Особенности расчета сечения кабеля питания для систем видеонаблюдени

Особенности расчета сечения кабеля питания для систем видеонаблюдени

При построении системы видеонаблюдения одной из ключевых является задача обеспечения качественного и стабильного электропитания. На этапе ее решения возникает ряд вопросов, один из которых - выбор подходящего кабеля питания. В данной статье мы расскажем, как определить допустимую площадь сечения жил кабеля питания. Почему мы обращаем внимание на этот вопрос?

Кабель питания является одним из дорогостоящих компонентов системы видеонаблюдения. У многих инсталляторов возникает желание сэкономить, поэтому иногда они делают выбор в пользу более тонкого кабеля с меньшим сечением. Однако, излишняя экономия в свою очередь может привести к нестабильной работе всей системы. С другой стороны, установка питающего кабеля «с запасом» приводит к серьезным затратам, особенно в сильно распределенных системах. Как же достичь оптимального результата и построить систему видеонаблюдения с надежным электропитанием при этом максимально эффективно используя средства?

Согласно теории
Рассмотрим систему «камера-кабель-блок питания» с точки зрения второго закона Кирхгофа. Так как в видеонаблюдении ток, протекающий по кабелю, редко превышает 5 А, то расчет по допустимому току мы не проводим. Видеокамеру можно приближенно считать чисто активной нагрузкой, тогда схема включения принимает вид:

где E – напряжение питания, r – сопротивление кабеля, R_н – сопротивление нагрузки (камеры).

По закону Кирхгофа получаем:

где I – ток, протекающий в цепи, I * r = U1 – падение напряжения в кабеле, I * R_н = U2 – падение напряжения на камере. Для стабильной работы камеры необходимо, чтобы U2 соответствовало заявленному производителем минимальному питающему напряжению.

А как на практике?
Возьмем камеру с током потребления 450 мА и напряжением питания 12 В, блок питания с номинальным напряжением 12 В и рассчитаем минимально допустимую площадь сечения для кабеля длиной 300 м.

Решение начинается с выяснения электрических параметров камеры и блока питания. Из паспортов оборудования выясняем, что у блока питания при нагрузке в 450 мА падение выходного напряжения составит не более 0.5 В, а камера будет стабильно работать при напряжении до 10 В. Получаем условия стабильной работы камеры:

Следовательно, допустимое падение напряжения в кабеле:

Выбираем кабель
Выбор подходящего кабеля осуществляется по ряду критериев в зависимости от условий эксплуатации. Мы ограничимся рассмотрением только такого параметра, как площадь сечения питающих жил.

Допустим, предполагается использовать одножильный медный кабель. Удельное сопротивление p меди лежит в пределах от 0.01724 до 0.018 Ом*мм²/м, поэтому будем считать приближенно p = 0.0175. Сечение провода S можно получить по формуле:

где p – удельное сопротивление проводника, l – длина проводника (в данном случае умножается на 2, так как необходимо учитывать сопротивление обоих проводов, т.е. l = 600 м), R – сопротивление проводника из формулы, приведенной выше: I * r = U1:

     U1      1.5                 
R = ––– = ––––– = 3.(3) Ом
      I       0.45               

Подставляя полученные значения в формулу, получаем:

То есть для стабильного питания выбранной камеры подойдет любой медный кабель с площадью сечения более 3.15 мм². Таким образом, для того, чтобы определиться с минимально допустимой площадью сечения питающего кабеля достаточно знать материал и длину кабеля, а также допустимое минимальное падение напряжения в нем.