技術(shù)干貨 | 弱電系統(tǒng)電源線衰減計(jì)算及線纜選擇

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電源雖小，但關(guān)乎生計(jì)，不可不察，不可不知也！這句行業(yè)俗語(yǔ)告訴我們，千萬(wàn)不要小看弱電系統(tǒng)電源線，它關(guān)系到整個(gè)弱電系統(tǒng)的穩(wěn)定性！
弱電工程中我們經(jīng)常用到電源線，電源線如何選擇？線徑多大才合適？線纜衰減怎么計(jì)算的？
下面就舉例視頻監(jiān)控系統(tǒng)電源線的計(jì)算
一、監(jiān)控電源線衰減計(jì)算
a、導(dǎo)線壓降與以下因素有關(guān)：
1傳輸線的規(guī)格，即線徑；知道線徑通過(guò)計(jì)算即可知道其電阻率！
2傳輸線的距離；
3前端設(shè)備（攝像機(jī)、云臺(tái)、解碼器）的動(dòng)作電流額定功率；
4要知道控制端的控制電壓和前端負(fù)載的額定電壓。
b、具體分析
1 線徑計(jì)算：電線電纜的規(guī)格都是用橫截面積表示，如1.5mm2 、2.5mm2等，通?？梢詫?dǎo)線的線徑除以2，再平方，乘以3.14。如1.5平方獨(dú)股銅線線徑1.38mm,計(jì)算（1.38/2）×（1.38/2）×3.14×1股＝1.494954平方，這就是合格的國(guó)標(biāo)線徑。
2 電阻計(jì)算：電阻值=電阻率*長(zhǎng)度/橫截面
3 如果把各種材料制成長(zhǎng)1米、橫截面積1平方毫米的導(dǎo)線，在20℃時(shí)測(cè)量它們的電阻（稱為這種材料的電阻率）并進(jìn)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(dǎo)線的電阻率是銅導(dǎo)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(huì)有一些差異。
則如果200m長(zhǎng)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(jī)要求電壓為直流12V，如果采用15V直流電源為槍機(jī)供電的話，允許的電壓差是3V。
5 線路最大電流=設(shè)備工作電流*設(shè)備個(gè)數(shù)，如某條線路上共有2個(gè)槍機(jī)，每個(gè)槍機(jī)工作電流為500ma，則該線路最大電流=500ma*2
6 導(dǎo)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(dǎo)出，如果為某臺(tái)要求工作電壓12V，工作最大電流為500ma的槍機(jī)供電時(shí)，用15V直流電源進(jìn)行遠(yuǎn)端供電，采用2*1.0的銅導(dǎo)線進(jìn)行供電傳輸，線路最大長(zhǎng)度應(yīng)為：
導(dǎo)線的電阻=(15-12)÷0.5=6Ω
導(dǎo)線的電阻應(yīng)為小于6Ω
電阻值=電阻率*長(zhǎng)度/橫截面 長(zhǎng)度=電阻值*橫截面/電阻率
所以，允許的導(dǎo)線長(zhǎng)度最大=6*/0.01851=324M
所以采用2*1.0的銅線，導(dǎo)線長(zhǎng)度應(yīng)小于324M，由于導(dǎo)線為雙股，所以如果采用2*1.0的銅線，長(zhǎng)度應(yīng)小于324M/2=162M。
從上面計(jì)算可以看出，一般情況下，應(yīng)采用前端供電方式，即總線采用220V電源線，到每個(gè)攝像機(jī)變壓，是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方式。
12V，1A的電源，通過(guò)300米（如果300米是距離那么回路長(zhǎng)就是600米，要按600米線計(jì)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(dǎo)線1平方毫米阻值0.018歐姆）/ 導(dǎo)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(dǎo)體在20℃時(shí)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(dǎo)體(semiconductors)。

二、監(jiān)控電源線線材選用

A、注意事項(xiàng)：
1、集中供電如果采用的線徑過(guò)細(xì),采用再大功率的電源也是浪費(fèi)。
2、注意在計(jì)算功率時(shí)，需計(jì)算線上損耗30%、及留余量30%。
3、盡量不要只采用一臺(tái)大功率電源,系統(tǒng)維修時(shí)需經(jīng)常需要開(kāi)、關(guān)電源,打開(kāi)電源瞬間所有攝 啟動(dòng)電流特別大,對(duì)電源的沖擊力很大,嚴(yán)重的會(huì)燒毀電源;當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí),整個(gè)系統(tǒng)陷入癱瘓。
4、室外環(huán)境相對(duì)惡劣,盡量避開(kāi)太陽(yáng)直射和淋雨的地方,實(shí)際電源使用功率應(yīng)大40%。
B、使用劣質(zhì)線纜的危害
1、功率虛標(biāo)
這是最常見(jiàn)的現(xiàn)象。目前市場(chǎng)上不少標(biāo)注2A的安防監(jiān)控電源，其實(shí)際輸出只有1A左右甚至更低！部分安防監(jiān)控電源因?yàn)椴捎昧肆淤|(zhì)元器件或拆機(jī)件等不合格元器件，在使用一段時(shí)間后，輸出功率發(fā)生明顯衰減！
對(duì)攝像機(jī)的影響：攝像機(jī)的圖像產(chǎn)生抖動(dòng)、無(wú)彩色或無(wú)圖像，夜視效果不佳。嚴(yán)重的，甚至無(wú)法啟動(dòng)攝像機(jī)（尤其是晚上紅外燈開(kāi)啟的時(shí)候）。這時(shí)可在攝像機(jī)加載情況，測(cè)量電源接口處的電壓值、電流值便可發(fā)現(xiàn)電源的實(shí)際輸出數(shù)值。

2、保護(hù)措施不足
不少劣質(zhì)安防監(jiān)控電源，未按正常電源設(shè)計(jì)，采用過(guò)載過(guò)溫保護(hù)設(shè)計(jì)，甚至省掉保險(xiǎn)管。不良影響：導(dǎo)致攝像機(jī)被燒毀，在極端情況電源本身出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象甚至發(fā)生著火。
3、濾波不干凈、對(duì)圖像干擾嚴(yán)重
目前市場(chǎng)上價(jià)格低廉到不合理的安防監(jiān)控電源，其線路板基本都沒(méi)有共模電感或?yàn)V波器。這樣奸商才能降低成本，贏得利潤(rùn)空間。
對(duì)監(jiān)控效果的不良影響：監(jiān)控畫(huà)面出現(xiàn)波紋干擾，在光線較差的環(huán)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(kāi)輸入輸出線，數(shù)數(shù)有幾根銅絲，面子功夫都舍不得花錢，更別說(shuō)里邊了）電源的輸入線、輸出線的線徑過(guò)細(xì)，甚至采用劣質(zhì)材料如鋼包鋁。
不良影響：使用一段時(shí)間后輸出功率不足。線纜護(hù)套開(kāi)裂，尤其在冬天。輸入輸出線纜發(fā)生斷裂。影響監(jiān)控?cái)z像頭正常工作。
5、外殼采用劣質(zhì)塑料
電源外殼為電源重要保護(hù)，避免外力損壞電源或發(fā)生觸電事故。部分不良商家生產(chǎn)安防監(jiān)控所用的便宜劣質(zhì)塑料外殼，在使用較長(zhǎng)時(shí)間后或放在戶外環(huán)境使用，會(huì)發(fā)生變色、外殼開(kāi)裂現(xiàn)象。
危害：假若電源進(jìn)水，輕則損壞電源，重則燒壞監(jiān)控?cái)z像頭，甚至發(fā)生觸電事故，傷及人身安全。
選用劣質(zhì)電源，存在各種潛在的不必要風(fēng)險(xiǎn)故障。部分劣質(zhì)電源在前期使用并未出現(xiàn)明顯問(wèn)題，但在使用一段時(shí)期后容易出現(xiàn)各種故障，給監(jiān)控系統(tǒng)帶來(lái)以上所述的傷害，給選購(gòu)者帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失或聲譽(yù)損失。

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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