通信工程設(shè)計中如何選擇電源線

1、通信工程設(shè)計中如何選擇電源線在通信工程設(shè)計中，經(jīng)常要面臨如何選用電源線的問題，因?yàn)殡娫淳€是通信電源供電系統(tǒng)的重要組成部分。電源線的選用應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境的溫度、敷設(shè)方式、額定工作電壓、用電設(shè)備負(fù)荷電流或直流電路允許電壓降加以選擇。合理選擇電源線不僅可以減少隱患、提高供電系統(tǒng)的可靠性，而且可以延長電源線的使用壽命及節(jié)約電源能源。電源線的選擇包括交流電源線和直流電源線的選擇。一、交直流電源線的選擇原則交流電源線的選擇：低壓配電設(shè)備的交流進(jìn)線電源線宜按遠(yuǎn)期負(fù)荷計算，低壓配電設(shè)備的出線如直接接用電設(shè)備時，按被接設(shè)備的負(fù)荷容量計算，低壓配電設(shè)備的出線如接電力室交流配電屏或其它機(jī)房交流配電屏(箱)時，交流電源

2、線宜按所接交流配電屏(交流配電箱)容量或交流配電屏(交流配電箱)的遠(yuǎn)期負(fù)荷選擇，備用發(fā)電機(jī)組的輸出電源線宜按機(jī)組容量設(shè)計。直流電源線的選擇：直流配電屏到蓄電池的導(dǎo)線按遠(yuǎn)期容量設(shè)計，直流配電屏到開關(guān)電源架的導(dǎo)線按開關(guān)電源架容量設(shè)計，直流配電屏到通信機(jī)房直流分配柜或分配箱的電源線一般按分配柜或分配箱的容量設(shè)計，也可根據(jù)直流分配柜或分配箱今后所接設(shè)備的負(fù)荷容量設(shè)計，直流配電屏(直流分配柜或分配箱)接通信沒備時的電源線按被接機(jī)架設(shè)備的最大負(fù)荷容量計算。室內(nèi)布放的電源線應(yīng)選用阻燃耐火軟電纜；同機(jī)房內(nèi)布放的電源線原則上采用單芯電源線，不同機(jī)房之間布放的電源線為直流電源線時采用單芯(小于6mm2的可考慮采用

3、電纜)，為交流電源線時采用電纜；室外敷設(shè)的電纜應(yīng)選用鎧裝電纜。電源線的芯線應(yīng)選用銅質(zhì)材料。二、交流電源線的選擇交流電源線的選擇主要考慮兩個方面，一是交流電源線的外護(hù)套選擇，二是交流電源線的截面積選擇。交流電源線的外護(hù)套選擇應(yīng)按其運(yùn)行電壓、環(huán)境條件、敷設(shè)方式選擇。通信用低壓部分的交流電源線耐壓一般為1000v。室內(nèi)布放時選用銅芯阻燃聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套軟電纜(rvvz)，室外布放時選用銅芯阻燃聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套軟電纜(rvvz22)。交流電源線的截面積選擇通常要考慮導(dǎo)線允許載流量、電壓損失、機(jī)械強(qiáng)度等。計算導(dǎo)線截面積的方法一般有四種，按導(dǎo)線允許載流量進(jìn)行選擇，按導(dǎo)線允許電壓損失

4、進(jìn)行選擇，按機(jī)械強(qiáng)度允許的最小載流量進(jìn)行選擇，按經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行選擇，有時按一種方法計算導(dǎo)線截面積，還應(yīng)滿足另一方面的技術(shù)要求，通常情況下，室內(nèi)布放的交流電源線一般只考慮導(dǎo)線允許載流量，室外布放的交流電源線不僅要考慮導(dǎo)線允許載流量，同時還要考慮電壓損失、機(jī)械強(qiáng)度等，另外交流電源線截面積的選擇應(yīng)同時考慮各種敷設(shè)條件下的修正系數(shù)(不同環(huán)境溫度、不同敷設(shè)方式下多根并聯(lián)、不同的土壤熱阻系數(shù))。1、按導(dǎo)線允許載流量選擇電源線電源線在通過電流時，由于其導(dǎo)線自身電阻所引起的損耗會導(dǎo)致電源線發(fā)熱，溫度升高，如導(dǎo)線溫度升高過快，會使電源線絕緣層損壞、起火，也會使導(dǎo)線變軟，機(jī)械強(qiáng)度降低，導(dǎo)線接頭處氧化加劇等。因此

5、規(guī)定了在各種溫度條件下，不同截面的電源線允許載流量。導(dǎo)線允許載流量，就是在規(guī)定的環(huán)境溫度下，導(dǎo)線能夠連續(xù)承受而不致于使其線芯溫度超過最大值的電流。按照載流量法選擇導(dǎo)線截面積應(yīng)滿足下列公式： kiijs 式中ijs-最大計算負(fù)載電流(a)； i-考慮在標(biāo)準(zhǔn)條件下(空氣溫度為25，土壤溫度為15)的導(dǎo)線持續(xù)允許電流(a)； k-考慮不同條件下的校準(zhǔn)系數(shù)(k=kt、k1、k2、k3、k4)； kt-溫度校準(zhǔn)系數(shù)(表3-1)； k1-電源線在地下直埋多根并聯(lián)敷設(shè)校準(zhǔn)系數(shù)(表3-2)； k2-電源線穿管在空氣中多根并聯(lián)敷設(shè)校準(zhǔn)系數(shù)(表3-3)； k3-電源線在空氣中多根并聯(lián)敷設(shè)校準(zhǔn)系數(shù)(表3-4)： k

6、4-電源線在土壤熱阻系數(shù)不同時的校準(zhǔn)系數(shù)(表3-5)。 表3-1 電纜在不同環(huán)境溫度時載流量的校準(zhǔn)系數(shù)kt環(huán)境溫度50c100c150c200c250c300c350c400c450c校準(zhǔn)系數(shù)1.21.151.11.051.00.940.880.8150.745表3-2 電纜直埋地下多根并聯(lián)敷設(shè)時載流量的校準(zhǔn)系數(shù)k1電纜間凈距/mm電纜根數(shù)123456781001.000.880.840.800.780.750.730.722001.000.900.860.830.810.800.800.793001.000.920.890.870.860.850.850.84表3-3 電源線穿管在空氣中多根

7、并聯(lián)敷設(shè)時載流量的校準(zhǔn)系數(shù)k2鋼管、鐵管、塑料管根數(shù)載流量的校準(zhǔn)系數(shù)2-40.954以上0.9表3-4 電纜在空氣中多根并聯(lián)敷設(shè)時載流量的校準(zhǔn)系數(shù)k3排列根數(shù)1234646排列方式00000000000000000000000000線纜中心距/mms=d1.000.900.850.820.800.800.75s=2d1.001.000.980.950.900.900.90s=3d1.001.001.000.980.961.000.96注:s-電纜的中心距,d電纜的外徑,當(dāng)d不同時,d值取電纜外徑的平均值。表3-5 土壤熱阻系數(shù)不同時載流量的校準(zhǔn)系數(shù)k4土壤熱阻系數(shù)(0cm/w)分類特征(土壤特

8、性和雨量)校準(zhǔn)系數(shù)0.8土壤很潮濕，經(jīng)常下雨。如濕度大于9%的沙土或濕度大于10%的沙泥土等。1.051.2土壤很潮濕，規(guī)律性下雨。如濕度大于7%但小于9%的沙土或濕度為12%-14%的沙泥土等。1.01.5土壤較干燥，雨量不大。如濕度為8%-12%的沙泥土等0.932.0土壤較干燥,少雨, 如濕度大于4%但小于7%的沙土或濕度為4%-8%的沙泥土等。0.873.0多石地層,非常干燥。如濕度小于4%的沙土等。0.75在按照載流量法選擇導(dǎo)線截面積時，不管采用何種敷設(shè)方式，溫度校準(zhǔn)系數(shù)都要考慮，然后再選擇一種敷設(shè)方式的校準(zhǔn)系數(shù)。環(huán)境溫度的選擇，一般在局內(nèi)各機(jī)房除電力室外按250c考慮，如電力室安裝

9、有空調(diào)則按250c考慮，如未安裝空調(diào)則按300c-350c考慮。模塊局接入網(wǎng)等機(jī)房，如機(jī)房安裝空調(diào)則按250c考慮，如未安裝空調(diào)則按300c考慮。在山上的基站機(jī)房，如安裝空調(diào)則按300c考慮，如未安裝空調(diào)則按350c-400c考慮。2、其它選擇電源線的方法按導(dǎo)線允許電壓損失選擇電源線的方法：電源線的線路阻抗在供電線路中會造成一定的電壓損失，尤其遠(yuǎn)距離的供電線路，電壓損失是必須考慮的問題。一般通信設(shè)備的交流供電允許電壓變動幅度為-10%+5%。在通信工程設(shè)計中如果某個局站已安裝變壓器，則不需考慮。一般需要考慮的情況為：在農(nóng)村新建的接入網(wǎng)點(diǎn)或基站，因?yàn)橛械慕尤刖W(wǎng)點(diǎn)或基站距離變壓器較遠(yuǎn)，有可能電壓損

10、失會超過10%。 另外，選擇電源線的方法還有按機(jī)械強(qiáng)度允許的最小載流量選擇和按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電源線等。由于該兩種方法在通信工程設(shè)計中用得較少，故不在介紹。三、直流電源線的選擇在直流供電系統(tǒng)中使用的電源線稱為直流電源線，包括開關(guān)電源到直流配電屏、直流配電屏至蓄電池組、直流配電屏至直流分配柜以及至通信設(shè)備的電源線等。直流電源線的選擇除主要考慮滿足放電回路電壓降的要求外，還應(yīng)滿足導(dǎo)線的額定電流大于設(shè)計電流的要求。直流電源線一般在室內(nèi)布放，應(yīng)選用銅芯阻燃聚氯乙烯絕緣軟電纜(rvz)，電源線耐壓一般為600v。直流電源線截面積的計算一般有三種方法，即電流矩法、固定壓降分配法和最小金屬用量法。1、電流矩

11、法電流矩法是按照直流供電回路所允許的電壓降來計算導(dǎo)線截面積的方法。根據(jù)歐姆定律，按下式計算某段導(dǎo)線的電壓降： 式中：u-導(dǎo)線電壓降(v)i-流過導(dǎo)線的電流(a)r-導(dǎo)線的直流電阻()l-導(dǎo)線長度(m)s-導(dǎo)線截面積(mm2)r-導(dǎo)體電導(dǎo)率(m/.mm2)不同導(dǎo)體的電導(dǎo)率根據(jù)其導(dǎo)電性能的不同而有所不同。通信工程中現(xiàn)用的電源線主要是銅線，銅的電導(dǎo)率為：r銅-57m/（.mm2)。上式中導(dǎo)線長度l為計算某段供電回路壓降時的總長度，即正、負(fù)極的長度之和。在直流供電系統(tǒng)中，一個直流供電回路是由多種電源設(shè)備及多段連接電源線組成（蓄電池組、直流配電屏、通信機(jī)房的直流分配屏、分配箱以及連接的導(dǎo)線等）為此全程線

12、路壓降是由多種電源設(shè)備和多段線路的分壓降組成。即現(xiàn)大多數(shù)通信設(shè)備的工作電壓為-40v-57v，全程允許壓降為3.2v，包括從蓄電池至通信設(shè)備輸入端的各種配電設(shè)備和各段線路的壓降。在額定電流下，部分配電設(shè)備和元器件直流壓降參考值如下： 名 稱額定電流下的電壓降(mv)刀開關(guān)3050rto型熔斷器80200直流配電屏500直流分配柜、列頭柜和直流分配箱200配電設(shè)備和元器件的實(shí)際電壓降按下式計算:ush=(i最大/ih)uh式中 ush-配電設(shè)備或元器件的實(shí)際電壓降i最大-通過配電設(shè)備或元器件的最大電流ih-配電設(shè)備或元器件的額定電流uh-額定電流下，配電設(shè)備或元器件的最大電壓降 在實(shí)際工作中，固

13、定的配電設(shè)備壓降主要考慮的是直流配電屏、直流分配柜、列頭柜和直流分配箱等，其它元件的壓降基本不考慮。直流配電屏在額定電流下的電壓降為0.5v，但實(shí)際工作電流一般最多到額定電流的80%，根據(jù)公式ush=(i最大/ih)uh，故直流配電屏壓降按0.4v考慮即可。直流分配柜、列頭柜和直流分配箱等由于在額定電流下的電壓降僅為0.2v，故實(shí)際計算中按0.2v取值。全程允許壓降3.2v減去固定壓降后，剩余的部分即可分配到各段線路上。例：某一供電回路經(jīng)蓄電池至直流配電屏至通信機(jī)房的直流分配柜到通信設(shè)備機(jī)架；蓄電池至直流配電屏電流為500a，距離6米；直流配電屏至通信機(jī)房的直流分配柜電流為480a，距離15米

14、；通信機(jī)房的直流分配柜到通信設(shè)備機(jī)架電流每架為20a，共24架，距離10米；各段電源線均在走線架上布放；全程允許壓降3.2v，則固定壓降為直流配電屏的0.4v和直流分配柜的0.2v，共計0.6v。線路部分各段的壓降為2.6v。各段導(dǎo)線截面計算如下：第一段蓄電池至直流配電屏：計算得到電源線截面為202.43mm2,由于現(xiàn)有電源線無該種規(guī)格，往上與202.43mm2接近的有240mm2規(guī)格電源線，240mm2電源線單根在空氣中布放時的載流量為628a，室內(nèi)溫度為25co，溫度校準(zhǔn)系數(shù)為1；電源線正負(fù)極并聯(lián)布放在走線架上，電源線在空氣中2根并聯(lián)敷設(shè)時載流量的校準(zhǔn)系數(shù)為0.9；最大計算負(fù)載電流為628

15、a10.9=565.2a，大于500a設(shè)計電流的要求，故選用二根240mm2 規(guī)格的銅芯阻燃聚氯乙烯絕緣軟電纜(正負(fù)極各一根)。在確定了第一段導(dǎo)線的規(guī)格后,可計算出第一段導(dǎo)線的壓降u1為0.44(v)。第二段直流配電屏至通信機(jī)房的直流分配柜：計算得到電源線截面為194.93mm2,由于現(xiàn)有電源線無該種規(guī)格，往上與194.93mm2接近的有200mm2規(guī)格電源線，查200mm2電源線單根在空氣中布放時的載流量為580a，溫度校準(zhǔn)系數(shù)為1；電源線在空氣中2根并聯(lián)敷設(shè)時載流量的校準(zhǔn)系數(shù)為0.9；故最大計算負(fù)載電流為580a10.9=522a，能滿足設(shè)計電流480a的要求，故選用二根200mm2 規(guī)格

16、的銅芯阻燃聚氯乙烯絕緣軟電纜(正負(fù)極各一根)。在確定了第二段導(dǎo)線的規(guī)格后,可計算出第二段導(dǎo)線的壓降u2為1.26(v)。第三段直流分配柜到通信設(shè)備機(jī)架：在第一段和第二段壓降已確定后，最后一段的壓降為0.9(v)，最后一段到每個機(jī)架的導(dǎo)線截面為：計算得到電源線截面為7.79mm2,由于現(xiàn)有電源線無該種規(guī)格，往上與7.79mm2接近的有10mm2規(guī)格電源線，10mm2電源線單根在空氣中布放時的載流量為83a，溫度校準(zhǔn)系數(shù)為1；電源線在空氣中2根并聯(lián)敷設(shè)時載流量的校準(zhǔn)系數(shù)為0.9；故最大計算負(fù)載電流為83a10.9=74.7a，能滿足設(shè)計電流20a的要求，故選用二根10mm2 規(guī)格的銅芯阻燃聚氯乙烯

17、絕緣軟電纜(正負(fù)極各一根)。2、固定壓降分配法固定壓降分配法，就是將直流供電回路允許的全程電壓降的數(shù)值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)每一段饋電回路分配給一個固定值，然后分別計算各段導(dǎo)線的截面積。步驟如下： 了解全程供電允許壓降值，確定供電回路中各種配電設(shè)備和元器件的固定壓降值，然后用全程供電允許壓降值減去固定壓降值后，得到可分配在線路上的壓降值。 確定各段導(dǎo)線的材質(zhì)，但目前通信工程設(shè)計中基本上都采用銅導(dǎo)線。 了解各段導(dǎo)線負(fù)荷和各段導(dǎo)線長度。 分配各段導(dǎo)線上的電壓降數(shù)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般情況下,最后一段(直流分配柜到通信設(shè)備機(jī)架)分配的電壓降可按0.4-0.6伏考慮。 根據(jù)公式計算該段導(dǎo)線截面積。這種方法計算比較簡單，

18、但要求有比較豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，不然往往造成計算的導(dǎo)線截面積前、后銜接不盡合理(有時后一級截面積會大于前一級截面積)。這時就需進(jìn)行重新分配，直至從蓄電池到通信設(shè)備的導(dǎo)線截面積從前到后逐級合理，使得前級導(dǎo)線截面積等于或大于后級導(dǎo)線截面積。3、最小金屬用量法最小金屬用量法是從節(jié)約有色金屬出發(fā)的一種選擇導(dǎo)線的方法。其先利用求多變量函數(shù)極值的方法計算出直流供電系統(tǒng)中金屬用量最合理的各段導(dǎo)線電壓降分配數(shù)值，再依此計算各段導(dǎo)線的截面積，從而選擇導(dǎo)線的規(guī)格。以上三種方法為直流導(dǎo)線截面積的計算方法，通常在實(shí)踐工作中用得較多的為第一種和第二種，第三種方法由于計算工作量大，在實(shí)際工作中基本不采用。在利用第一種和第二種方法計算導(dǎo)線截面積