| 发电厂视频监控干扰分析与防治 |
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发电厂视频监控干扰分析与防治
摘 要 发电厂干扰源比较集中，视频监控图像的质量很容易受到影响，尤其是对已经运行的视频监控系统图像质量的改进更是困难。本文从干扰的形成、防治的实践两个方面探讨防治的策略，用“防、避、抗、补”四大措施的组合达到防治视频干扰的目的。
关键词 视频监控 干扰分析 防治策略
随着信息化建设的深入，对视频监控的图像质量要求越来越高。而发电厂干扰源比较集中，视频监控图像的质量很难提高。本文从干扰的形成、防治的实践两个方面探讨防治的策略，力争经济快捷的建设发电厂的视频监控系统，尤其对已经运行的发电厂视频监控系统起到良好的改进作用。
一、干扰形成的分析
1、干扰可以概括分成3类：
（1）源干扰：视频信号源内部产生的干扰。
（2）端干扰：终端设备产生的干扰。
（3）传输干扰：传输过程中通过传输线缆引入的干扰，形成原因比较复杂，而且发电厂的干扰设备又比较集中，这类干扰是主要问题。
2、发电厂视频干扰情况分析
由于技术的进步，视频设备本身的干扰已经很小了。主要是第三类——视频传输干扰，视频监控信号传输的方式为视频基带传输，利用同轴电缆的0—6MHz带宽来传输。
（1）干扰现象及其原因分析
①空间电磁波干扰：空中电磁波信号（主要是200Hz-2.3MHz频率）所产生的空间电场会作用于监控传输线路，这些信号耦合进视频信号中，将产生图像干扰，出现较密的斜形网纹，严重时会淹没图像。
②单频干扰或变频干扰：电厂内部有很多强电气以及变频设施，另外还有大量的工业控制信号，而该类信号的工作频段大都集中在10MHZ以内，这恰恰与视频信号频段重叠，这些信号相互调制产生多次谐波，因此干扰的频谱非常广，图像就出现很多条纹或网纹。
③反射干扰：视频信号在传输过程中色度、亮度及饱和度都会有相应衰减及微反射，反射信号回到发射处形成再反射，多个反射信号将在接收端产生码间干扰（ISI），这就使看起来好象清楚的图像上又蒙上了一层模糊不清的图像现象，即重影现象。
④静电干扰：在发电厂的高电压（1000V以上）输出时往往会出现静电现象。那么静电放电时使传输线路上屏蔽层形成地电流，从而使干扰信号耦合进视频信号并送入监控设备中。造成图像时有网纹时有噪点，且时有时无的现象。
（2）干扰信号耦合分析：
①同轴干扰不单是从屏蔽层缝隙中漏进去的，无缝隙的“编网—铝箔—编网—铝箔”四屏蔽电缆，仍有传输干扰，这就证明合格的同轴电缆不能解决干扰问题。
②同轴干扰基本上是电磁感应电流在电缆屏蔽层纵向“阻抗”上产生的感应电动势，通过两端匹配负载进行偶合，对视频信号产生干扰信号的。
二、视频干扰的“防、避、抗、补”四大防治措施
1、“防”：对干扰设防，把干扰“拒之门外”。
（1）给传输线缆一个屏蔽电磁干扰的环境，这是最基本、最有效的防止干扰“入侵”的手段。将传输线缆穿镀锌铁管，走镀锌铁皮线槽，深埋地下布线等，这对于包括变电站超高压环境下安全传输视频信号都是有效的。不足之处是成本较高，不能架空布线，施工较麻烦。
2、“避”：避开干扰，另选一条“路”，就是改变信号传输方式，不是改变线缆路由。属于这一类的技术有：光缆、射频、数字变换等传输方式，属于“信息调制变换”或“频分方式”，它能有效避开源信号传输中0-6M频率范围的直接干扰；这种方式抗干扰很有效。目前的产品大多采用编码和向上移动信号频带的方法，如：捷变视频抗干扰器，双绞线视频抗干扰器，光缆多路调制终端器等。
3、“抗”：视频信号传输过程中，如果干扰已经“混”进视频信号中，使信噪比（指信号/干扰比）严重降低，必须采用抗干扰设备抑制干扰信号幅度，提高信噪比。目前主要技术措施有：
（1）传输变压器抑制50/100Hz低频干扰有一定效果；
（2）“斩波”技术，原理上是吸收或衰减干扰信号频率分量。
（3）视频预放大提高信噪比技术：线路干扰大小是不会再变的，可以在线路前端，先把视频信号大幅度提升，从而提高了整个传输过程中的信噪比，在传输末端再恢复视频源信号特性，达到抑制干扰的目的。
（4）专利技术新产品——“加权抗干扰器”。它同时具有抑制干扰和视频恢复双重功能，可有效抑制从50Hz到10MHz的广谱干扰，加权技术的成功应用，使频率越高抗干扰能力越强，进一步提高了高频干扰的抑制能力，并继承了加权视频放大专利技术高质量的视频恢复功能。市场上这类产品就叫“加权抗干扰器”。
4、“补”：补偿电缆传输和信号变换造成的视频信号传输损失，恢复视频源信号特性。电缆越长，产生干扰的概率越大，干扰幅度也越高。从视频传输角度考虑，在抗干扰的同时，必须考虑信号衰减和失真问题。线缆引起的衰减、失真和抗干扰设备引起的附加衰减和失真，只有有效的补偿措施才能算真正的、有效的视频传输设备。如：“放大补偿抗干扰器”。
三、视频监控的数字化将彻底根除干扰问题
前端一体化、视频数字化、传输网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，所以，视频监控发展主要是数字化和网络化。
1、数字化
数字化是21世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成长的通行证，随着时代的发展，我们的生存环境将变得越来越数字化。
视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破经典监视系统是以摄像机成像技术为中心的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制。
2、网络化
视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等优点。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享。
综上所述,随着计算机技术及网络技术的迅猛发展，视频监控必将掀起一股强大的数字化、网络化浪潮。由于数字技术良好的传输性能和抗干扰性能，全面数字化的视频监控系统将彻底根除干扰问题，大力提升监控质量。
四、根据实际情况选择适用的抗干扰措施
1、电厂新建视频监控的抗干扰措施
由于光缆、光视频调制器、双绞线传视频等部件价格已经普及，而全数字化的视频监控系统建设费用比较高。在电厂新建视频监控最好的选择就是主干线路采用光缆，利用单芯光缆传4-16路的调制器来组建，在边界采用少量的高质量同轴线做补充，对于特殊的锅炉气压水位等高温高空的环境，采用双绞线传视频技术，不仅解决了干扰问题，而且解决了供电和多图象传输问题。这种组合是目前图像清晰、技术可靠、性能稳定、性价比最优的方案。
2、电厂已经运行的视频监控抗干扰措施
已经运行的视频监控系统，由于设备、线缆已经敷设到位，解决干扰的最好办法就是利用“抗、避、补”的方法进行组合。采用“加权抗干扰器”、放大补偿抗干扰器”可以抗除大部分的干扰；有些效果不好的可以采用“捷变视频抗干扰器”避除0-10MHZ的干扰；高温高空特殊空间的视频可以用“双绞线传视频”进行改造，转变数字式传输，既抗干扰又解决供电和多图象传输问题。
结束语
发电厂解决干扰的问题也是一个系统工程问题，“防、避、抗、补”四大基本要领是从不同的技术侧面采取的不同措施，掌握了它们的原理、性能和使用方法，在视频建设维护中灵活运用，才能立于不败之地，才能有效防治视频监控的干扰问题。
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