Резервное питание для систем видонаблюдения

На предыдущем вебинаре, проводимом примерно месяц назад, мы говорили в целом об источниках резервного питания, которые выпускает компания К-Инженеринг. Сегодня мы обсудим то, как видится обеспечение электроснабжением систем видеонаблюдения. С одной стороны, это кажется простой темой. С другой – необходимо учитывать определённые особенности.

То, о чём сегодня будет говориться, составляет видение нашей компании. На основании этого мы выстраиваем свою техническую политику. В свою очередь, в соответствии с ней мы создаём и реализуем свои продукты. Поэтому целью этой статьи является ознакомление слушателей с технической политикой компании в отношении электропитания систем видеонаблюдения, а также обмен мнениями. В конце я готов ответить на интересующие вопросы. Если моей компетенции не хватит для этого, будут подключены коллеги, и ваше время будет потрачено максимально эффективно.

Категории помещений для установки систем видеонаблюдения

Системы видеонаблюдения предназначены для охраны объектов с возможностью видеофиксации. Для этого используются камеры в качестве источников видеосигнала, записывающие устройства и мониторы, которые позволяют в режиме реального времени отследить работу камер.

Видеонаблюдение может быть установлено на различных объектах. Можно ввести классификацию этих объектов — в частности, по площади. Объекты с площадью до 300 м2, как правило, находятся во встроенных помещениях. Это могут быть небольшие кофейни, аптеки, магазины, салоны видеосвязи и т. д.

Объекты с площадью от 300 до 2000 м2 обычно представляют собой отдельно стоящие небольшие здания, в которых монтируются системы видеонаблюдения. Такое расположение является экономически выгодным. К объектам данного масштаба относятся средние и крупные магазины, в том числе, сетевые («Пятёрочка», «Магнит» и т. д. - «Дикси» чаще использует встроенные помещения).

Отличие категорий объектов друг от друга

Коренное отличие этих объектов между собой в контексте электроснабжения заключается в том, что объект с площадью до 300 м2 во встроенном помещении не располагает собственным кабельным вводом питания. Он пользуется выделенным вводом от распределительного щита здания, в котором расположено данное помещение. Если говорить об отдельно стоящем здании, то оно оснащено самостоятельным вводом, своим собственным электрощитом. Как следствие, на таком объекте можно формировать систему электропитания и обеспечения безопасности непосредственно на уровне самого распределительного щита.

Как известно, основное напряжение в наших электрических сетях, передаваемое от трансформаторных подстанций, имеет номинал 380 В. С двумя фазами и «нулём». Каждая из фаз имеет значение напряжения, равное 220 В. В случае встроенного помещения собственнику, как правило, выдаётся локальный распределительный щиток на 380 В. Следовательно, имеется возможность создать две фазы по 220 В на каждую, к которым подключаются эксплуатируемые приборы и оборудование. Если необходимо запитать оборудование, рассчитанное на 380 В, то это также реализуемо.

Если говорить об отдельно стоящем здании, то в этом случае ставится электрораспределительный щит. В нём формируется первое резервирование электропитания с помощью автоматического переключателя работы фаз. Если пропадает одна из фаз, то АВР переключает систему на рабочую фазу. Обязательным требованием к электрораспределительному щиту в отдельно стоящем здании является наличие шкафа для управления противопожарными устройствами и другими элементами слаботочных систем. Для питания любой слаботочной системы должен быть отдельный шкаф, подключаемый к трёхфазному вводу с автоматическим резервированием (АВР), с возможностью подключения дополнительного источника резервного питания.

В качестве такого источника используется либо мощный UPS, либо другие источники внешнего резервного питания – например, дизельные генераторные станции, другие подобные агрегаты с самостоятельным потреблением топлива.

Основная проблема качественного питания

Проблема заключается в том, что монтажник, который приходит на объект и устанавливает систему видеонаблюдения во встроенном помещении, ищет первую попавшуюся фазу и к ней подсоединяет всё видеонаблюдение. Что уже работает на этой фазе, он не знает. Но знает, что в его распоряжении имеется 220 В, необходимо подключить видеорегистратор, монитор, видеокамеры, другие устройства. В случае IP-телефонии он подключает инжекторы, которые обеспечивают работу IP-камер. Состояние сети в рамках этой фазы ему неизвестно.

В этой фазе могут происходить помехи, перенапряжение и даже в принципе пропасть сигнал, так как возможны проблемы с контактами, которые разрешить очень трудно. Как следствие, может начать «плыть» изображение, разрушаться жёсткий диск в процессе эксплуатации, возникать другие неприятные и непредвиденные ситуации. Система может вообще не запуститься, либо качество связи с интернетом будет очень низким.

Причиной этих явлений обычно является плохое качество электрического сигнала, подаваемого на систему видеонаблюдения. При этом клиенты часто «грешат» на оборудование, говорят, что камеры или видеорегистратор плохие. На самом деле всё упирается в плохую систему электроснабжения.

Можем привести тривиальный пример. Вы питаетесь просроченными продуктами. Будет ли у вас аппетит, а в случае аналогии - надлежащая работоспособность? Скорее всего, нет.

Нюансы отдельного здания

В отдельно расположенном здании квалифицированные монтажники могут грамотно определить и фазу на основе проекта этого здания. В проектной документации оговорено, на какой фазе работает то или иное оборудование, поэтому можно понять, имеется ли оборудование, способное повредить системе видеонаблюдения. В такой ситуации монтажник правильно выберет фазу, и вероятность качественного технического решения по формированию данной системы высока.

Существует третий вид объектов, площадь которых превышает 2000 м2. Речь идёт об отдельно расположенных крупных зданиях, сооружениях – складах, логистических терминалах и т.д. Оснащение подобного объекта системой видеонаблюдения не является локальной задачей. В таких случаях необходимо выстраивание интегрированной системы на основе разработанного проекта. Проектировщики предусматривают все нюансы, выставляют определённые технические требования к электрикам по подаче электропитания на систему безопасности. По сути, на таких объектах функционирует не отдельная система видеонаблюдения, а комплексная система безопасности. Это вопрос достаточно сложный, требующий индивидуального подхода. Его решением, как правило, занимаются компании-интеграторы, поэтому на подробностях останавливаться сейчас не будем.

Способы борьбы с некачественным электропитанием

Как можно бороться с некачественным электропитанием? Первый и самый простой предлагаемый вариант – использование стабилизатора напряжения на 220 В. Он способен защищать от снижения напряжения в сети. Согласно ГОСТ, напряжение в сети находится на уровне 220 В (+/- 10 %). Номинальное значение – 220 В. Если вычесть 10%, получается чуть больше 190 В. Но фактически качество электросетей очень низкое. Напряжение может падать до 140 В – это было неоднократно замерено и проверено. В такой ситуации стабилизатор напряжения подтянет значение разности потенциалов до нужной величины.

Второй вариант защиты системы от всевозможных помех, других негативных влияний – это применение вместо стабилизатора напряжения источника бесперебойного питания (UPS), рассчитанного на 220 В. В этом случае предоставляется защита системы от разнообразных скачков напряжения и помех в сети, которые возникают в предусмотренных производителем ситуациях. Но в целом основное предназначение источника бесперебойного питания – дать возможность компьютеру, серверу выгрузить данные в момент отключения электропитания. Таким образом, данное устройство рассчитано на работу в пределах 15-30 минут (в зависимости от мощности UPS и поданной на него нагрузки) с момента полного отключения электроснабжения.

Компания К-Инженеринг предлагает третий вариант – наиболее эффективный. Он представляет собой аналог источника бесперебойного питания (UPS). Это БИРП серии V, который предназначен специально для видеонаблюдения. В нём предусмотрена возможность защиты от скачков напряжения, помех в сети. Выход специально отфильтрован, для того, чтобы максимально выровнять синусоиду сигнала и убрать всевозможные сторонние гармоники, негативно влияющие на её функционирование.

Также при помощи использования аккумуляторных батарей в схеме самого блока удаётся обеспечивать резервирование электропитания. Но в виду того, что основной целью в данном случае является, помимо стабилизации напряжения, возможность предоставления резервирования, можно отрегулировать при помощи зарядного устройства время резервирования до нескольких часов. Это и есть три способа борьбы с некачественным электроснабжением.

Преимущества функциональной схемы линейки БИРП V. Технология управления напряжением "ключ - стабилизатор Low Drop"

Второй критерий, который компания рассматривает при создании источников питания, служит для понимания собственной деятельности. Это критерий цены. При осуществлении рыночного анализа систем электропитания и систем питания вообще, пришли к следующему выводу.

Затраты электропитания ноутбука, компьютера, сервера, любого другого устройства передачи информации составляют не более 20 % от стоимости оборудования. Это многократно проверенный параметр, которым стоит руководствоваться. Для того, чтобы понять истинность данного подхода, стоит просто сравнить суммарный заработок семьи и расходы на питание. При грамотном распределении семейного бюджета примерно 20% процентов его придутся на приобретение продуктов питания и другого необходимого.

Если иметь в виду среднемесячное, либо среднегодовое потребление, жизненное благополучие будет колебаться на данном уровне. При своих расчётах мы учитываем данное соотношение и стоимость для заказчика.

Для сравнения был взят обычный UPS Force мощностью 500 Вт. Это самое близкое значение к мощности БИРП V. При этом данная величина является минимальной для обеспечения стабильной деятельности системы видеонаблюдения.

Сравнили его с БИРП V. В итоге выяснилось:

1. Разница в деньгах получается незначительной. По информации из интернета розничная цена UPS составляет порядка 6000 рублей, а цена БИРП с аккумуляторными батареями в розницу будет примерно такая же, соизмеримая;
2. Имеется функциональное различие во времени резервирования. Если заказчик рассматривает повышенные требования к резервированию электропитанию из-за частных отключений электроснабжений, то БИРП – более совершенное устройство, чем обычный UPS. За счёт конструкции БИРП V возможно обеспечить резервирование электропитания от 6 до 8 часов. А резервирование питания от UPS составляет при рассматриваемых параметрах по времени от 3 до 20 минут.

Какую роль выполняет источник резервного питания БИРП для электроснабжения системы видеонаблюдения? Основное предназначение, которое мы закладываем в данном источнике, — это стабилизация питания. Для этого необходимо подавать на устройства стабильные 12 В. Это нужно для работы жёсткого диска (винчестера), на который видеорегистратор записывает данные. Любые скачки напряжения, любые помехи, которые возникают в сети, способны разрушить работу жёстких дисков из-за воздействия на магнитный слой.

В этой ситуации наиболее эффективным решением является резервирование работы регистратора источником питания при помощи БИРП. С нашей точки зрения, это решение наиболее востребовано при использовании регистраторов, рассчитанных на количество видеокамер от 4 до 8. Для этого применяется БИРП 12/2.5 с номинальным током 2.5 А.

Конструкция БИРП V – БИРП Видео

Главная идея заключается в том, что конструкция БИРП построена так, что основана на специальном стабилизаторе Low Drop ключ. Он предназначен для стабилизации напряжения в электрической сети.

Чем отличается БИРП серии V от остальных БПРП? В основной применяемой линейке БИРП используется первичный преобразователь. На него поступает напряжение 220 В, а на выходе он выдаёт 18 В. Далее это значение преобразуется в 12 В. Но рабочее напряжение батареи составляет как раз 12 В. При заряде на это напряжение она работает в стабильном режиме. При эксплуатации можно поддерживать эти 12 В в штатном режиме, но для резервирования этого параметра будет недостаточно. Батарея разряжается, в том числе за счёт старения. В результате выявлено, что на АКБ перманентное напряжение составляет примерно 11,8 – 11,5 В. Это соответствует штатному режиму работы аккумуляторной батареи.

Соответственно, создать полноценную стабилизацию напряжения на 12 В при данном преобразователе невозможно. Чтобы решить задачу переключения на 12 В, компания К-Инженеринг придумала другой вариант.

В этой ситуации применяется первичный преобразователь с выходом на 27 В. Для того, чтобы сбалансировать эти 27 В, приходится последовательно соединять две аккумуляторные батареи любой ёмкости по 12 В, и в результате с батареи снимается 24 В. Соответственно, на стабилизатор Low Drop ключ приходит либо 27 В от основного канала, либо 24 В от АКБ. В такой ситуации он способен переработать подающее напряжение и передать на выходной канал стабильные 12 В. На выходе установлены фильтрующие элементы, которые ограничивают сетевые помехи. В результате получается электрический сигнал 12 В с высоким качеством. Основным его потребителем является видеорегистратор с установленным в нём жёстким диском.

Стоимость жёсткого диска на 2 ТБ составляет примерно 5-6 тысяч рублей, и в некоторых случаях он может быть дороже самого видеорегистратора. Но в данной ситуации сохраняются данные, продлевается срок службы «винчестера», и это имеет большое значение. Это достигается за счёт особенности прибора – применения двух последовательно соединённых аккумуляторных батарей.

На что влияет некачественное электропитание

Данная технология в какой-то степени создаёт некоторое удорожание. Но необходимо понимать, ради чего так делается. Диск регистратора – устройство дорогостоящее, и его жизненный ресурс не является фиксированным. Срок эксплуатации зависит от качества электрической сети, стабильности напряжения в ней, от реакции жёсткого диска на различные изменения в сети. Если электропитание низкого качества, в сети напряжение постоянно колеблется, вероятность преждевременного выхода диска из строя, а значит, и потери информации, сильно возрастает.

БИРП ЛАЙТ – напряжения и особенности

Это относительно бюджетное устройство, поэтому в его структуре отсутствует разработка К-Инженеринг – стабилизатор напряжения Low Drop. Выходное напряжение по умолчанию установлено на уровне 13,7 В. 

Почему именно 13,7 В?

Зачастую такое значение используют с учётом компенсации потерь на проводах при удалённом подключении и позволяет снизить стоимость изделия за счет отсутствия отдельного канала заряда.  Имеется целый ряд эргономических удобств, которые уже оценили пользователи БИРП ЛАЙТ. В частности, конструкция БИРП не позволяет выпадать аккумуляторным батареям даже при открытой передней крышке. Устройство оборудовано болтом для заземления, что отвечает требованиям электрической безопасности.

Компания подготовила к запуску новые версии БИРП ЛАЙТ, у которых выходы будут рассчитаны на 2, 3 Ампера и возможно на 4 А. Последнее упирается в решение вопроса с тепловой энергией. Эти изделия будут выпускаться в пластиковом корпусе. 

Это обеспечивает уменьшение энергопотребления. Как этот эффект можно обойти? Существуют два варианта:

1. Подключение нагрузки. Но нагрузка в данной ситуации должна составлять не менее 0.11-0.12 А. Тогда обеспечивается стабильная работа БИРП;
2. Подключение на выходе параллельно к нагрузке какого-то сопротивления, которое компенсирует потерю нужной нагрузки.

Известно, что часто используют в качестве нагрузки различные датчики, потребление которых может находиться на уровне 0,1 – 0,2 А. В данной ситуации самый оптимальный вариант – применение БИРП ЛАЙТ в сочетании с резистором.

После некоторых замечаний, полученных специалистами компании от клиентов, в комплект ЛАЙТ будут вкладываться несколько компенсирующих резисторов, которые помогут монтажникам убрать сопровождающий свист и другие сторонние звуки.

С точки зрения видеонаблюдения – это абсолютно частное техническое решение. К-Инженеринг как производитель источников электропитания не рассматривает БИРП ЛАЙТ в качестве базового элемента систем видеонаблюдения. Да, это изделие может использоваться для электроснабжения аналоговых видеокамер. У них на входе имеется встроенный специальный встроенный преобразователь, который рассчитан на широкий диапазон напряжения. Этот диапазон составляет от 9 до 15 В на входе, при этом напряжение, подаваемое на ПЗС-матрицу, стабилизируется в номинальном значении около 5 В. Но это уже касается работы видеокамер, и они при этом будут успешно функционировать.

Вероятнее всего, система на базе БИРП ЛАЙТ актуальнее всего в сетях контроля доступа (СКУД), охраны – там, где на входе имеется первичный преобразователь, который способен управлять входным напряжением. Система будет наиболее стабильно работать при наличии постоянного тока. Это, как правило, те приборы, где ведётся учёт рабочего времени, так как постоянный ток стабилизирует функционирование кварцевых источников. За счёт него происходит управление часами реального времени – это характерно и для видеорегистратора. Более широкое применение – на собственное усмотрение проектировщиков и исполнителей.

Видеосистемы PoE

Что касается систем PoE, специалисты компании рассматривали этот вопрос. Можем ли мы в данном направлении видеонаблюдения предоставить какие-либо технические предложения или решения.

Пришли к выводу, что, наверно, нет. Почему? Потому что система видеонаблюдения использует инжектор PoE, и камеры подключаются к данному инжектору. В 90 % случаев он уже имеет свою систему электропитания, снабжается от 220 В. Что возможно предложить в данной ситуации?

Либо ставить надёжный стабилизатор, если не требуется система резервирования. Другой вариант – установка UPS. Но этот источник батарейного питания должен гарантировать время резервирования.

Когда наши специалисты оценивали стоимость данного мероприятия, они произвели расчёты. Если подключить систему видеонаблюдения к БИРП, то в этой ситуации при примерных расчётах её установка (включая само «железо», программы и работы) обойдётся примерно 35000 рублей. Что от общей стоимости системы видеонаблюдения составит примерно 50 %.

Насколько это целесообразно, решать конечному пользователю. Использование UPS обойдётся несколько дешевле – около 30000 рублей. Но и качество, надёжность такого решения будет существенно ниже. Окончательное решение принимает заказчик. Но наиболее правильно при организации электроснабжения на объекте – установить на входе дизель-генераторную станцию мощностью 2-3 кВт. Она стоит примерно 30000 рублей, при этом цена автоматической системы запуска – около 15000 рублей.

В итоге за 45000 – 50000 рублей будет создан полноценный альтернативный источник электропитания. Благодаря его высокой мощности можно использовать не только для системы профессионального видеонаблюдения, но и энергоснабжения жизненно важных приборов. К ним относятся холодильник, стиральная машина, компьютер и т.д. Как можно распорядиться данной системой, решать вам.

 

Окончательный ответ на данный вопрос не найден. Оставляем свою рекомендацию по электропитания видеорегистратора вместо того ширпотреба, который повсеместно используется. Он продаётся на любых площадках, но, как правило, обладает не очень высоким качеством.

Даже те изделия, которые мы представляем, но они не предназначены для конкретных моделей, будут иметь более высокое качество. Универсальная рекомендация – использовать для всех систем видеонаблюдения модификацию БИРП V. Она не только качественно выполнит свою функцию стабилизатора на 12 В, но и продлит эксплуатационный ресурс не только установленного жёсткого диска, но и самого видеорегистратора, где он размещён. Напомним, речь идёт не только о сохранении самого устройства как дорогостоящего элемента системы, но и о доступности записанной на него информации от включённых видеокамер.

При этом стабилизатор БИРП V от К-Инженеринг с реализацией технологии Low Drop имеет возможность зарезервировать электропитание регистратора. Если вы хотите запитать именно камеры, то лучше использовать UPS. Они обеспечат электроснабжение инжекторов PoE, и в данном случае видеокамеры будут гарантированно запитаны, причём будет включено резервирование по напряжению. Это будет дешёвым, относительно бюджетным вариантом, при этом оптимальным как по простоте монтажа, так и по безопасности работы системы.

Резюме

Это основное, что компания К-Инженеринг хотела донести в данном материале до своего заказчика – как для действующих, так и для потенциальных партнёров. Удалось уложиться в запланированный объём, и при этом рассказать обо всех особенностях электропитания систем видеонаблюдения и предлагаемых нашей компанией технических решениях – БИРП, БИРП V, БИРП ЛАЙТ. Консультанты компании на телефоне технической поддержки готовы ответить на все вопросы – как самостоятельно, так и с помощью привлечения коллег – узких специалистов.