Кабели электрические для видеонаблюдения

Кабели электрические для систем видеонаблюдения: классификация, параметры, применение

Система видеонаблюдения как комплекс технических средств предъявляет специфические требования к кабельной инфраструктуре, которая является основой для передачи сигналов различной природы. Корректный выбор кабеля определяет стабильность работы, качество изображения, помехозащищенность и долговечность всей системы. В профессиональной сфере применяются три основных типа кабелей: коаксиальные, витые пары для передачи видеосигнала по технологии PoE и комбинированные (КВК).

1. Коаксиальные кабели для аналоговых и AHD/TVI/CVI систем

Коаксиальный кабель исторически является основным для передачи аналоговых видеосигналов, а также сигналов современных гибридных форматов высокой четкости (AHD, TVI, CVI). Его конструкция обеспечивает эффективное экранирование и малые потери в широком диапазоне частот.

1.1. Конструкция и ключевые параметры

Стандартная конструкция включает:

• Центральная жила: Медная, омедненная стальная (CCS) или посеребренная. Диаметр является критическим параметром.
• Диэлектрик (изоляция): Вспененный полиэтилен (Foamed Polyethylene) для снижения затухания, сплошной полиэтилен или фторопласт для специализированных применений.
• Экран: Один или несколько слоев фольги (алюмополимерная лента) и оплетки (луженая медная). Эффективность экранирования измеряется в процентах покрытия оплеткой и количеством слоев.
• Оболочка: ПВХ для внутренней прокладки, светостабилизированный полиэтилен (PE) для внешней, с защитой от ультрафиолета.

1.2. Волновое сопротивление и затухание

Для систем видеонаблюдения используется кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Затухание сигнала (потери) измеряется в дБ/100м и напрямую зависит от диаметра центральной жилы и частоты сигнала. Чем выше частота (и, соответственно, разрешение видео), тем больше затухание.

Тип кабеля (по диаметру изоляции)	Диаметр центральной жилы, мм	Затухание на частоте 100 МГц, дБ/100м (примерное)	Типовое применение в видеонаблюдении
RG-6 / РК-75-4.2	1.0 (Cu) / 1.13 (CCS)	16-22	Внутренние и короткие внешние трассы для HD-сигналов (до 500-600м для аналога, до 300м для AHD 2Мп)
RG-11 / РК-75-7	1.63 (Cu)	9-12	Длинные магистральные линии (более 300м для HD-сигналов), системы с высоким разрешением (5-8 Мп)
РК-75-3	0.75	25-30	Короткие внутренние линии (до 100м) для аналоговых систем стандартного разрешения

2. Кабели на основе витой пары (UTP/FTP) для IP-систем и PoE

В IP-системах видеонаблюдения передача данных, питания и, зачастую, аудиосигнала осуществляется по структурированным кабельным системам (СКС) на основе витой пары. Ключевой технологией является Power over Ethernet (PoE).

2.1. Категории и конструктивные особенности

Применимы кабели категорий 5e, 6, 6A. Основные элементы:

• Жилы: Медные, однопроволочные (Solid) для стационарной прокладки и многопроволочные (Stranded) для патч-кордов. Сечение проводников: 24 AWG (0.51 мм²), 23 AWG (0.64 мм²) – предпочтительнее для длинных линий PoE.
• Скрутка: Плотность и шаг скрутки пар различны, что снижает перекрестные наводки (NEXT, FEXT).
• Экран:
  • UTP (Unshielded Twisted Pair) – без экрана, для помещений с низким уровнем помех.
  • FTP (Foiled Twisted Pair) – общий экран из фольги, стандарт для профессиональных систем ВН.
  • SFTP – экран из фольги и оплетки для зон с экстремальными электромагнитными помехами.
• Оболочка: ПВХ для внутренней прокладки, полиэтилен (PE) для внешней. Важен класс стойкости к распространению пламени: CM, CMR, CMP – для внутренних инсталляций.

2.2. Параметры передачи и ограничения PoE

Максимальная длина сегмента между активными устройствами (коммутатор-камера) ограничена 100 метрами (по стандарту IEEE 802.3). Это ограничение связано с затуханием сигнала и временем распространения. Для PoE критично падение напряжения на линии, зависящее от сечения жил и тока потребления камеры.

Тип PoE (стандарт IEEE)	Макс. мощность на камере	Напряжение питания	Рекомендуемое сечение жилы для длины 100м	Примечание
PoE (802.3af, Type 1)	12.95 Вт	44-57 В	24 AWG (0.51 мм²) — min	Базовый стандарт для большинства камер
PoE+ (802.3at, Type 2)	25.5 Вт	50-57 В	23 AWG (0.64 мм²) предпочтительно	Для камер с подогревом, скоростных поворотных
PoE++ (802.3bt, Type 3/4)	до 71 Вт	52-57 В	22-23 AWG (0.64-0.82 мм²) обязательно	Для сложных мультисенсорных устройств, светодиодных прожекторов

3. Комбинированные кабели (КВК)

Комбинированный кабель предназначен для аналоговых и гибридных систем, где требуется передача видеосигнала, питания и, опционально, аудиосигнала и данных для управления поворотным устройством по одному тракту.

3.1. Конструкция и маркировка

Стандартная структура КВК:

• Коаксиальная часть: Как правило, кабель RG-59 или RG-6, расположенный в центре.
• Силовые жилы: Две или четыре медных проводника сечением 0.5 мм², 0.75 мм², 1.0 мм² для подачи питания на камеру (12/24В AC/DC).
• Дополнительные проводники: Две жилы малого сечения (0.12-0.2 мм²) для аудиосигнала (микрофон/динамик) и две для данных (управление PTZ).
• Общий экран и оболочка: Экран из фольги поверх всех элементов и внешняя оболочка с требуемой стойкостью.

Маркировка, например, КВК-В-2-0.75 расшифровывается: Кабель Видео Комбинированный, для Внутренней прокладки, с 2 силовыми жилами сечением 0.75 мм².

3.2. Расчет падения напряжения в силовых цепях

При использовании КВК и низковольтного питания (12/24В) расчет падения напряжения является обязательной процедурой. Формула для постоянного тока: ΔU = 2 I L ρ / S, где I – ток потребления камеры (А), L – длина линии (м), ρ – удельное сопротивление меди (0.0175 Оммм²/м), S – сечение силовой жилы (мм²). Падение не должно превышать 10% от напряжения источника.

4. Факторы выбора и условия прокладки

4.1. Внешняя и внутренняя прокладка

• Внешняя прокладка: Требуется кабель с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (PE), стойкого к УФ-излучению, перепадам температур (-60°C…+70°C), влаге. Обязательна гидрофобная заполняющая масса в бронированных исполнениях для подземной прокладки в трубах или траншеях.
• Внутренняя прокладка: Используется оболочка из ПВХ. Критичен класс пожарной безопасности: нераспространение пламени (NG), низкое дымовыделение и газокоррозия (LS). Для прокладки в пучках (лотках, коробах) важен выбор кабеля с правильным классом пожароопасности (например, по ГОСТ 53315).

4.2. Помехозащищенность и заземление

В промышленных условиях с сильными электромагнитными полями (ЛЭП, частотные преобразователи) необходимо применение кабелей с усиленным экраном (двойная оплетка, экранированные витые пары SFTP). Экран должен быть заземлен только с одной стороны во избежание образования контура заземления и наведения паразитных токов. Для коаксиального кабеля важно использование цельнометаллических разъемов BNC, надежно соединяющих экран.

5. Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Можно ли использовать обычный кабель UTP Cat.5e для подачи PoE на уличную камеру на расстоянии 120 метров?

Ответ: Стандарт IEEE 802.3 ограничивает длину сегмента 100 метрами. На 120 метрах возможна нестабильная работа из-за затухания цифрового сигнала и чрезмерного падения напряжения. Решение: использование коммутатора или активного PoE-повторителя (инжектора) на середине линии, либо применение кабеля увеличенного сечения (23 AWG) с расчетом падения напряжения, но с риском нарушения стабильности передачи данных.

Вопрос 2: Что лучше для аналоговой системы высокой четкости (AHD 5 Мп) на расстоянии 400 метров: RG-6 или RG-11?

Ответ: Для сигнала AHD 5 Мп, занимающего широкую полосу частот, затухание в кабеле RG-6 на 400 метрах будет чрезмерным, что приведет к потере детализации и возможным сбоям. Кабель RG-11 с большим диаметром центральной жилы имеет значительно меньшее затухание и является предпочтительным выбором для таких длинных линий высокого разрешения.

Вопрос 3: Чем опасно использование силового кабеля 220В и коаксиального кабеля в одной трубе?

Ответ: Совместная прокладка без должного разделения запрещена правилами ПУЭ (Глава 2.1). Переменное напряжение 220В может навести значительную синфазную помеху на экран и центральную жилу коаксиального кабеля, что проявится в виде вертикальных полос, сетки или «призраков» на изображении. Минимальное расстояние между трассами должно быть не менее 0.5 м, при пересечении – под углом 90°. Обязательно использование раздельных металлических труб или коробов.

Вопрос 4: Как правильно выбрать сечение силовых жил в комбинированном кабеле для камеры с потреблением 24В, 1.5А на расстоянии 80 метров?

Ответ: Расчет: ΔU = 2 1.5 А 80 м 0.0175 / S. Принимаем максимально допустимое ΔU = 2.4В (10% от 24В). Необходимое сечение S = (2 1.5 80 0.0175) / 2.4 = 1.75 мм². Ближайшее стандартное большее сечение – 2.0 мм². Использование стандартного КВК с жилами 0.75 мм² приведет к падению напряжения около 5.6В, что недопустимо – камера не запустится.

Вопрос 5: В чем разница между кабелем с центральной жилой из чистой меди (Cu) и омедненной стали (CCS)?

Ответ: Медная жила обеспечивает меньшее погонное сопротивление и, как следствие, меньшее затухание сигнала, особенно на высоких частотах и в линиях PoE. Она также более гибкая и долговечная на изгибах. Жила CCS имеет более высокое сопротивление (до 50% выше), что увеличивает затухание и падение напряжения, но кабель дешевле. Для коротких линий (до 50м) и бюджетных проектов CCS допустим, для профессиональных решений, длинных линий и PoE рекомендуется только чистая медь (Cu).

Заключение

Выбор электрического кабеля для системы видеонаблюдения является инженерной задачей, требующей учета множества факторов: типа передаваемого сигнала, расстояния, условий окружающей среды, электромагнитной обстановки и требований к питанию. Некорректный выбор или экономия на кабельной продукции неминуемо приводит к снижению надежности системы, ухудшению качества изображения и повышению эксплуатационных расходов. Проектирование должно основываться на технических расчетах (затухание, падение напряжения), а монтаж – выполняться в строгом соответствии с правилами электробезопасности и стандартами на СКС.