Расчет сечения кабеля питания для системы видеонаблюдения

Информация может быть не достоверна

Расчет сечения кабеля питания для системы видеонаблюдения

    Одной из главных задач при построении системы видеонаблюдения является обеспечение качественного и стабильного электропитания. И, как следствие, возникает вопрос выбора подходящего кабеля питания. Данная статья вам поможет определить допустимую площадь сечения жил кабеля питания.

    Кабель питания – один из дорогостоящих компонентов любой системы, потребляющий электричество, в том числе и системы видеонаблюдения. Зачастую многие инсталляторы пытаются сэкономить, делая выбор в пользу кабеля с меньшим сечением и платят за это нестабильной работой всей системы. Однако, монтаж питающего кабеля с большим запасом приводит к большим затратам, особенно в распределенных системах. Ниже, мы постараемся объяснить, как достичь оптимального результата и построить систему видеонаблюдения с надежным электропитанием и эффективно использовать средства.

Теория

    Рассмотрим систему «блок питания – кабель – камера» (рисунок 1). Расчет по допустимому току мы не приводим, т.к. в видеонаблюдении ток, протекающий по кабелю, не превышает 5 А. Также видеокамеру считаем чисто активной нагрузкой.

Рисунок 1

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

По закону Кирхгофа:

E = I * r +I * R_H

где I– ток, протекающий в цепи, I * r = U1 – падение напряжения в кабеле, I * R_H = U2 – падение напряжения на камере. Для того чтобы камера работала стабильно необходимо, чтобы U2 соответствовало заявленному производителем питающему напряжению.

Практика

    Пусть камера потребляет I = 350 мА и U = 12 В. Возьмем блок питания с номинальным напряжением 12 В и рассчитаем минимально допустимую площадь сечения для кабеля длиной 200 м.

Для решения нам понадобятся электрические параметры камеры и блока питания. У производителей узнаем, что у блока питания при нагрузке в 350 мА падение выходного напряжения составит не более 0,5 В, а камера будет стабильно работать, если ее запитать не ниже 10 В.  Итак,

E = 11,5 В, U2  = 10 В.

Следовательно, допустимое падение напряжения в кабеле:

U1 = E – U2 = 1,5.

Выбор кабеля

   Чтобы выбрать подходящий кабель, необходимо учесть ряд критериев в зависимости от условий его эксплуатации. Мы рассмотрим только параметр – площадь сечения кабеля.

Удельное сопротивление p меди лежит в пределах 0,01724 до 0,018 Ом*мм²/м. Возьмем среднее 0,0176. Сечение провода S получим из формулы:

S = ( p * L ) / R ,

где p – удельное сопротивление проводника, L – длина проводника (в данном случае умножаем на 2, т.к. необходимо учитывать сопротивление обоих жил в кабеле, т.е. L = 400 м), R – сопротивление проводника. Из формулы, приведенной выше (I* r= U1) получаем:

R = U1 / I = 1,5 / 0,35 = 4,29 Ом

Подставив, полученные значения в формулу, то получим:

S = ( p * L ) / R = ( 0,0176 * 400 ) / 4,29 = 1,64 мм.

Таким образом для стабильной работы видеокамеры (с данными характеристиками) подойдет любой медный кабель с площадью сечения не менее 1,64 мм².

Чтобы вычислить минимально допустимое сечение питающего кабеля достаточно знать длину, материал кабеля и допустимое минимальное падение напряжения в этом кабеле.