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弱电系统电源线衰减计算方法及线缆如何选择

类别:线缆知识    2017-12-06

  弱电工程中我们经常用到电源线,电源线如何选择?线径多大才合适?线缆衰减怎么计算的?以下是线缆招聘网整理的关于弱电系统电源线衰减计算及线缆选择,欢迎借鉴!

  正文:

  电源虽小,但关乎生计,不可不察,不可不知也!这句行业俗语告诉我们,千万不要小看弱电系统电源线,它关系到整个弱电系统的稳定性!

弱电系统电源线衰减计算方法及线缆如何选择

  下面就举例视频监控系统电源线的计算

  一、监控电源线衰减计算

  1、导线压降与以下因素有关:

  1、传输线的规格,即线径;知道线径通过计算即可知道其电阻率!

  2、传输线的距离;

  3、前端设备(摄像机、云台、解码器)的动作电流\额定功率;

  4、要知道控制端的控制电压和前端负载的额定电压。

  2、具体分析

  1. 线径计算:电线电缆的规格都是用横截面积表示,如1.5mm2 、2.5mm2等,通常可以将导线的线径除以2,再平方,乘以3.14。如1.5平方独股铜线线径1.38mm,计算(1.38/2)×(1.38/2)×3.14×1股=1.494954平方,这就是合格的国标线径。

  2. 电阻计算:电阻值=电阻率*长度/横截面

  3. 如果把各种材料制成长1米、横截面积1平方毫米的导线,在20℃时测量它们的电阻(称为这种材料的电阻率)并进行比较,则银的电阻率最小,其次是按铜、铝、钨、铁、锰铜、镍铬合金的顺序,电阻率依次增大。

  铝导线的电阻率是铜导线的1.5倍多,它的电阻率p=0.0294Ωmm2/m,铜的电阻率p=0.01851 Ω·mm2/m,电阻率随温度变化会有一些差异。

  则如果200m长的2*1.0的铜线作为电源线的话,电阻值=0.01851*200/1=3.702Ω

  4. 线路允许的电压降:普通红外枪机要求电压为直流12V,如果采用15V直流电源为枪机供电的话,允许的电压差是3V。

  5. 线路最大电流=设备工作电流*设备个数,如某条线路上共有2个枪机,每个枪机工作电流为500ma,则该线路最大电流=500ma*2

  6. 导线的电阻=线路允许的电压降÷线路最大电流

  由以上公式可以推导出,如果为某台要求工作电压12V,工作最大电流为500ma的枪机供电时,用15V直流电源进行远端供电,采用2*1.0的铜导线进行供电传输,线路最大长度应为:

  导线的电阻=(15-12)÷0.5=6Ω

  导线的电阻应为小于6Ω

  电阻值=电阻率*长度/横截面 长度=电阻值*横截面/电阻率

  所以,允许的导线长度最大=6*/0.01851=324M

  所以采用2*1.0的铜线,导线长度应小于324M,由于导线为双股,所以如果采用2*1.0的铜线,长度应小于324M/2=162M。

  从上面计算可以看出,一般情况下,应采用前端供电方式,即总线采用220V电源线,到每个摄像机变压,是经济实用的方式。

  12V,1A的电源,通过300米(如果300米是距离那么回路长就是600米,要按600米线计算)铜制电源线,衰减得到的电压有多少 ?

弱电系统电源线衰减计算方法及线缆如何选择

  假如线缆是1平方毫米的铜线:

  即得如下:线路衰减电压U = 距离300米*电流1A*(铜导线1平方毫米阻值0.018欧姆)/ 导线截面积(假如是1平方mm)=5.4V (如果是600米的话,则压降能降10.8V)

  几种金属导体在20℃时的电阻率(Ω m)

  (1)银 1.65 × 10-8

  (2)铜 1.75 × 10-8

  (3)铝 2.83 × 10-8

  (4)钨 5.48 × 10-8

  (5)铁 9.78 × 10-8

  (6)铂 2.22 × 10-7

  (7)锰铜 4.4 × 10-7

  (8)汞 9.6 × 10-7

  (9)康铜 5.0 × 10-7

  (10)镍铬合金 1.0 × 10-6

  (11)铁铬铝合金1.4 × 10-6

  (12) 铝镍铁合金1.6 × 10-6

  (13)石墨(8~13)×10-6

  可以看出金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,非金属和一些金属氧化物更大,而绝缘体的电阻率极大。锗、硅、硒、氧化铜、硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大,我们把这类材料叫做半导体(semiconductors)。

  二、监控电源线线材选用

  A、注意事项:

  1、集中供电如果采用的线径过细,采用再大功率的电源也是浪费。

  2、注意在计算功率时,需计算线上损耗30%、及留余量30%。

  3、尽量不要只采用一台大功率电源,系统维修时需经常需要开、关电源,打开电源瞬间所有摄 启动电流特别大,对电源的冲击力很大,严重的会烧毁电源;当电源发生故障时,整个系统陷入瘫痪。

  4、室外环境相对恶劣,尽量避开太阳直射和淋雨的地方,实际电源使用功率应大40%。

  B、使用劣质线缆的危害

  1、功率虚标

  这是最常见的现象。目前市场上不少标注2A的安防监控电源,其实际输出只有1A左右甚至更低!部分安防监控电源因为采用了劣质元器件或拆机件等不合格元器件,在使用一段时间后,输出功率发生明显衰减!

  对摄像机的影响:摄像机的图像产生抖动、无彩色或无图像,夜视效果不佳。严重的,甚至无法启动摄像机(尤其是晚上红外灯开启的时候)。这时可在摄像机加载情况,测量电源接口处的电压值、电流值便可发现电源的实际输出数值。

  2、保护措施不足

  不少劣质安防监控电源,未按正常电源设计,采用过载过温保护设计,甚至省掉保险管。 不良影响:导致摄像机被烧毁,在极端情况电源本身出现冒烟现象甚至发生着火。

  3、滤波不干净、对图像干扰严重

  目前市场上价格低廉到不合理的安防监控电源,其线路板基本都没有共模电感或滤波器。这样奸商才能降低成本,赢得利润空间。

  对监控效果的不良影响:监控画面出现波纹干扰,在光线较差的环境下(如黑夜)波纹干扰尤为明显。

弱电系统电源线衰减计算方法及线缆如何选择

  4、输入线、输出线不合格

  (剪开输入输出线,数数有几根铜丝,面子功夫都舍不得花钱,更别说里边了)电源的输入线、输出线的线径过细,甚至采用劣质材料如钢包铝。

  不良影响:使用一段时间后输出功率不足。线缆护套开裂,尤其在冬天。输入输出线缆发生断裂。影响监控摄像头正常工作。

  5、外壳采用劣质塑料

  电源外壳为电源重要保护,避免外力损坏电源或发生触电事故。部分不良商家生产安防监控所用的便宜劣质塑料外壳,在使用较长时间后或放在户外环境使用,会发生变色、外壳开裂现象。

  危害:假若电源进水,轻则损坏电源,重则烧坏监控摄像头,甚至发生触电事故,伤及人身安全。

  选用劣质电源,存在各种潜在的不必要风险故障。部分劣质电源在前期使用并未出现明显问题,但在使用一段时期后容易出现各种故障,给监控系统带来以上所述的伤害,给选购者带来不必要的经济损失或声誉损失。

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