此处使用的线缆通道类型是决定性的考虑因素:电网电缆通道、多孔电缆系统或由塑料制成的完全封闭的管道通道将对温度产生明显不同的影响。与封闭的管道相比,铺设在开放式格栅上的电缆显然可以通过气流降温。EN-50174-2标准在4.5.4.2中规定,填充度不得超过40%。正确的规划、维护和执行安装将直接影响线缆的PoE性能。
规划PoE应用时,必须优先考虑线缆通道的热量管理。长时间持续加热和冷却将改变电缆的性能。用铜线尺寸较小或长度增加的产品替换跳线可能会改变捆扎/安装乃至整个系统的稳定性。
PoE通道上的热量堆积也会对连接组件产生负面影响。存在真正的风险,即如果在负载下断开连接,则会产生火花,从而可能损坏触点。
提高PoE效率
4对线缆的最高工作温度为60°C。如果温度超过此极限,则传输性能会下降,绝缘材料会软化并伴有永久的结构对称性损失。
要优化PoE通道的效率,需要考虑电缆(60°C)和组件(50°C)的最高工作环境温度,需要考虑的其他因素是功率损耗和散热。
计算方式:
50°C的最高环境温度+功率损耗–散热= <60°C的最高热量限制
(50°C maximum ambient temperature + power loss – heat dissipation = < 60°C maximum heat limit)
为了获得最佳性能,因此功率损耗与散热的总加热效果之和不得超过10°C。
为了保持此10°C的工作极限,必须降低功率损耗或增加散热量。功率损耗的大小取决于所使用的电流、电阻和PoE对。影响散热的其他因素包括束的大小、跳线、屏蔽和气流。
如何降低功率损耗?
关键考虑因素是DC环路电阻,环路电阻越高,设计人员可获得的灵活性越小。具有24 AWG导体(通常为Cat.5e)的线缆的DC-LR为173.86Ω/ km。
具有22 AWG导体或0.645mm(通常为Cat.7a)的线缆的DC-LR为108.70Ω/ km。这样可提供比AWG 24高60%的工作范围。简单地说,较大的导体直径可将PoE范围扩大两倍。
如何增加散热量?
除了更大的导体直径,屏蔽电缆还对散热产生积极影响。屏蔽层的金属有助于散发内部产生的热量。较小的束和较大的流动气流也会促进散热。屏蔽电缆可在设计阶段为热量管理提供更大的灵活性。
规划准则
EN 50174-2的表4说明了温度如何增加传输路径的影响。
为了实现与由90米长的永久链路和10米跳线组成的电缆通道相同的传输性能,该电缆通道在20°C的环境温度下工作,在60°C时的同一通道需要缩短20%。这非常清楚地说明了在计划阶段进行热量管理的重要性。如前所述,规划不当或更换导线较小的跳线会进一步影响这种效果。始终应避免使用导体小于26 AWG的跳线。