安防系统供电设计-安防供电系统基本概念

8.1安防供电系统基本概念

8.1.1安防供电系统构成

参照GB/T15408-2011《安全防范系统供电技术要求》中的定义，安防供电系统由主电源、备用电源、配电箱/柜、配电线缆、电源变换器、监测控制装置和负载等组成。安防供电系统框图如图8-1-1所示，图中实线箭头表示电能的传输与方向，虚线表示监测与控制信号，配电箱中可选择配备电源变换器。8.1安防供电系统基本概念

8.1.1安防供电系统构成

主电源是指正常情况下提供安防系统及设备全功能工作的电能来源，通常情况下主电源来自安防系统外部，最常见的主电源取自电力系统的电力网（即通常所称的市电、市网），也可来自企业或用户的自备发电设备（如柴油发电机组、太阳能发电装置和风力发电装置等）。自备发电设备若专用于安防系统及设备的供电，则可认为该自备发电设备属于安防系统中的部分，系统内部主电源的另一种常见形式是在微功率或者移动设备中使用的电池及光伏发电装置。

备用电源是指当主电源出现性能下降、断电时，用于维持安防系统及设备必要功能所需的电源，备用电源应当是安防系统自备专用的，仅在规定时间内维持主电源失效后应急负载的正常工作，持续时间的长短须满足相关规范以及用户的要求。常见的备用电源种类有UPS、蓄电池（可充电电池）和自备发电机组等。8.1安防供电系统基本概念

8.1.1安防供电系统构成

配电箱/柜是按配电要求将来自主电源方的电能转换、分配给下一级负载的装置，同时具有电能控制、保护等功能，常用于日常供电的管理、维护和维修。配电箱/柜通常由开关设备、测量仪表、保护电器、电源变换器、辅助设备和箱（柜/屏）体组成，安防系统中使用的配电箱属于低压配电设备，是整个配电系统的枢纽关键部位。

配电线缆将电能从配电箱/柜输送至各个负载，按照配电要求及条件的不同选择不同的线缆型号及线径，安防系统中通常采用带护套的多芯电缆作为配电线缆。电源变换器用于将电源的供电电压变换为负载（安防设备）所需的电压种类和等级。监测控制装置可时刻监测供（配）电系统中设备、电路的状态，并可根据这些状态的变化控制相应设备的通断及运行模式，实现供电系统的自动化、智能化、最优化管理。8.1安防供电系统基本概念

8.1.2低压配电系统接地方式

根据国际电工委员会(IEC)规定的各种保护方式,低压配电系统按接地方式的不同分为三类,TN、TT、IT系统。

第一个字母（T或I）表示电源中性点的对地关系，第二个字母（N或T）表示装置的外露导电部分的对地关系；横线后面的字母（S、C或CS）表示保护线与中性线的结合情况。

T-through（通过）表示电力网的中性点（发电机、变压器的星形联结的中间结点）是直接接地系统；I-isolation（隔离）表示没有连接地线（隔离），或者是通过高阻抗连接；

N-neutral（中性点）表示电气设备正常运行时不带电的金属外露部分与电力网的中性点采取直接的电气连接，即“保护接零”系统。8.1安防供电系统基本概念

8.1.2低压配电系统接地方式

1.TN-S系统

即五线制系统，三根相线分别是L1、L2、L3，一根零线N，一根保护线PE。仅电力系统中性点一点接地，用电设备的外露可导电部分直接接到PE线上，如图8-1-2（d）所示。

TN-S系统中的PE线上在正常运行时无电流，电气设备的外露可导电部分无对地电压，当电气设备发生漏电或接地故障时，PE线中有电流通过，使保护装置迅速动作，切断故障，从而保证操作人员的人身安全。一般规定PE线不允许断线和接入开关，且导线截面积通常比N线要求大。N线在接有单相负载时，可能有不平衡电流。

TN-S系统是低压系统普遍采用的接地方式，也是安防供电系统的推荐接地方式。8.1安防供电系统基本概念

8.1.2低压配电系统接地方式

2.TN-C系统

C-common（公共，指PE与N合一）即四线制系统，用电设备的外露可导电部分接到PEN线上，如图8-1-2（c）所示。在TN-C系统接线中当存在三相负荷不平衡或有单相负荷时，PEN线上呈现不平衡电流，电气设备的外露可导电部分有对地电压的存在。由于N线不得断线，故在进入建筑物前N或PE应加做重复接地，TN-C系统适用于三相负荷基本平衡的情况，同时也适用于有单相220V的便携式、移动式的用电设备。

3.TN-C-S系统

即四线半系统，在TN-C系统的末端将PEN分开为PE线和N线，分开后不允许再合并,如图8-1-2（e）所示。在该系统的前半部分具有TN-C系统的特点，在系统的后半部分却具有TN-S系统的特点，适用于普通的工业企业和一般民用建筑当负荷端装有漏电开关，干线末端装有接零保护时，也可用于居民住宅。8.1安防供电系统基本概念

8.1.2低压配电系统接地方式

4.TT系统

第一个“T”表示电力网的中性点（发电机、变压器的星形联结的中间结点）是直接接地系统；第二个“T”表示电气设备正常运行时不带电的金属外露可导电部分对地作直接的电气连接。TT系统电源方仍为4根线，但每个设备外壳均有各自的PE线接地,如图8-1-2（b）所示。在TT系统中当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或漏电）时，接地保护装置可以减少触电危险，但低压断路器不一定跳闸，设备的外壳对地电压可能超过安全电压，当漏电电流较小时，需加漏电保护器。

接地装置的接地电阻应满足单相接地故障时，在规定的时间内切断供电线路的要求，或使接地电压限制在50V以下，TT系统适用于供给小负荷的接地系统。8.1安防供电系统基本概念

8.1.2低压配电系统接地方式

5.IT系统

即电力系统不接地或经过高阻抗接地，属于三线制系统，用电设备的外露可导电部分采用各自的PE线接地，如图8-1-2（a）所示。在IT系统中当任何一相发生故障接地时，因为大地可作为相线继续工作，系统可以继续运行。所以在线路中需加单相接地检测、监视装置，以便故障时及时报警。显然，IT系统不适用于拥有大量单相负载的智能化系统。8.1安防供电系统基本概念

8.1.3电源变换器

安防系统设备的电源制式不尽相同，入侵报警设备如有线和无线报警主机、红外对射探测器等，其电源一般有DC9V、DC12V、DC18V、AC24V和AC220ⅴ等；视频监控设备如枪式摄像机、半球、高速球、云台、解码器、DVR、矩阵、控制键盘和画面分割器等，其电源一般有DC12V、AC24V和AC220ⅴ等；出入口控制系统设备如可视对讲、门禁控制器、读卡机和考勤机等，其电源一般有DC9V、DC12V、DCl8V、DC24V和AC220V等；传输设备如光端机等，其电源一般有5VDC、AC220V等。安防系统的主电源通常为市电单相交流220V，只符合部分设备的电源电压规格，其他设备的供电电压必须经过转换得到，通常采用各种类型的电源变换器实现这一功能。

电源变换器可分为两种类型：变压器型和开关型电源。8.1安防供电系统基本概念

8.1.3电源变换器

变压器型电源变换器将220V/50HZ的工频电网电压经过线性变压器降压以后，输出低压交流，或者再经过整流、滤波和线性稳压，最后输出一个纹波电压和稳定性均符合要求的直流电压，变压器型电源变换器的优点是稳定度较高，输出纹波电压较小，瞬间响应速度较快，线路结构简单，无高频开关噪声，但存在体积大、重量重、功耗大、转换效率低、输入电压动态范围小、输出调节范围小等缺点。

随着现代电力电子技术的发展，通过控制开关管的通断，实现调节输出电压频率、幅值的开关电源迅速发展起来，得到了非常广泛的应用，开关电源具有内部功率损耗小，转换效率高，体积小，重量轻，稳压范围宽，线性调整率高，滤波效率高等优点，但也存在输出带有开关噪声和干扰、电路结构复杂、成本相对较高等不足。开关电源的类别非常多，按照输入输出电压制式的不同，可分为AC/DC、AC/AC、DC/DC和DC/AC这4种。8.1安防供电系统基本概念

8.1.3电源变换器

1.AC/DC电源

这是安防系统中应用最为普遍的一种开关电源，输入为市电交流220V，经过高压整流滤波得到一个直流高压，再经DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压，功率可从几瓦到几千瓦。此类产品的规格型号繁多常见的输出电压规格有5V、6V、7.5V、9V、12V、15V、18V、24V和48V等，输出电流规格有500mA、1A、1.5A、3A、5A、10A、15A、20A、25A、30A、40A、50A、60A、80A和100A等。8.1安防供电系统基本概念

8.1.3电源变换器

2.DC/DC电源

其输入电压通常来自其他的AC/DC电源或者是直