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技術干貨 | 弱電系統電源線衰減計算及線纜選擇

2018/3/28 12:59:33??????點擊:

電源雖小,但關乎生計,不可不察,不可不知也!這句行業俗語告訴我們,千萬不要小看弱電系統電源線,它關系到整個弱電系統的穩定性!

下面就舉例視頻監控系統電源線的計算

一、監控電源線衰減計算

1、導線壓降與以下因素有關:

1、傳輸線的規格,即線徑;知道線徑通過計算即可知道其電阻率!

2、傳輸線的距離;

3、前端設備(攝像機、云臺、解碼器)的動作電流額定功率;

4、要知道控制端的控制電壓和前端負載的額定電壓。

2、具體分析

1. 線徑計算:電線電纜的規格都是用橫截面積表示,如1.5mm2 、2.5mm2等,通??梢詫Ь€的線徑除以2,再平方,乘以3.14。如1.5平方獨股銅線線徑1.38mm,計算(1.38/2)×(1.38/2)×3.14×1股=1.494954平方,這就是合格的國標線徑。

2. 電阻計算:電阻值=電阻率*長度/橫截面

3. 如果把各種材料制成長1米、橫截面積1平方毫米的導線,在20℃時測量它們的電阻(稱為這種材料的電阻率)并進行比較,則銀的電阻率最小,其次是按銅、鋁、鎢、鐵、錳銅、鎳鉻合金的順序,電阻率依次增大。

鋁導線的電阻率是銅導線的1.5倍多,它的電阻率p=0.0294Ωmm2/m,銅的電阻率p=0.01851 Ω·mm2/m,電阻率隨溫度變化會有一些差異。

則如果200m長的2*1.0的銅線作為電源線的話,電阻值=0.01851*200/1=3.702Ω

4. 線路允許的電壓降:普通紅外槍機要求電壓為直流12V,如果采用15V直流電源為槍機供電的話,允許的電壓差是3V。

5. 線路最大電流=設備工作電流*設備個數,如某條線路上共有2個槍機,每個槍機工作電流為500ma,則該線路最大電流=500ma*2

6. 導線的電阻=線路允許的電壓降÷線路最大電流

由以上公式可以推導出,如果為某臺要求工作電壓12V,工作最大電流為500ma的槍機供電時,用15V直流電源進行遠端供電,采用2*1.0的銅導線進行供電傳輸,線路最大長度應為:

導線的電阻=(15-12)÷0.5=6Ω

導線的電阻應為小于

電阻值=電阻率*長度/橫截面 長度=電阻值*橫截面/電阻率

所以,允許的導線長度最大=6*/0.01851=324M

所以采用2*1.0的銅線,導線長度應小于324M,由于導線為雙股,所以如果采用2*1.0的銅線,長度應小于324M/2=162M。

從上面計算可以看出,一般情況下,應采用前端供電方式,即總線采用220V電源線,到每個攝像機變壓,是經濟實用的方式。

12V,1A的電源,通過300米(如果300米是距離那么回路長就是600米,要按600米線計算)銅制電源線,衰減得到的電壓有多少 ?

假如線纜是1平方毫米的銅線:

即得如下:線路衰減電壓U = 距離300米*電流1A*(銅導線1平方毫米阻值0.018歐姆)/ 導線截面積(假如是1平方mm)=5.4V (如果是600米的話,則壓降能降10.8V)

幾種金屬導體在20℃時的電阻率(Ω m)

(1)銀 1.65 × 10-8

(2)銅 1.75 × 10-8

(3)鋁 2.83 × 10-8

(4)鎢 5.48 × 10-8

(5)鐵 9.78 × 10-8

(6)鉑 2.22 × 10-7

(7)錳銅 4.4 × 10-7

(8)汞 9.6 × 10-7

(9)康銅 5.0 × 10-7

(10)鎳鉻合金 1.0 × 10-6

(11)鐵鉻鋁合金1.4 × 10-6

(12) 鋁鎳鐵合金1.6 × 10-6

(13)石墨(8~13)×10-6

可以看出金屬的電阻率較小,合金的電阻率較大,非金屬和一些金屬氧化物更大,而絕緣體的電阻率極大。鍺、硅、硒、氧化銅、硼等的電阻率比絕緣體小而比金屬大,我們把這類材料叫做半導體(semiconductors)。

二、監控電源線線材選用

A、注意事項:

1、集中供電如果采用的線徑過細,采用再大功率的電源也是浪費。

2、注意在計算功率時,需計算線上損耗30%、及留余量30%。

3、盡量不要只采用一臺大功率電源,系統維修時需經常需要開、關電源,打開電源瞬間所有攝 啟動電流特別大,對電源的沖擊力很大,嚴重的會燒毀電源;當電源發生故障時,整個系統陷入癱瘓。

4、室外環境相對惡劣,盡量避開太陽直射和淋雨的地方,實際電源使用功率應大40%。

B、使用劣質線纜的危害

1、功率虛標

這是最常見的現象。目前市場上不少標注2A的安防監控電源,其實際輸出只有1A左右甚至更低!部分安防監控電源因為采用了劣質元器件或拆機件等不合格元器件,在使用一段時間后,輸出功率發生明顯衰減!

對攝像機的影響:攝像機的圖像產生抖動、無彩色或無圖像,夜視效果不佳。嚴重的,甚至無法啟動攝像機(尤其是晚上紅外燈開啟的時候)。這時可在攝像機加載情況,測量電源接口處的電壓值、電流值便可發現電源的實際輸出數值。

2、保護措施不足

不少劣質安防監控電源,未按正常電源設計,采用過載過溫保護設計,甚至省掉保險管。不良影響:導致攝像機被燒毀,在極端情況電源本身出現冒煙現象甚至發生著火。

3、濾波不干凈、對圖像干擾嚴重

目前市場上價格低廉到不合理的安防監控電源,其線路板基本都沒有共模電感或濾波器。這樣奸商才能降低成本,贏得利潤空間。

對監控效果的不良影響:監控畫面出現波紋干擾,在光線較差的環境下(如黑夜)波紋干擾尤為明顯。

4、輸入線、輸出線不合格

(剪開輸入輸出線,數數有幾根銅絲,面子功夫都舍不得花錢,更別說里邊了)電源的輸入線、輸出線的線徑過細,甚至采用劣質材料如鋼包鋁。

不良影響:使用一段時間后輸出功率不足。線纜護套開裂,尤其在冬天。輸入輸出線纜發生斷裂。影響監控攝像頭正常工作。

5、外殼采用劣質塑料

電源外殼為電源重要保護,避免外力損壞電源或發生觸電事故。部分不良商家生產安防監控所用的便宜劣質塑料外殼,在使用較長時間后或放在戶外環境使用,會發生變色、外殼開裂現象。

危害:假若電源進水,輕則損壞電源,重則燒壞監控攝像頭,甚至發生觸電事故,傷及人身安全。

選用劣質電源,存在各種潛在的不必要風險故障。部分劣質電源在前期使用并未出現明顯問題,但在使用一段時期后容易出現各種故障,給監控系統帶來以上所述的傷害,給選購者帶來不必要的經濟損失或聲譽損失。

百通一舟  技術部

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