Нередко организации, эксплуатирующие системы видеонаблюдения, сталкиваются со сбоем в работе или с поломкой оборудования. Причинами этого могут быть как человеческий фактор, присутствующий на разных этапах производства или монтажа оборудования, так и помехи, возникающие вне зависимости от действий человека.
К первым из них относят отсутствие входного контроля элементов аппаратуры, ошибки при монтаже, несоблюдение требований эксплуатации и прочее. Отказы, связанные с человеческим фактором, случаются не так часто, как могло бы показаться. Их количество укладывается в допустимый процент технического отхода.
Совсем другая ситуация складывается, когда система видеонаблюдения долгое время функционирует нормально, условия эксплуатации соблюдаются, но в какой-то момент по непонятной причине она выходит из строя.
К помехам, способным вывести оборудование из строя, можно отнести:
- коммутационные импульсные помехи;
- радиопомехи;
- перенапряжения;
- помехи, вызванные разрядом молнии;
- помехи от «блуждающих» токов заземления.
Коммутационные импульсные помехи могут возникать:
- при включении и выключении потребителей электроэнергии (ламп накаливания, электродвигателей, компьютеров и другой аппаратуры);
- при включении и выключении цепей с большой индуктивностью (трансформаторов, пускателей и т. д.);
- при аварийных коротких замыканиях в сети низкого напряжения и их последующего отключения защитными устройствами;
- при аварийных коротких замыканиях в сети высокого напряжения и их последующего отключения защитными устройствами;
- при включении и выключении электросварочных установок;
- из-за электрофицированного транспорта (метро и т. д.).
Коммутационные импульсные помехи чаще всего представляют собой одиночные импульсы, имеющие амплитуду до нескольких киловольт. В сети 220 В нормой считаются помехи с амплитудой до 4,5 кВ.
На промышленных объектах частота помех с амплитудой до 300 В равна в среднем 20 в час, в жилых домах — 0,5 помех в час. Импульсные помехи с амплитудой от 1 до 10 кВ, которые являются наиболее опасными, составляют примерно 0,1% от общего числа. Следовательно, если в жилом доме мощные импульсные помехи воздействуют на электронное оборудование до 4 раз в год, то на промышленных объектах это может происходить примерно 3 раза в неделю.
Кроме того, коммутационные помехи могут быть связаны с люминесцентными лампами или с преобразователями блоков питания и т. д. Здесь они возникают с определённой периодичностью. Импульсы в этом случае достигают амплитуды до 1 кВ. Помехи имеют более широкий спектр и способны как приводить к сбою в работе аппаратуры, так и полностью выводить её из строя. При нормальных условиях эксплуатации видеооборудование повреждается при помехах, амплитуда которых превышает 1 кВ. Но вероятность сбоя повышается при высокой влажности и запылённости, что характерно для промышленных зон.
Под радиопомехами подразумеваются высокочастотные помехи связанные с электромагнитным воздействием на линии связи различной излучающей аппаратуры (радаров, теле- и радиопередатчиков и т. д.). Помехи этого рода искажают изображение видеокамер. Оборудование выходит из строя только в том случае, если линия передачи видеосигнала расположена на расстоянии в несколько десятков метров. Радиопомехи в цепи передачи электропитания не приводят к выходу из строя видеоаппаратуры.
Перенапряжения в сети питания, как ещё один вид помех, связаны с низким качеством электросетей и неправильным энергопотреблением. Максимальное напряжение сети наблюдается ночью, так как в это время энергосистема нагружена минимально. В начале и в конце рабочего дня происходят высокие колебания напряжения электросети. На промышленных предприятиях колебания происходят попеременно и днём и ночью, их интервал от 160 В до 260 В с редкими повышениями до 300 В. Под воздействием перенапряжения выходят из строя варисторы, импульсные блоки питания и т. д.
К перенапряжениям могут приводить следующие монтажные ошибки:
- перекос фаз сети электропитания из-за перегрузки одной фазы;
- перегрузка нейтрали из-за меньшего сечения проводника у нейтрали, чем у фазы.
Помехи от разрядов молнии связаны с тем, что на линиях связи и подачи электропитания образуются высоковольтные импульсы напряжения. Оборудование сразу выходит из строя при прямых или близких разрядах молнии (до нескольких десятков метров), так как им характерна огромная разница потенциалов до 108 В.
Молниеотводы и заземления, которые используются для защиты зданий и людей от разрядов молнии, не спасают электронное оборудование и линии связи. Распространённая ошибка при установке видеонаблюдения заключается в том, что видеокамеру крепят на молниеотводе или рядом с ним. Когда молния попадает в него, вся видеоаппаратура и линии связи полностью выводятся из строя и не подлежат ремонту. Оборудование способно сохранить свою работоспособность только в том случае, если оно находится на расстоянии в несколько сотен метров от места разряда молнии.
Использование в качестве линии связи экранированного кабеля ослабляет помехи от разрядов молнии в 100 раз. На линии связи образуется опасное напряжение амплитудой свыше 10 кВ в том случае, если молния ударяет в землю на расстоянии 1000 м от неё. Экранирование в этом случае ослабит помеху до 100 В, но это не спасёт видеооборудование от повреждения.
Экранированный кабель
На реальных объектах с протяжёнными линиями связи и в многоканальных системах видеонаблюдения образуется несколько точек заземления аппаратуры и, соответственно, несколько паразитных контуров заземления. В этом случае имеют место помехи от «блуждающих» токов заземления. Они образуются из-за разницы потенциалов между двумя точками заземления и приводят к повреждению установленного видеооборудования. Если использовать вместо специальной земляной шины нулевой провод электросети, это приведёт к накоплению опасного напряжения между приёмными и передающими приборами. Видеокамеры и другая передающая аппаратура с неизолированными от корпуса разъёмами BNC должны быть надёжно изолированы от шин заземления и нулевого провода электросети.
При монтаже систем видеонаблюдения по требованию техники безопасности оборудование должно быть заземлено таким образом, чтобы разводка сигнальных цепей всей системы имела только одну точку заземления. Если по факту это невозможно осуществить, нужно защитить оборудование гальванической развязкой передающей и приёмной аппаратуры. Приборы гальванической развязки включаются в разрыв кабельной линии связи и разделяют паразитный контур заземления.
