CN201563174U - 视频监控前端控制箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种视频监控前端控制箱，包括箱体，箱体内安装有三合一防雷器、用电保护器、视频光端机、熔纤盒和电源插座，所述用电保护器为自动重合闸用电保护器，所述三合一防雷器包括音频/视频电涌保护模块、云台控制线路电涌保护模块和电源电涌保护模块，用电输入端通过三合一防雷器连接到自动重合闸用电保护器，然后再连接到电源插座，视频光端机从电源插座取电。本实用新型具有更有效的防雷和用电保护能力，具备自动重合闸功能，对视频监控设备进行保护，从而可以减少前端设备的维护工作量，降低维护成本。

Description

视频监控前端控制箱

技术领域

本实用新型涉及一种视频监控前端控制箱。

背景技术

目前在通信行业和安防领域所用的视频监控前端控制箱采用模块叠加的方式，将用电保护器、三合一防雷器、视频图像传输设备(视频光端机)、熔纤盘、电源插座等按不同的安装方式在现场固定在箱体内，用以实现对前端摄像机的取电、防雷击浪涌保护、图像数据传输，完成图像信息的采集，并与监控中心进行联网。

目前市场上现有的三合一防雷器存在一些问题：

1、电源保护部分采用“1+1”防雷保护设计，所用防雷器件为普通型，最大放电电流仅能达到10kA(8/20us)；在有些地区，防雷等级远远不够，三合一防雷器很容易因防雷等级过低，导致防雷器损坏，失去防雷保护效果；

2、电源保护部分采用单极防雷保护设计，电压保护水平超过1500V，高于被保护设备的耐压范围，使被保护设备得不到保护，失去实际的防雷保护效果；

3、音/视频信号和控制信号保护部分采用普通方式设计，没有做特殊处理，插入损耗较大，达不到国家技术标准要求，对信号传输带来影响。

另外，一般用电保护器也达不到用电安全保障，实现不了无人值守要求。根据统计数据，可以发现在一次雷暴的天气约有20％～30％的户外用电设备的漏电开关跳闸，有的地区最严重的超过50％，使大面积户外用电设备中断工作，同时，还因气候恶劣，无法及时恢复设备工作，给国民经济带来较大经济损失。事实上，这些跳闸仅仅只需要人工简单合闸，就可以恢复设备工作。但由于空气开关、漏电开关跳闸后不能自动合闸，需要人工逐一合闸，加上设备分布太广、数目太多，加之很多设备装在荒郊野外、有的电源开关锁在居民宿舍、单位大院里，给恢复工作带来极大的困难和维护工作量。

申请号为200920184835.1的实用新型专利提出了一种能够自动重合闸、且防护功能全面、安全可靠的单相智能型用电保护装置，包括主开关、直流稳压电路模块、单片机、驱动电路模块、过/欠压检测电路模块、短路/过载检测电路模块、漏电检测电路模块和故障指示电路模块。过/欠压检测电路模块、短路/过载检测电路模块和漏电检测电路模块对单相电源电路进行实时检测，并将检测数据传送给单片机进行判断处理，若检测到单相电源电路中存在过压、欠压、短路、过载、漏电等故障时，单片机会及时通过驱动电路模块控制主开关断开电路，对被保护设备和供电电路实施保护；同时通过故障指示电路模块及时显示故障情况，为电路检测、排除故障提供方便。当主开关断开后，三个检测电路模块将继续对电路进行检测，直至故障排除，电路正常后单片机会及时通过驱动电路模块控制主开关接通电路，确保用电设备正常工作。若故障始终存在，则主开关保持不接通，直到故障被排除。本实用新型具有过电压、欠电压、过载、短路、漏电等主要电气故障的保护功能，并具有故障识别、故障指示、合闸前故障检测、远程监控、在线修改参数及软件升级等功能，与传统的用电保护装置相比，防护功能更加全面，使用起来更加安全可靠，且适合同防雷设备配合使用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种视频监控前端控制箱，具有更有效的防雷和用电保护能力，具备自动重合闸功能，对视频监控设备进行保护，从而可以减少前端设备的维护工作量，降低维护成本。

本实用新型的技术方案是：一种视频监控前端控制箱，包括箱体，箱体内安装有三合一防雷器、用电保护器、视频光端机、熔纤盒和电源插座，所述用电保护器为自动重合闸用电保护器，所述三合一防雷器包括音频/视频电涌保护模块、云台控制线路电涌保护模块和电源电涌保护模块，所述音频/视频电涌保护模块包括并联在芯线和屏蔽线之间的视频一级电流泄放电路、整流电路、视频二级电流泄放电路和串联在芯线中的第一退耦电路；所述云台控制线路电涌保护模块包括并联在A线和B线之间的控制一级电流泄放电路、控制二级电流泄放电路和串联在A线和B线中的第二退耦电路；所述电源电涌保护模块包括并联在火线和零线之间的电源一级电流泄放电路、电源二级电流泄放电路，以及串联在火线和零线中的第三退耦电路；用电输入端通过三合一防雷器连接到自动重合闸用电保护器，然后再连接到电源插座，视频光端机从电源插座取电。

进一步的，所述视频监控前端控制箱还包括散热风扇和温控模块，由电源插座经温控模块为散热风扇供电。

进一步的，所述音频/视频电涌保护模块的视频一级电流泄放电路包括并联在芯线和屏蔽线之间的第一气体放电管G1，并联在芯线和地、屏蔽线和地之间的第二气体放电管G2；所述第一退耦电路包括第一电阻R1，串联在芯线中；所述视频二级电流泄放电路包括第一瞬态抑制二极管SID1；所述整流电路是由4个二极管组成的整流桥。

进一步的，所述云台控制线路电涌保护模块的控制一级电流泄放电路包括并联在A线和地、B线和地之间的第三气体放电管G3，所述控制二级电流泄放电路包括第二型瞬态抑制二极管SID2，第二退耦电路包括串联在A线中的第二电阻R2和串联在B线中的第三电阻R3。

进一步的，所述电源电涌保护模块的电源一级电流泄放电路包括依次串联的第一保险丝F1、第一压敏电阻组、第二压敏电阻组和第二保险丝F2；第一保险丝F1的一端连接火线，第二保险丝F2的一端连接零线；第一压敏电阻组和第二压敏电阻组的连接点连接第四气体放电管G4到地；第三退耦电路包括串联在火线中的第一电感L1和串联在零线中的第二电感L2；所述电源二级电流泄放电路包括串联的第三保险丝F3和第五压敏电阻RN5。

进一步的，所述电源电涌保护模块还包括电源指示电路。

进一步的，所述电源指示电路包括限流电阻R4、发光二极管和第三二极管D3，限流电阻R4一端连接第一保险丝F1和第一压敏电阻组的连接点，一端连接发光二极管的正极，发光二极管的负极接地，第三二极管D3的正极接地，负极接发光二极管的正极。

进一步的，所述电源电涌保护模块的气体放电管G4两端并联有第五电阻R5。

本实用新型的优点是：

1.本实用新型采用自动重合闸用电保护器，通过微机控制技术实现在线检测功能和过载(过流)、短路、过压、欠压、漏电保护功能，集人身触电和设备漏电保护及无人值守自动重合闸为一体，在使用中一旦检测到用电故障立即保护跳闸，待故障消除后则自动重合闸，从根本上解决了因用电故障跳闸中断供电而需要人员到现场合闸的维护问题。

2.本实用新型所采用的三合一防雷器的防雷效果更好，能防护的电流更大，电压保护水平更低，能有效保护前端视频设备，满足电源供电、防雷、视频传输等方面的要求，

3.本实用新型经实验证实，质量稳定可靠，取得了权威检测机构的检测报告，通过了防雷产品标准符合性认定。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实施例的视频监控前端控制箱的结构图；

图2为本实用新型的三合一防雷器的结构图；

图3为本实用新型的三合一防雷器的音频/视频电涌保护模块的电路原理图；

图4为本实用新型的三合一防雷器的云台控制线路电涌保护模块的电路原理图；

图5为本实用新型的三合一防雷器的电源电涌保护模块的电路原理图；

图6为本实用新型的自动重合闸用电保护器的结构图。

其中：1三合一防雷器；11音频/视频电涌保护模块；12云台控制线路电涌保护模块；13电源电涌保护模块；2视频光端机；3熔纤盒；4电源插座；5自动重合闸用电保护器；6散热风扇；7温控模块。

具体实施方式

实施例：本实施例的视频监控前端控制箱，包括箱体，箱体内安装有三合一防雷器1、用电保护器、视频光端机2、熔纤盒3和电源插座4，其中，用电保护器采用申请号为200920184835.1实用新型专利中提出的单相智能型用电保护装置，又称自动重合闸用电保护器5，用电输入端通过三合一防雷器1连接到自动重合闸用电保护器5，然后再连接到电源插座4。

如图1所示，箱体电源从外部引入220V、频率50Hz的单相交流电源，首先进入三合一电源防雷器。三合一防雷器，也称组合防雷器，是指监控系统中摄像机端的集电源防雷、视频防雷、控制信号防雷为一体的防雷设备。本实施例的三合一防雷器的电源防雷保护最大放电电流可达20KA(8/20us)，达到C级防雷保护水平；三合一防雷器还和摄像机、视频光端机的视频信号线和控制信号线相连，实现视频信号和控制信号防雷。

本实施例的三合一防雷器1，是依据IEC(International ElectrotechnicalCommission，国际电工委员会)防雷要求和视频监控摄像机的具体应用而开发设计的，分别对摄像机的电源(交/直流)、视频/音频、云台控制信号线路起到雷电浪涌保护，包括音频/视频电涌保护模块11、云台控制线路电涌保护模块12和电源电涌保护模块13。

如图2所示，音频/视频电涌保护模块11包括并联在芯线和屏蔽线之间的视频一级电流泄放电路、整流电路、视频二级电流泄放电路和串联在芯线中的第一退耦电路。如图3所示，所述第一退耦电路包括第一电阻R1，串联在芯线中。在没有雷击浪涌冲击窜入音频/视频信号传输接口时，音频/视频信号经端口J1引入三合一防雷器1经过电阻R1后，从端口J2输出。音频/视频电涌保护模块1的视频一级电流泄放电路具体包括并联在芯线和屏蔽线之间的第一气体放电管G1，并联在芯线和地、屏蔽线和地之间的第二气体放电管G2。第一气体放电管G1和第二气体放电管G2并联，第二气体放电管G2有3个端口，前两个端口分别接到芯线和屏蔽线上，第三个端口接地。视频二级电流泄放电路包括第一双极型瞬态抑制二极管SID1，所述整流电路是由4个头尾相连的二极管组成的整流桥DB107。整流桥的第一、第三端口并联在芯线和屏蔽线之间，第二和第四端口分别连接第一双极型瞬态抑制二极管SID1的第二端口和第一端口。

当雷击浪涌窜入音频/视频信号接口时，浪涌电流经气体放电管G2分别由芯线对地、屏蔽线对地及气体放电管G1由芯线对屏蔽线进行第一级电流泄放，然后经第一电阻R1退耦后，经整流桥DB107滤波后，由第一双极型瞬态抑制二极管SID1进行第二级电流泄放，并将音频/视频信号输出端口的电压钳位在15V。

如图2所示，云台控制线路电涌保护模块12包括并联在A线和B线之间的控制一级电流泄放电路、控制二级电流泄放电路和串联在A线和B线中的第二退耦电路。如图4所示，云台控制线路电涌保护模块12的控制一级电流泄放电路包括并联在A线和地、B线和地之间的第三气体放电管G3，第三气体放电管G3有3个端口，前两个端口分别接到A线和B线上，第三个端口接地。所述控制二级电流泄放电路包括第二双极型即瞬态抑制二极管SID2。第二退耦电路包括串联在A线中的第二电阻R2和串联在B线中的第三电阻R3。

当没有雷击浪涌冲击窜入云台控制信号传输接口时，云台控制信号经端口J3引入三合一防雷器1经第二电阻R2和第三电阻R3后，从端口J4输出。当雷击浪涌窜入控制信号接口时，浪涌电流经气体放电管G3分别由A相对地、B相对地进行第一级电流泄放，然后经第二电阻R2、第三电阻R3退耦后，由第二双极型瞬态抑制二极管SID2进行第二级电流泄放，并将输出端口J4的电压钳位在75V。

如图2所示，电源电涌保护模块13包括并联在火线和零线之间的电源一级电流泄放电路、电源二级电流泄放电路，以及串联在火线和零线中的第三退耦电路。如图5所示，电源电涌保护模块13的电源一级电流泄放电路包括依次串联的第一保险丝F1、第一压敏电阻组、第二压敏电阻组和第二保险丝F2，第一保险丝F1的一端连接火线，第二保险丝F2的一端连接零线。第一压敏电阻组和第二压敏电阻组的连接点连接到第四气体放电管G4，并接到地。第一压敏电阻组由并联的压敏电阻RN1和RN2构成，第二压敏电阻组由并联的压敏电阻RN3和RN4构成。第四气体放电管G4上并联有第五电阻R5，用于加快气体放电管G4的导通速度，在雷击浪涌时，电阻R5两端的电压瞬间升高，并将电压加在气体放电管G4两端，使气体放电管的导通速度更快，进一步降低力残压。第三退耦电路包括串联在火线中的第一电感L1和串联在零线中的第二电感L2；所述电源二级电流泄放电路包括串联的第三保险丝F3和第五压敏电阻RN5。

另外，电源电涌保护模块13还包括电源指示电路，包括限流电阻R4、发光二极管和第三二极管D3，限流电阻R4一端连接第一保险丝F1和第一压敏电阻的连接点，一端连接发光二极管的正极，发光二极管的负极接地，第三二极管D3的正极接地，负极接发光二极管的正极。

当没有雷击浪涌冲击窜入电源传输接口时，电源经端口J5引入三合一防雷器1经第一电感L1和第二电感L2后，从端口J6输出。当雷击浪涌窜入电源接口时，浪涌电流分别由火线经第一温度保险丝F1、第一压敏电阻，和由零线经第二温度保险丝F2、第二压敏电阻，然后共同经气体放电管G4到地进行第一级电流泄放，然后经第一电感L1和第二电感L2退耦后，由第三温度保险丝F3、第五压敏电阻RN5进行第二级电流泄放，并将输出端口的电压钳位在700V。

电源火线经第一温度保险丝F1和限流电阻R4后，到发光二极管指示灯对地形成回路，指示灯点亮，二极管D3用于对LED指示灯进行保护。当电源的火线与零线接反，或保护器的地线漏接或没有达到相关技术标准要求，或者当保护器因使用时间超出使用寿命或雷击能量过大导致设备失效，失去防雷保护效果时，LED指示灯由于没有回路，因此灯不亮。此时，提醒用户需要变换电源的接线极性，对接地进行改进，或对设备进行更换。

电源信号从三合一防雷器1输出后连接到自动重合闸用电保护器5的输入端，自动重合闸用电保护器5是利用机械自动化原理，结合现代电子控制技术研制成功的新一代智能型安全用电产品，具有过电压、欠电压、过载、短路、漏电等主要电气故障的保护功能，并具有故障识别、故障指示、合闸前故障检测、远程监控、在线修改参数及软件升级等功能。在运行过程中，检测模块对电源电路实时检测，并将检测数据传送给单片机进行判断，电路正常时，保护器不动作以保证电路畅通，若检测到电路中存在过压、欠压、短路、过载、漏电等故障时，单片机会及时控制主开关断开电路，对被保护设备和供电线路实施保护；而检测模块继续对电路进行检测，当电路故障排除，电源电路一切正常后，单片机及时控制主开关接通电路，确保基站设备正常工作；若故障始终存在，则保护器一直处于保护状态，直到故障被排除；这样使用电更为安全可靠。同时通过故障指示模块显示故障情况，为线路检测、排除故障提供方便。

自动重合闸用电保护器5与传统用电保护装置相比，其功能更强大，最主要的是自动重合闸用电保护器5具备在线检测线路和自动重合闸功能，从根本上解决防雷产品与传统用电保护开关之间的矛盾，保护器检测到因雷击引起的过电压或过电流时，保护器跳闸保护，雷击过后，保护器检测到供电线路恢复正常，自动重合闸恢复供电，实现了无人值守的用电管理。

电源经过三合一防雷器1和自动重合闸用电保护器5的两级联动式保护后，输出到电源插座4，箱体内视频光端机及摄像机都经各自的电源适配器从电源插座4上取电后，给视频光端机及摄像机进行供电。

外部光缆熔接后经熔纤盒3与尾纤连接，尾纤再连接到视频光端机2，视频光端机将视频图像数据和控制数据进行光电转换，将从摄像机摄入的视频信号转化为数字信号，再通过光纤进行传输。视频光端机和摄像机的视频信号线和控制信号线之间连接有三合一防雷器，三合一防雷器视频图像数据和控制数据信号最大放电电流达到10KA(8/20us)，限制电压小于15V，反应速度皮秒(10-12秒)，插入损耗小于0.2dB，可以对视频监控摄像机实施全面的雷电浪涌保护。

另外，本实施例的视频监控前端控制箱还包括散热风扇6和温控模块7。风扇电源从电源插座上取电，经温控模块7后再连接到散热风扇6，温控模块采用热敏型器件，当箱体内环境温度高于45℃时，温控模块7接通风扇电源，风扇开始工作，对箱体进行散热，防止箱体内温度进一步上升；当箱体内环境温度低于45℃时(温控模块温度误差为±5℃)，温控模块切断风扇电源，风扇停止工作，节约电能，延长风扇使用寿命。采用了温控模块和散热风扇后的视频监控前端控制箱，在高温季节也能正常工作，降低了维护成本。

以上所述，仅为本实用新型的优选实施例，并不能以此限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求及说明书内容所作的简单的变换，皆应仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种视频监控前端控制箱，包括箱体，箱体内安装有三合一防雷器(1)、用电保护器、视频光端机(2)、熔纤盒(3)和电源插座(4)，其特征在于：所述用电保护器为自动重合闸用电保护器(5)，所述三合一防雷器包括音频/视频电涌保护模块(11)、云台控制线路电涌保护模块(12)和电源电涌保护模块(13)，所述音频/视频电涌保护模块(11)包括并联在芯线和屏蔽线之间的视频一级电流泄放电路、整流电路、视频二级电流泄放电路和串联在芯线中的第一退耦电路；所述云台控制线路电涌保护模块(12)包括并联在A线和B线之间的控制一级电流泄放电路、控制二级电流泄放电路和串联在A线和B线中的第二退耦电路；所述电源电涌保护模块(13)包括并联在火线和零线之间的电源一级电流泄放电路、电源二级电流泄放电路，以及串联在火线和零线中的第三退耦电路；用电输入端通过三合一防雷器(1)连接到自动重合闸用电保护器(5)，然后再连接到电源插座(4)，视频光端机(2)从电源插座(4)取电。

2.根据权利要求1中所述的视频监控前端控制箱，其特征在于：还包括散热风扇(6)和温控模块(7)，由电源插座(4)经温控模块(7)为散热风扇(6)供电。

3.根据权利要求1中所述的视频监控前端控制箱，其特征在于：所述音频/视频电涌保护模块(11)的视频一级电流泄放电路包括并联在芯线和屏蔽线之间的第一气体放电管G1，并联在芯线和地、屏蔽线和地之间的第二气体放电管G2；所述第一退耦电路包括第一电阻R1，串联在芯线中；所述视频二级电流泄放电路包括第一瞬态抑制二极管SID1；所述整流电路是由4个二极管组成的整流桥。

4.根据权利要求1中所述的视频监控前端控制箱，其特征在于：所述云台控制线路电涌保护模块(12)的控制一级电流泄放电路包括并联在A线和地、B线和地之间的第三气体放电管G3，所述控制二级电流泄放电路包括第二型瞬态抑制二极管SID2，第二退耦电路包括串联在A线中的第二电阻R2和串联在B线中的第三电阻R3。

5.根据权利要求1中所述的视频监控前端控制箱，其特征在于：所述电源电涌保护模块(13)的电源一级电流泄放电路包括依次串联的第一保险丝F1、第一压敏电阻组、第二压敏电阻组和第二保险丝F2；第一保险丝F1的一端连接火线，第二保险丝F2的一端连接零线；第一压敏电阻组和第二压敏电阻组的连接点连接第四气体放电管G4到地；第三退耦电路包括串联在火线中的第一电感L1和串联在零线中的第二电感L2；所述电源二级电流泄放电路包括串联的第三保险丝F3和第五压敏电阻RN5。

6.根据权利要求5中所述的视频监控前端控制箱，其特征在于：所述电源电涌保护模块(13)的气体放电管G4两端并联有第五电阻R5。

7.根据权利要求1或5中所述的视频监控前端控制箱，其特征在于：所述电源电涌保护模块(13)还包括电源指示电路。

8.根据权利要求7中所述的视频监控前端控制箱，其特征在于：所述电源指示电路包括限流电阻R4、发光二极管和第三二极管D3，限流电阻R4一端连接第一保险丝F1和第一压敏电阻组的连接点，一端连接发光二极管的正极，发光二极管的负极接地，第三二极管D3的正极接地，负极接发光二极管的正极。

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