电源可以使设备保持正常的工作状态。不间断电源(UPS)是最常用的后备电源。系统中通常还配有浪涌保护器或功率调节装置(power conditioning),以防止CCTV设备受外来电气噪声的影响。

  安全监控系统的电源、后备电源、稳压器电源这些词听起来可能不那么激动人心,好象也不那么重要,但如果安全调设备的电源出现故障,后果却一定会是非常严重的。如果没有电源,不论多么先进的安全系统,都无异于零。因此,在安装CCTV安全系统时,绝对有必要确定哪些设备是系统运行的关键,以及在主电源出现故障时,应当如何给这些设备提供后备电源。

  出于安全考虑,不少CCTV系统会采用以24V交流电源供电的设备,24V交流电不会引发任何电击事故。

  不论是使用220V还是使用24V的交流电,都必须考虑电源到设备这段距离所产生的压降。

  二、 CCTV安全监控设备的配电系统

  选择了正确的电源只不过是成功的一半。还有一件重要的事就是配电——这样才能将电能输送给现场的摄像机,云台,切换器,监视器等设备。事实上,安全系统中的多数故障都是不合理的布线和接地造成的。在这类“先天不足”的系统中,设计方面的错误往往表现为视频图像中的噪声和畸变。引起这些失真的原因有很多:

  a) 电压尖峰和串入系统内部的其它干扰;

  b) 不同视频信号之间的串扰;

  c) 交流电源线的噪声(如交流哼声);

  d) 给负载提供的电压极不稳定。

  这些干扰所造成的视频图像失真,设备误操作和各种古怪问题往往无规律可循,也不可预测,给寻找症源和解决问题带来很多困扰。

  配电系统的主要作用是将主电源通过特定的电路径分配给各台安全设备。除了要满足安全设备的电气要求外,各类线缆还应符合工程所在地的防火规范和生产安全规范中的要求。电线和电缆的绝缘层,击穿电压等物理属性应当能够满足系统的电压,电流,功率和环境要求。为保障设备的正常工作。当安全设备单独从主电源处取电时,导线的直径应当够粗,以防止电源和用电设备之间出现明显的降压。然而,如果有多台设备同时从主电源处取电,而它们距电源的距离由各不相同的话,线径的计算将会变得非常复杂。

  (一)、配电技术

  在多数安全系统中,不同设备都是以串连方式挂到主电源线上的。各台设备在配电线上挂接的位置各不相同,因此它们得到的电压也由微小的差异。距离主电源越远,挂接点上的电压越低。连接在最后一个挂接点上的设备得到的电压最低。为使设备能够可靠地工作,所有设备(包括配电线末端的设备)得到的电压都不得低于其最低的额定电压。更进一步地,即使是在外部电源出现电压不足和断电时,设备也应当有足够的电压维持其正常工作。之所以要给系统配备UPS,这是最主要最直接得的原因。在规模较大的CCTV系统中,安全设备是通过链式配电网供电的 .在使用链式配电线时,地线电平差将会使视频画面中出现非常明显的交扰条带.情况更严重时,在将地线电平不同的设备相连接时,当时就会造成设备损坏或人身伤害.为解决这一问题,应尽量采用光纤传送视频和控制信号,或在系统中加装隔离变压器和光纤耦合对.给安全设备供电的第二种配线技术是径向配电系统,又称为”星型接法”在这种系统中,每台设备都通过单独的电源线与主电源相连由于不同设备与主电源之间的距离不同,各设备的工作电压仍然有一定的差别.但这种差别可以通过选择适当直径的导线来缩小. 这种技术可以消除再现的大功率设备产生的噪声( 噪声会对较敏感的在线设备造成干扰 ) 。但由于这种配电系统需要大量的导线,将其付诸时间还有一定困难。工程实践中所采用的技术往往是上述两种技术的折衷。一般地,我们会将耗电量较小的设备放到链式配电线上;对于耗电较多的设备,则采用径向配电线路为它们单独供电。

  (二)、接地回路

  良好的接地性能是配电系统很重要的一个方面。系统必须尽量避免在内部形成接地回路。只要对配电系统,地盘和电源的接地线进行彻底的分析,就可以确定优化配置的方案。多数电子设备的电路都是通过地盘上的一点或多点接地的。在设计系统时,必须使这些接地点与其它设备的接地点之间有良好的电气连接,并最终连接到电源的地线(绿线)上。系统中有UPS或其它电压调整设备,则应当将设备的地线与这些设备的底盘地线相连接。为保证使用中德安全,所有设备的地盘都应与设备的外壳连在一起;外壳则需要通过电源线中的地线(绿色)与电源的地相连。然而,接地点,设备机壳和信号回路又可能通过某些途径相互连同,这是我们所不希望的。我们称这类回路为接地回路。接地回路所流经的导体具有一定的电阻,电感和电容,它们组合起来就形成了交叉耦合阻抗(CROSS COUPLING IMPEDANCE);因此,它们会把系统不需要的信号,噪声和串扰带到敏感的信号输入电路中去。显然,如果我们尽量采用较短和较粗的导线,接地回路的电阻和电感就可以减少到最低程度。同样,在将多台设备接地时,应尽量使用长度和号数相同的导线。为减少大功率机戒设备引起的电气干扰,应当使用径向配电系统给各设备供电。在单接地点设计中,不同设备与接地点之间的阻抗相同。这种设计有助于消弥不同设备之间的电势差,减少交叉耦合干扰,阻止电击。由于每台设备都是通过独立的导线与接地点相连的,设备之间具有阻抗的回路将不复存在。单一接地点可以避免使用多个接地点时经常出现的接地电流环。远处传来的信号应当通过光纤耦合器或隔离变压器与系统相连。

  三、 CCTV安全监控设备的后备供电电源

  在小型安全系统中,全套CCTV设备和计算机设备都可以配备后备电源(在造价合理的前提下)。在大中型系统中,通常很难证明所有CCTV和安全设备都需要后备电源。这是,我们必须根据某件设备在整个系统和安全计划中的战略价值,确定是否应为其提供后备电源。在任何安全系统中,都有一些关键性的摄像机,监视器,录像机等,即使发生断电或出现电压不足等情况,这些设备也必须能够持续稳定地工作。另外一些设备,虽然安全系统中起着很重要的作用,但断电一段时间,也不会导致重大安全事故或财产损失。关键设备可能包括区域重要入口处的出入空控制装置和识别装置,对单位正常运转或财产保护起决定性作用的室内摄像机,以及观察和录制相关场景所不可缺少的监视和记录设备。

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