Les systèmes d'alimentation à gestion des défauts (également connus sous le nom de systèmes de classe 4 ou systèmes Digital Electricity®) sont de plus en plus souvent évoqués dans les discussions sur les infrastructures énergétiques et la conception de bâtiments intelligents. Ils sont en train de changer la façon dont les propriétaires, les exploitants et les concepteurs de bâtiments envisagent la distribution d'énergie sur de longues distances.
Mais, à mesure que l'intérêt grandit, nous avons remarqué quelque chose : les câbles qui alimentent ces systèmes ne reçoivent pas l'attention qu'ils méritent .
Ce décalage était évident lors d'une récente réunion TR-42 de la TIA (Telecommunications Industry Association), où des membres de la Fault-Managed Power Alliance (FMPA) — dont moi-même au nom de Belden — ont fait la démonstration d'un système de classe 4 en fonctionnement. Les gens sont repartis avec une solide compréhension du comportement de l'alimentation à gestion des défauts et de ce qui la différencie de la distribution d'énergie traditionnelle, mais une grande question persistait : Qu'en est-il du câble ?
Au début de l'adoption de la classe 4 (il y a à peine deux ans), Belden était l'un des rares fabricants En fournissant des câbles pour le supporter. Aujourd'hui, cependant, le paysage est différent.
Ces câbles sont régis par la norme UL 1400-2, qui est maintenant une norme approuvée par l'ANSI. Lorsque vous recherchez “DLPY” dans Product iQ, la base de données de produits certifiés UL’, vous trouverez des pages de fabricants produisant des câbles qui fonctionnent avec les composants actifs des systèmes de classe 4 . Et cette liste ne cessera de s'allonger.
Lorsque vous évaluez les options de câbles qui transportent l'énergie vers des systèmes d'alimentation à gestion des défauts, voici les caractéristiques qui comptent.
Qu'est-ce qui différencie un câble de classe 4 ?
En tant que technologie se situant entre les travaux de câblage structuré et les travaux électriques, l'alimentation à gestion des défauts repose sur les mêmes méthodes de câblage que les classes 2 et 3. Cela signifie que les intégrateurs d'énergie limitée ou les entrepreneurs électriciens peuvent l'installer à condition qu'ils soient qualifiés.——’
Les types de câbles définis dans la norme UL 1400‑2 pour la classe 4 sont familiers à tous ceux qui ont travaillé avec des câbles de puissance et de commande traditionnels.’ Elles partagent les mêmes caractéristiques et exigences en matière de température et de flamme. En d'autres termes, les câbles de classe 4 ne sont qu'une nouvelle application pour les câbles que les professionnels du secteur savent déjà installer.
Mais ces câbles doivent posséder certaines caractéristiques pour pouvoir répondre aux exigences de portée et de fiabilité des systèmes d'alimentation à gestion des défauts.
1. Faible capacité pour une portée maximale
Pour que les systèmes d'alimentation à gestion des défauts fonctionnent de manière fiable sur de longues distances, la capacité des câbles doit être faible. La construction à haute capacité ne peut pas prendre en charge la portée et le comportement requis par la classe 4, en particulier lorsque des conceptions multi-conducteurs sont utilisées.’ Ils peuvent ralentir ou déformer les signaux, réduisant ainsi la distance maximale supportée par les systèmes d'alimentation à gestion des défauts.
Pour ce faire, les câbles de classe 4 doivent être conçus pour maintenir la capacité aussi basse que possible sans compromettre l'installation. Au lieu de gros faisceaux multiconducteurs génériques, les câbles devraient comporter des conducteurs appariés avec une légère torsion contrôlée (différente de la paire torsadée du câblage de catégorie traditionnel). “” Cela permet de maintenir les paires étroitement couplées et assure un espacement constant afin de minimiser la capacité entre les conducteurs et d'améliorer la portée du système.
2. Faible résistance pour une alimentation électrique efficace
Pour une distribution d'énergie efficace, les systèmes d'alimentation à gestion des défauts nécessitent également une faible résistance. Cela signifie maintenir la tension et le courant dans les plages prévues tout au long du trajet. Lorsque la résistance est élevée, les pertes augmentent et le système ne peut pas fournir de puissance comme il a été conçu.’ Pour résoudre ce problème, il faut raccourcir les câbles, diminuer les niveaux de puissance ou compenser à la source.
Pour réduire la résistance tout en évitant les compromis, les conducteurs de câbles doivent être en cuivre pur, et non en cuivre plaqué. Cela correspond aux limites de résistance mentionnées dans la norme UL 1400‑2, réduit les chutes de tension et contribue à garantir que le câble fonctionne comme le système l'exige.
3. Des conducteurs de dimensions équilibrées en distance et en puissance
La section des conducteurs détermine la capacité d'un câble à gérer les compromis entre distance et résistance. Si les conducteurs sont sous-dimensionnés, on se heurte rapidement aux limites pratiques qui dictent la longueur du câble et ce qui peut être alimenté au bout d'une ligne.
Bien que la norme UL 1400‑2 autorise les conducteurs en cuivre entre 24 AWG et 6 AWG, les exigences du système orientent naturellement les concepteurs vers la partie supérieure de cette plage. Les câbles pour systèmes d'alimentation à gestion des défauts utilisent généralement des conducteurs de calibre 16 ou 18 AWG. Ces dimensions correspondent aux longueurs de fonctionnement et aux niveaux de puissance que l'alimentation à gestion des défauts prend en charge dans les applications réelles.
4. Résistance à la corrosion pour des terminaisons fiables
Pour les câbles de plus gros calibre, la construction du conducteur influe également sur la facilité d'installation et de raccordement. Les conducteurs rigides de calibre 16 ou 18 AWG sont suffisamment rigides pour rendre le routage et la terminaison difficiles. Pour remédier à cela, les câbles de classe 4 devraient utiliser la construction à câbles pour rester flexible lors du tirage et se loger proprement dans les bornes à vis, les borniers et les panneaux de brassage.
Les brins devraient également être étamé pour prévenir la corrosion (le cuivre nu se corrode avec le temps, augmentant la résistance de contact aux points de terminaison). Cette couche étamée maintient la résistance de contact faible et stable pendant toute la durée de vie de l'installation, permettant ainsi aux systèmes d'alimentation à gestion des défauts de surveiller en permanence les circuits et de maintenir des mesures précises aux points de connexion.
Intégration des câbles de systèmes d'alimentation à gestion des défauts dans les normes
Une fois les caractéristiques des câbles pour les systèmes d'alimentation à gestion des défauts définies et les exigences de certification UL en place, la prochaine étape logique consiste à refléter cette réalité dans les normes de câblage structuré.
L'intégration du câblage de classe 4 dans les normes fournirait aux concepteurs et aux intégrateurs des indications sur la conception et l'installation : ils sauraient où ces câbles peuvent être installés, quelles caractéristiques de câble rechercher et comment ils doivent être supportés et protégés.
C’est ce à quoi Belden travaille avec d’autres fabricants : encourager les normes TIA et BICSI à reconnaître le câblage structuré non seulement pour les données, mais aussi pour l’alimentation électrique. Ce serait un pas important vers l'intégration de la gestion de l'alimentation en cas de panne dans les pratiques courantes.
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