弱电系统电源线衰减计算及线缆选择

前言：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？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！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）x（1.38/2）014x1股二1.494954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工时测量它们的电阻（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=0.0294Qmm2/m,铜的电阻率p=0.01851Qmm2/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=3.702Q4.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*26.导线的电阻二线路允许的电压降三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)mO.5=6Q导线的电阻应为小于6Q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？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工时的电阻率(Qm)⑴银1.65x10-8⑵铜1.75x10-8铝2.83x10-8钨5.48x10-8铁9.78x10-8铂2.22x10-7锰铜4.4x10-7汞9.6x10-7康铜5.0x10-7镍铬合金1.0x10-6铁铬铝合金1.4x10-6铝镍铁合金1.6x10-6石墨(8~13)x10-6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。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