一、概述

?目前，中國(guó)高速公路的路防系統(tǒng)向著全路程發(fā)展，以確保高速公路高速、安全、舒適、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)營(yíng)。全路監(jiān)控的特點(diǎn)是監(jiān)控點(diǎn)多、傳輸距離遠(yuǎn)、存在就地取電困難。在全程監(jiān)控中，由于傳輸線路遠(yuǎn)，視頻監(jiān)控、違法抓拍、廣播等系統(tǒng)儀器的供電成為一大難題，目前普遍采用的是通過(guò)高速公路變電所的交流電源鋪設(shè)的電力電纜為遠(yuǎn)距離設(shè)備供電的形式。

由于使用交流電源鋪設(shè)電力電纜建設(shè)和維護(hù)成本高、傳輸距離近、市電無(wú)法取電的地方無(wú)法建設(shè)，市電電壓低（380Vac）損耗大等缺點(diǎn)。

本方案使用高壓遠(yuǎn)程供電（最大800V）系統(tǒng)，有如下優(yōu)勢(shì)：

最高800V高壓遠(yuǎn)距離傳輸0～20Km；（是其它供電方式不可比擬的）

投資成本低；

施工建設(shè)周期短；

對(duì)傳輸線路有開路、斷路、漏電等保護(hù)功能，傳輸線路使用壽命更長(zhǎng)久；

對(duì)傳輸線路故障點(diǎn)（開路點(diǎn)、短路點(diǎn)、漏電點(diǎn)）有檢測(cè)功能，減輕售后維修工作量；

對(duì)地懸浮電壓輸出更安全，對(duì)地電壓小于36V；

避免了常規(guī)取電建設(shè)中與電網(wǎng)、取電單位及業(yè)主的勾通協(xié)調(diào)等工作；

交通部交公路發(fā)【2007】358號(hào)《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件編制辦法》

二?、系統(tǒng)工作原理與供電方式

2-1 ?系統(tǒng)工作原理

通過(guò)電力電纜或光電復(fù)合纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送和接收的供電系統(tǒng)，由局端設(shè)備（上位機(jī)）、遠(yuǎn)端設(shè)備（下位機(jī)）和供電線纜組成。

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圖1?供電系統(tǒng)組網(wǎng)圖

局端設(shè)備（上位機(jī)）安裝于收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)或高速路邊的（箱變）旁，將箱變的380Vac電壓轉(zhuǎn)換為600～800V高壓遠(yuǎn)距離傳輸至遠(yuǎn)端設(shè)備（下位機(jī)）；遠(yuǎn)端設(shè)備（下位機(jī)）再把600～800V高壓轉(zhuǎn)換為12VDC，為視頻監(jiān)控、情報(bào)板、交換機(jī)、等用電設(shè)備供電。

傳輸電壓懸浮:?系統(tǒng)的輸出均不接地。

傳輸電纜：采用耐壓等級(jí)1000V。

2-2 ?系統(tǒng)的供電方式

2-2-1??單點(diǎn)遠(yuǎn)程供電方式

一端具備供電條件，在該端設(shè)置一臺(tái)局端設(shè)備，遠(yuǎn)端設(shè)備通過(guò)供電電纜從局端設(shè)備取電的供電方式，單點(diǎn)遠(yuǎn)程供電方式如下圖:

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圖2?單點(diǎn)遠(yuǎn)程供電方式

2-2-2?單點(diǎn)復(fù)用式遠(yuǎn)程供電方式

一端具備供電條件，在該端設(shè)置兩臺(tái)局端設(shè)備，遠(yuǎn)端設(shè)備通過(guò)供電電纜從局端設(shè)備取電的供電方式，一臺(tái)局端設(shè)備停電時(shí)，另一臺(tái)局端設(shè)備應(yīng)為全部區(qū)間用電設(shè)備供電，單點(diǎn)復(fù)用式遠(yuǎn)程供電方式如下圖：

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圖3?單點(diǎn)復(fù)用式遠(yuǎn)程供電方式

2-2-3?雙供電點(diǎn)遠(yuǎn)供方式

在區(qū)間兩端供電點(diǎn)設(shè)置局端，遠(yuǎn)端設(shè)備通過(guò)供電電纜從兩端局端設(shè)備取電的供電方式。一臺(tái)局端設(shè)備停電時(shí)另一臺(tái)局端設(shè)備應(yīng)為全部區(qū)間用電設(shè)備供電，雙供電點(diǎn)遠(yuǎn)程供電方式如下圖：

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圖4?雙供電遠(yuǎn)供方式

三、系統(tǒng)功能介紹

供電線路輸入過(guò)壓、欠壓自動(dòng)保護(hù)功能

具有輸入過(guò)壓、欠壓自動(dòng)保護(hù)功能，保護(hù)時(shí)間≤20msj；故障消除后系統(tǒng)可自動(dòng)恢復(fù)供電。

供電線路輸出欠壓、過(guò)壓、過(guò)載、過(guò)流保護(hù)

1)?具有輸出欠壓自動(dòng)保護(hù)功能，保護(hù)時(shí)間≤20ms；故障消除后系統(tǒng)可自動(dòng)恢復(fù)供電。

2)?具有輸出過(guò)壓保護(hù)功能，保護(hù)時(shí)間≤20ms；故障消除后系統(tǒng)需手動(dòng)恢復(fù)供電。

3)?具有輸出過(guò)載自動(dòng)保護(hù)功能，保護(hù)時(shí)間≤20ms；故障消除后系統(tǒng)可自動(dòng)恢復(fù)供電。

4)?具有輸出過(guò)流自動(dòng)保護(hù)功能，保護(hù)時(shí)間≤20ms；故障消除后系統(tǒng)可自動(dòng)恢復(fù)供電。

安全特性

所有故障保護(hù)后輸出低于36V?的安全檢測(cè)電壓。

故障隔離

點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)用情況時(shí)，其中一臺(tái)設(shè)備有故障不會(huì)影響到另一設(shè)備正常運(yùn)行。

防雷保護(hù)

輸出端具有防雷、防浪涌功能，防雷等級(jí)不小于40KA。

報(bào)警

當(dāng)系統(tǒng)保護(hù)時(shí)，具有聲、光報(bào)警功能，報(bào)警同時(shí)，可通過(guò)?LCD?查看明顯的保護(hù)狀態(tài)及報(bào)警時(shí)間點(diǎn)。

冗余

主功率部分由多個(gè)功率模塊組成，具備?N+1?的冗余設(shè)計(jì)，具備熱插拔、均流功能。。

監(jiān)控設(shè)定功能

具備輸入過(guò)壓、欠壓點(diǎn)的設(shè)定，輸出過(guò)壓欠壓點(diǎn)的設(shè)定，?輸出過(guò)流點(diǎn)設(shè)定，開關(guān)機(jī)模塊，開關(guān)機(jī)系統(tǒng)，電壓設(shè)定，設(shè)備地址設(shè)定，?并機(jī)設(shè)定等。

并機(jī)功能

局端設(shè)備可并機(jī)使用。

單點(diǎn)和雙點(diǎn)供電功能

局端設(shè)備支持單點(diǎn)和雙點(diǎn)供電功能。

通訊功能

局端設(shè)備支持?232?或者?485?通訊，同時(shí)支持?TCP/IP?協(xié)議通訊。

功率模塊-熱插拔功能

任意某個(gè)電源模塊故障應(yīng)不影響局端設(shè)備的正常工作，同時(shí)電源模塊支持熱插拔功能

四、系統(tǒng)設(shè)備的組成及說(shuō)明

局端設(shè)備的組成：由機(jī)柜、系統(tǒng)輸入輸出顯示系統(tǒng)、輸入配電、輸出配電、局端電源設(shè)備（電源插箱、監(jiān)控模塊、電源模塊）等組成，整體簡(jiǎn)稱局端設(shè)備。

遠(yuǎn)端設(shè)備的注冊(cè)：輸入配電、輸出配電。

五、局端設(shè)備的電氣參數(shù)

輸入電壓

AC380V/220V

輸出電壓

600V～800V(可調(diào))、出廠默認(rèn)720V

輸出功率

5KW~500KW

轉(zhuǎn)換效率

≥91%

保護(hù)功能

過(guò)載、開路、短路、漏電、強(qiáng)電、防雷等

保護(hù)時(shí)間

≤10ms

防雷

≥40KA

工作溫度

－40℃～50℃

工作濕度

≤95%,無(wú)凝結(jié)

大氣壓

86kPa～106kPa

監(jiān)控單元

液晶顯示，RS232，TCP/IP通訊

局端輸入過(guò)欠壓保護(hù)

過(guò)壓456V，欠壓306V，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間≤20ms，(可設(shè)定)

供電線路開路保護(hù)

時(shí)間≤20ms

供電線路短路保護(hù)

時(shí)間≤20 ms

供電線路漏電保護(hù)

20mA，≤20ms

供電線路強(qiáng)電入侵保護(hù)

當(dāng)市電搭接在傳輸線路上，輸出關(guān)斷，保護(hù)時(shí)間≤20 ms

供電線路故障點(diǎn)檢測(cè)

開路點(diǎn)、短路點(diǎn)、漏電點(diǎn)

局端防雷保護(hù)

局端輸出端：能承受模擬雷擊電流波形?8/20us，

幅值為?40KA?的沖擊?3?次

局端抗電強(qiáng)度

輸入→大地?2120V/1min?漏電流≤10mA

輸入→輸出?2120V c/1min?漏電流≤10mA

局端絕緣強(qiáng)度

輸入→大地?≥100MΩ?，?1000V

輸入→輸出?≥100MΩ?，?1000V

六、遠(yuǎn)端設(shè)備

6-1功能說(shuō)明

范圍電壓輸入、隔離變換、高壓轉(zhuǎn)換成交流220V，實(shí)現(xiàn)1000W—30KW的輸出功率，多路輸出端口，可給多個(gè)設(shè)備供電；

輸入過(guò)壓保護(hù)，保護(hù)方式：當(dāng)輸入過(guò)壓（高于800V±10V）設(shè)備關(guān)閉輸出，當(dāng)輸入電壓恢復(fù)正常后，設(shè)備自動(dòng)恢復(fù)工作；

具有輸出短路保護(hù)，保護(hù)方式：當(dāng)輸出端短接出現(xiàn)過(guò)大電流（可根據(jù)需求設(shè)定）設(shè)備關(guān)閉輸出，當(dāng)輸出回路恢復(fù)正常后，自動(dòng)恢復(fù)工作；

具有輸出限流保護(hù)，保護(hù)方式：當(dāng)輸出電流大于設(shè)定值（可按功率需求設(shè)定）設(shè)備降低輸出電壓直到輸出電流減小至設(shè)定值，輸出電流恢復(fù)正常后，設(shè)備后自動(dòng)恢復(fù)正常工作；

輸出過(guò)壓保護(hù)，保護(hù)方式：當(dāng)輸出電壓大于設(shè)定值（可按需求設(shè)定）設(shè)備關(guān)閉輸出，當(dāng)輸出恢復(fù)正常后，設(shè)備后自動(dòng)恢復(fù)正常工作；

過(guò)溫保護(hù)，保護(hù)方式：設(shè)備溫度大于設(shè)定值（可按需求調(diào)節(jié)）設(shè)備關(guān)閉，設(shè)備溫度恢復(fù)正常，設(shè)備恢復(fù)工作；

輸入端口防雷（設(shè)計(jì)等級(jí)≥40KA）

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6-2遠(yuǎn)端設(shè)備電氣參數(shù)

輸入電壓

500～800V

輸出電壓

AC220V±2%

輸出功率

500W~30KW

轉(zhuǎn)換效率

93%

保護(hù)功能

欠壓，過(guò)壓，短路，過(guò)流，故障告警等

遠(yuǎn)端輸出過(guò)壓保護(hù)

保護(hù)電壓：?± 5 %

遠(yuǎn)端短路保護(hù)

有

遠(yuǎn)端防雷保護(hù)

能承受模擬雷擊電流波形?8/20us，40KA?的沖擊?3?次

工作溫度

－40℃～60℃

工作濕度

≤95%（40℃±2℃）?，無(wú)凝結(jié)

大氣壓

86kPa～106kPa

散熱方式

自然冷卻風(fēng)冷

安裝方式

1-3KW抱桿，5-30KW落地