廣州市捷眾智能科技有限公司
一、概述
在車位引導系統中。經常會碰到十幾個至二十幾個總線設備鏈接供電的情況。一般每個設備的功耗都不大,但在數量多線路長的情況下,容易造成供電最末端電壓跌落嚴重,而導致設備不能正常工作的情況,因此有必要在圖紙上做方案設計時就予以統籌考慮,并驗算最末端用電設備上的電壓能否滿足技術要求。
二、公式說明
關鍵詞:供電,線路,導線,用電設備,電壓降ΔU, 截面系數k。
D:控制箱到首個用電設備的距離,單位米;
d:相鄰設備的間距(假定間距相同),單位米;
I:用電設備的工作電流(假定每個設備耗電相同),單位mA。
n:設備的的數量;
U:控制箱中的直流供電電壓,單位V。
U1:末端設備供電電壓,單位V。
ΔU:最末端的電壓降,單位mV。
k:截面系數,單位歐姆/米 。
常用銅芯線的k值
銅芯導線的截積(mm2) | 0.15 | 0.2 | 0.3 | 0.5 | 0.75 | 1.0 | 1.5 |
對應美標導線線號(AWG) | 25# | 24# | 22# | 20# | 18# | 17# | 15# |
k(歐姆/米) | 0.30 | 0.225 | 0.15 | 0.09 | 0.06 | 0.045 | 0.03 |
注意:本算法僅適用于直流用電設備的供電情況,對于交流用電設備的電壓降計算,需要考慮設備功率因數,計算方法有所不同。
三、計算實例:
假定,供電電壓直流24V,用電設備最低電壓要求為18.0V;
假定,D=20米,d=12米, I=40 mA,n=16個,
初步試計算,采用0.5mm2銅芯線,k=0.09
則ΔU=0.09*40(16*20 + 16*7.5*12 )= 6336 mV ,即6.34V,
末端電壓=24-6.34=17.66V,小于最低電壓18.0V,不能滿足要求。
解決辦法1:
減少控制箱到首個用電設備的距離,將D減小到2米。
則ΔU=0.09*40(16*2 + 16*7.5*12 )= 5299mV ,即5.30V,
末端電壓=24-5.30=18.70V,大于18.0V,可以滿足要求。
解決辦法2:
增加導線的截面積,采用0.75 mm2銅芯線,則k=0.06
則ΔU=0.06*40(16*20 + 16*7.5*12 )= 4224mV ,即4.22V,
末端電壓=24-4.22=19.78V,大于18.0V,滿足要求。
解決辦法3:
減少設備數量,如果將用電設備從16個減少到12個,還是采用0.5 mm2銅芯線,
則ΔU=0.09*40(12*20 + 12*5.5*12 )= 3715mV ,即3.72V,
末端電壓=24-3.72=20.28V,大于18.0V,滿足要求。
四、常見問題的解決方法
在施工已經完成時,不便重新布線,移動控制箱也困難,又不宜減少設備數量的情況,可采取下面兩種解決方法。
方法1:調高電源電壓,如果咨詢了設計者,經過許可(最好是書面的),可將電源電壓調高至24.5V。則末端壓降變為=24.5-6.16=18.34V,大于18.0V,能滿足要求。
方法2:增加控制箱到首個設備線路的截面積,將D段再加布一條0.5 mm2的線與之前的電源線并聯使用,以減小電壓降。D段的電壓降和其余部分,分別計算,D段相當于使用了0.5+0.5=1.0 mm2的導線,即D段k=0.045,其余線路k=0.09。則ΔU=0.045*40*16*20 + 0.09*40*16*7.5*12 = 576+5184=5760mV ,即5.76V,末端電壓=24-5.76=18.24V,大于18.0V,滿足要求。
五、注意事項
1、線路長度的計算:
.切記需要考慮設備的安裝高度,計算在垂直方向上,線路的上上下下;
.考慮線路對梁柱、管道等繞行時所增加的長度;
.工程上對于計算長度,一般按圖上量出的值再加上10%的余量。
2、方案設計:
.優化控制箱的安裝位置,盡量縮短D段的長度,這一段對末端壓降的影響最大。當D很大時,有必要考慮加粗這一段導線的截面積;
.合理考慮設備的分組,留有雨余量;
.計算結果適當留有余量,必要時可放大一級導線的截面積,在劣質線材充斥市場的情況下尤為必要;
.在滿足技術要求的情況下,減少線材的使用品質種。