广州市捷众智能科技有限公司
一、概述
在车位引导系统中。经常会碰到十几个至二十几个总线设备链接供电的情况。一般每个设备的功耗都不大,但在数量多线路长的情况下,容易造成供电最末端电压跌落严重,而导致设备不能正常工作的情况,因此有必要在图纸上做方案设计时就予以统筹考虑,并验算最末端用电设备上的电压能否满足技术要求。
二、公式说明
关键词:供电,线路,导线,用电设备,电压降ΔU, 截面系数k。
D:控制箱到首个用电设备的距离,单位米;
d:相邻设备的间距(假定间距相同),单位米;
I:用电设备的工作电流(假定每个设备耗电相同),单位mA。
n:设备的的数量;
U:控制箱中的直流供电电压,单位V。
U1:末端设备供电电压,单位V。
ΔU:最末端的电压降,单位mV。
k:截面系数,单位欧姆/米 。
常用铜芯线的k值
铜芯导线的截积(mm²) | 0.15 | 0.2 | 0.3 | 0.5 | 0.75 | 1.0 | 1.5 |
对应美标导线线号(AWG) | 25# | 24# | 22# | 20# | 18# | 17# | 15# |
k(欧姆/米) | 0.30 | 0.225 | 0.15 | 0.09 | 0.06 | 0.045 | 0.03 |
注意:本算法仅适用于直流用电设备的供电情况,对于交流用电设备的电压降计算,需要考虑设备功率因数,计算方法有所不同。
三、计算实例:
假定,供电电压直流24V,用电设备最低电压要求为18.0V;
假定,D=20米,d=12米, I=40 mA,n=16个,
初步试计算,采用0.5mm²铜芯线,k=0.09
则ΔU=0.09*40(16*20 + 16*7.5*12 )= 6336 mV ,即6.34V,
末端电压=24-6.34=17.66V,小于最低电压18.0V,不能满足要求。
解决办法1:
减少控制箱到首个用电设备的距离,将D减小到2米。
则ΔU=0.09*40(16*2 + 16*7.5*12 )= 5299mV ,即5.30V,
末端电压=24-5.30=18.70V,大于18.0V,可以满足要求。
解决办法2:
增加导线的截面积,采用0.75 mm²铜芯线,则k=0.06
则ΔU=0.06*40(16*20 + 16*7.5*12 )= 4224mV ,即4.22V,
末端电压=24-4.22=19.78V,大于18.0V,满足要求。
解决办法3:
减少设备数量,如果将用电设备从16个减少到12个,还是采用0.5 mm²铜芯线,
则ΔU=0.09*40(12*20 + 12*5.5*12 )= 3715mV ,即3.72V,
末端电压=24-3.72=20.28V,大于18.0V,满足要求。
四、常见问题的解决方法
在施工已经完成时,不便重新布线,移动控制箱也困难,又不宜减少设备数量的情况,可采取下面两种解决方法。
方法1:调高电源电压,如果咨询了设计者,经过许可(最好是书面的),可将电源电压调高至24.5V。则末端压降变为=24.5-6.16=18.34V,大于18.0V,能满足要求。
方法2:增加控制箱到首个设备线路的截面积,将D段再加布一条0.5 mm²的线与之前的电源线并联使用,以减小电压降。D段的电压降和其余部分,分别计算,D段相当于使用了0.5+0.5=1.0 mm²的导线,即D段k=0.045,其余线路k=0.09。则ΔU=0.045*40*16*20 + 0.09*40*16*7.5*12 = 576+5184=5760mV ,即5.76V,末端电压=24-5.76=18.24V,大于18.0V,满足要求。
五、注意事项
1、线路长度的计算:
.切记需要考虑设备的安装高度,计算在垂直方向上,线路的上上下下;
.考虑线路对梁柱、管道等绕行时所增加的长度;
.工程上对于计算长度,一般按图上量出的值再加上10%的余量。
2、方案设计:
.优化控制箱的安装位置,尽量缩短D段的长度,这一段对末端压降的影响最大。当D很大时,有必要考虑加粗这一段导线的截面积;
.合理考虑设备的分组,留有雨余量;
.计算结果适当留有余量,必要时可放大一级导线的截面积,在劣质线材充斥市场的情况下尤为必要;
.在满足技术要求的情况下,减少线材的使用品质种。