安防电源选用手册
随着科技的发展，越来越多的安防系统和我们的生活息息相关，作为安防界设计人员和施工人员，建设好一个稳定的安防系统是我们所追求的，影响系统的稳定由那些方面组成呢？绝大数的人员都会说是设备的选型，选择一个稳定的设备是主要的，素不知我们忽视了一个同样对系统稳定有着重要影响的部分—电源。电源作为安防系统
的“心脏”，任何安防设备，离开电源均不能工作，电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件。谨以此文，普及安防电源选用及施工知识，望能给安防各界的朋友带来一定的帮助。
1、市电电源及电源质量的危害
市电电网是暴露在室外和公用的系统，会受到雷击、过载、轻载、短路和操作等电压骤变的影响。电源系统和电源设备要经过这些冲击并保证安防设备的安全。市电电网常见的不稳定及其危害如下：
A、电压的变化范围过大
电网供电不足，供电部门采取降压供电，或地处偏远地带，损耗过多，导致电压偏低。电网用电太少，导致电压偏高，电压低负载不能正常工作，电压太高，负载使用寿命缩短，或将负载烧毁。
B、波形失真（或称谐波WaveformDistortion）
普遍的波形失真指标准电源波形的多种谐波。电网谐波产生的原因是整流器、UPS电源、电子调速装备、荧光灯系统、计算机、微波炉、节能灯、调光器等电力电子设备和电器设备中开关电源的使用或二次电源本身自身产生。
谐波对公用电网的危害主要包括：
1）使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低了发电、输变电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时，会引起线路过热甚至发生火灾；
2）影响各种电气设备的正常工作，除了引起附加损耗外，还可使电机产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏；
3）会引起公用电网中局部并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，使前述的危害大大增加，甚至引起严重事故；
4）会导致继电保护和自动装置误动作，并使电气测量仪表计量不准确；
5）会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
C、突波（或称电涌PowerSurges）
指在瞬间内（数毫秒间）输出电压有效值高于额定值110%，持续时间达一个或数个周期。是破坏精密电子设备的主要元凶。
除受到雷击产生外另外主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机开机时，电网因突然卸载而产生的高压。
电涌的危害：
计算机技术发展至今，多层、超规模的集层芯片，电路密集，趋向是集成度更高、元器件间隙更小、导线更细。几年前，一平方厘米的计算机芯片有2,000个晶体管而现在的奔腾机则超过10,000,000个。从而增加了计算机受电涌损坏的概率。由于计算机的设计和结构决定了它应在特定的电压范围内工作。当电涌超出计算机能承受的水平时，计算机将出现数据乱码，芯片被损坏，部件提前老化，这些症状包括：出乎预料的数据错误，接收/输送数据的失败，丢失文档，工作失常，经常需要维修，原因不明的故障和硬件问题等等。雷电电涌远远超出了计算机和其它电气设备所能承受的水平，绝大多数情况下，造成计算机和其它电器设备的当即毁坏，或数据的永远丢失。即使是一个20马力的小型感应式发动机的启动或关闭也会产生3,000－5,000伏的电涌，使和它共用同一配电箱的计算机在每一次电涌中都会受到损坏或干扰，这种电涌的次数非常频繁。
电涌对敏感电子电器设备的影响有以下类型：
破坏
电压击穿半导体器件；
破坏元器件金属化表层；
破坏印刷电路板印刷线路或接触点；
破坏三端双可控硅元件／晶闸管……。
干扰
锁死、晶闸管或三端双向可控硅元件失控；
数据文件部分破坏；
数据处理程序出错；
接收、传输数据的错误和失败；
原因不明的故障……。
过早老化
零部件提前老化、电器寿命大大缩短；
输出音质、画面质量下降。
电涌会毁坏哪些电气设备？
含有微处理器的电气设备极易受到电涌的毁坏，这包括计算机及辅助设备、程序控制器、PLC、传真机、电话机、留言机等；程控交换机、广播电视发送机、影视设备、微波中继设备；家电行业的产品包括电视机、音响、微波炉、录象机、洗衣机、烘干机、电冰箱等。调查数据表明：在保修期出现问题的电气设备中，有63%是由于电涌造成的。
D、尖波（或高压尖脉冲Spikes）
指峰值达6000V，持续时间从万分之一秒至二分之一周期（10ms）的电压。这主要是由于雷击、电弧入电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。
危害：
E、瞬态过电压（transientovervoltage）和暂态过电压（temporaryovervoltage）
指峰值电压高达20000V，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲，主要由雷电所致。
危害：
以大规模集成电路为核心组件的测量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作，或者造成电子设备受到干扰，数据丢失，或暂时瘫痪；严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。
F、电压下陷/下降（Sags&Brownouts）
指市电电压有效值界于额定值的80-85%之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期，甚至更长。其产生原因包括：大型设备启动和应用、大型电动机启动、或大型电力变压器接入、主电力线切换、线路过载等。
危害：
电压下陷是最常见的电力问题，它占了电力问题的87％。
电源可能因某种原因而造成短时间的电压下降。它对计算机的影响轻则使keyboard等接口设备暂停作业，重则使数据流失、档案毁坏。电压的下陷同时也会使计算机内的组件毁坏，以致于寿命减短。
2、弱电系统电源的功能和重要性
任何一种安防设备如监控摄像头、硬盘录像机、可视门铃、报警探头和主机等，一刻都离不开电。智能化（弱电）系统电源是确保安防系统正常运行的关键设备，常称为是整个弱电系统的“心脏”。
复杂的安防设备和系统对弱电系统电源的组成和性能的基本要求是稳定性和可靠性。其具体要求如下：
设备允许的交流输入电压波动范围大；
多重备用系统以防止电源系统发生电源完全中断故障；
防雷措施要求完善；
3、常用稳压电源的分类及特点
常用稳压电源分为线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源：
线性稳压电源的工作过程可简述为：将220V/50HZ的工频电网电压经过线性变压器降压以后，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。
线性稳压电源的优点：
电源稳定度较高；
输出纹波电压较小；
瞬间响应速度较快；
线路结构简单，便于理解和维修；
无高频开关噪声；
工作可靠性高。
线性稳压电源的缺点：
内部功耗大、转换效率低，其转换效率只有45%左右；
体积大、重量重，不便于微小型化；
滤波效率低、必须具有较大的输入和输出滤波电容；
输入电压动态范围小，线性调整率低；
输出电压不能高于输入电压。
开关稳压电源：
开关稳压电源由全波整流器、功率开关管V、脉宽调制（PWM）控制与驱动器、续流二极管VD、储能电感L、输出电容C和取样反馈电路等组成，实际上开关稳压电源的核心部分是一个直流变压器。
开关稳压电源的优点：
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；
滤波效率大为提高，滤波电容的容量和体积大为减小；
电路形式灵活多样，选择余地大。
开关稳压电源的缺点：
开关稳压电源存在着较为严重的开关噪声和干扰；
电路结构复杂，不便于维修；
成本高，可靠性低。
4、常用供电方式的分类及特点
常用供电方式分为两种：集中供电和分散供电。
集中供电指由一台稳压电源向整个线路中各个负载装置集中供电；集中供电电源一般功率大，安全性和稳定性好，价格较贵；
分散供电指由多台稳压电源独立对各负载进行独立供电；分散供电电源功率小，可靠性和稳定性差，价格便宜；
5、弱电常用供电线缆的最大负载电流及线缆选择
500v及以下橡皮绝缘电线穿塑料管敷设长期连续100%负载下的载流量（A）
| 2根 | |||||||
标称截面积（mm2） | 铝芯 | 铜芯 | ||||||
25℃ | 30℃ | 35℃ | 40℃ | 25℃ | 30℃ | 35℃ | 40℃ | |
0.5 | - | - | - | - | 7 | 6 | 5 | 5 |
0.75 | - | - | - | - | 9 | 8 | 7 | 7 |
1.0 | - | - | - | - | 13 | 12 | 11 | 10 |
1.5 | - | - | - | - | 17 | 16 | 15 | 14 |
2.5 | 19 | 18 | 17 | 15 | 25 | 23 | 22 | 20 |
4 | 25 | 23 | 22 | 20 | 33 | 31 | 29 | 26 |
注：1、电线型号：BV、BVV、RVV、RVVP、RVVSP；
2、线芯允许工作温度：+65°C;
3、周围环境温度：+25、+30、+35、+40℃;
4、红色标注为推算值；
5、工程取值按最大载流量的70%进行计算；
常用弱电设备及其功率：
设 备 名 称 | 功率 | 备注 |
普通半球摄像机 | <5w | |
红外半球摄像机 | <10w | |
枪式摄像机 | <5w | |
一体化摄像机 | <10w | |
电动镜头 | <5w | |
高速球摄像机 | <20w | |
匀速球摄像机 | <15w | |
红外摄像机（<30M） | <15w | |
红外摄像机（30-60M） | <25w | |
红外摄像机（60-100M） | <35w | |
红外对射（<60M，双光束） | <8w | |
红外对射（<100M，三光束） | <15w | |
报警地址模块 | <5w | |
供电线缆选择： 供电线缆的选择首先需要确定拟采用的供电电压，公式计算如下： I=(P1+P2+…+Pn)/&U 式中：1、P1P2Pn为供电线缆上面连接的各设备功率 2、&为稳压器的效率，线性稳压器按照40%计算，开关稳压器按70%计算； 3、U为供电电压； 根据上述公式，计算出电流I的值，按照最大电流小于等于70%的手册中对应电缆I值的方法，选取线缆。 实例一：采用220V分散供电，共有12台红外半球摄像机，在摄像机的终端采用220V转12V的线性稳压电源，其供电线缆的选择。（红外半球摄像机<10w） I=(P1+P2+…+Pn)/&U=120/0.7*220=0.78A 选用0.5平方的线缆即可； 实例二：采用24V集中供电，共有16台高速球摄像机，其供电线缆的选择。（高速球摄像机<20w） I=(P1+P2+…+Pn)/&U=20*16/1*24=13.5A 注：采用集中供电，各终端不需变压，&取1，线路电压损耗不计； 根据计算公式，需选用2.5平方的线缆进行供电或采用2条1.0平方的线缆，每条对8台摄像机进行供电。
供电线缆选择：
供电线缆的选择首先需要确定拟采用的供电电压，公式计算如下：
I=(P1+P2+…+Pn)/&U
式中：1、P1P2Pn为供电线缆上面连接的各设备功率
2、&为稳压器的效率，线性稳压器按照40%计算，开关稳压器按70%计算；
3、U为供电电压；
根据上述公式，计算出电流I的值，按照最大电流小于等于70%的手册中对应电缆I值的方法，选取线缆。
实例一：采用220V分散供电，共有12台红外半球摄像机，在摄像机的终端采用220V转12V的线性稳压电源，其供电线缆的选择。（红外半球摄像机<10w）
I=(P1+P2+…+Pn)/&U=120/0.7*220=0.78A
选用0.5平方的线缆即可；
实例二：采用24V集中供电，共有16台高速球摄像机，其供电线缆的选择。（高速球摄像机<20w）
I=(P1+P2+…+Pn)/&U=20*16/1*24=13.5A
注：采用集中供电，各终端不需变压，&取1，线路电压损耗不计；
根据计算公式，需选用2.5平方的线缆进行供电或采用2条1.0平方的线缆，每条对8台摄像机进行供电。
6、常用导线电阻及直流供电线路的电压损失计算
常用铜导线的电阻：
截面积（mm2） | 线芯直径（mm） | 电阻（Ω/KM） |
0.5 | | 41.22 |
0.75 | | 27.48 |
1 | 1.13 | 20.61 |
1.5 | 1.37 | 13.74 |
2.5 | 1.76 | 8.24 |
4 | 2.24 | 6.15 |
直流电路的电压损失（电压降）计算公式如下：
△U%=200ILR/U
其中 U—线路工作电压，三相为线电压，单相为相电压，单位V
I—工作电流A
L—线路长度 km
R—电阻Ω/km
实例一：采用24V直流供电，线缆为RVV2*1.0,供电距离为200米，负载为2台红外半球摄像机，求终端电压。（红外半球摄像机<10w, RVV2*1.0电阻为20.61Ω/KM）
I=(P1+P2+…+Pn)/ U=20/24=0.83A
△U%=200ILR/U=200*0.83*0.2*20.61/24=29%
△U=7V
即终端电压为17V；
7、弱电系统供电方式的选择
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