有关新型故障管理电源系统的须知信息
当今年晚些时候发布2023国家电气法规（NEC）时，业界将引入一种新型的电源电路，它可能改变未来建筑和技术的供电方式。
这个最新的NEC版本计划在2022年秋季发布，包含新增的条款726，这是为4类电路而创建的。
新的4类分类对一种改进的电力格式进行了标准化。当您听到更多关于4类的信息时，您会发现它还有很多名字：故障管理电力系统、分组能量传输（PET）、数字电力（Digital Electricity™，DE）、脉冲电力或智能传输系统。这些术语可以互换使用，都是指4类电路。
故障管理电力系统已经在一些智能楼宇中使用，但NEC内部的一个任务小组认识到这些系统是独特的和专门的，需要有自己的规范部分。
什么是故障管理电力系统？
要理解4类电路，就务必要先理解2类和3类电路。
在许多类型的环境中，2类电路可以支持较低的功率（最高为100VA）。它们从引发火灾的角度考虑安全性，并提供触电保护。2类电力负载通常通过以太网供电（PoE）线缆进行传输。
3类电路的功能类似于2类电路，但支持更高的电压和功率限制。3类电源负载也可以通过PoE线缆输送。
但是，虽然2类和3类系统是额定电压达到300伏的功率限制系统，但4类是专门用于额定电压高达450伏的故障管理电力系统的新标准。
这些故障管理电力系统可以提供高达20倍的功率或20倍的PoE距离，为交流电源提供了具有成本效益的替代方案。
“故障管理电力”是什么意思？
与2类和3类功率限制电路不同，4类系统不限制电源输出。
相反，它们会持续监测故障，并在发生异常时控制可用电流的输送。通过限制可能进入故障区域的能量，缓解触电或火灾的风险。
这项技术使4类系统与2类和3类系统具有同等甚至更高的安全性。因此，4类系统可以由安装类别和PoE布线的相同集成商和承包商进行安装。
它们如何工作？
故障管理电力系统可通过多种方法限制可用的功率。
让我们用VoltServer创建的数字电力作为真实事例。当使用数字电力时，交流或直流模拟电力从电网、电池工厂或不间断电源（UPS）进入，由一个发射器将传入的模拟交流电或直流电转换为数字电力。
随后，这一数字电力被打包为小的单元，每个单元结合了电力和数据，因此两者可以通过同一结构化线缆发送。一个接收器将数字电力转换回模拟交流电或直流电。
每一秒钟，有将近500个这样的数据包（每个都包含非常小的能量），从发射器传输到接收器。
每秒数百个数据包的稳定流不断监测故障的发生。发射器能够在极短的时间内识别出故障状况（不当的布线、短路或有人触摸传输线），并停止数据包传输。这将立即停止电力流动，使得导体可以安全触摸。
除了优先考虑到安全性，据说在远距离传输这一数量的功率时，4类还比现有的其他方案效率更高、成本更低。因为4类使用小导体，需要的铜材料更少。
故障管理电力将如何改变未来？
这需要时间，但许多行业专家预计4类有一天会成为设施内的主要电力骨干基础设施。德克萨斯州的辛克莱尔酒店和拉斯维加斯的Circa赌场和度假村等项目已经采用了这一标准。
随着建筑变得更加智能，并需要更多的设备、电力和连接，4类将成为机场、顶级写字楼、体育场和竞技场以及工业厂房等场所的可行选择，以支持5G无线电和小型基站、配电基础设施、分布式天线系统（DAS）、无源光纤网络（PON）和使用PoE交换机的系统等关键任务系统。
了解关于4类电路及其工作原理的更多信息。
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关于作者
Ron Tellas是射频设计和电磁传播领域的主题专家，于2016年加入Belden，帮助确定智能建筑的技术和应用路线图。现在，他利用这些经验将系统、设备和连接整合到网络解决方案中。Ron代表Belden参加了多个标准组织、国家电气规范委员会，并担任FMP联盟的董事会成员。他拥有电气工程硕士和学士学位、工商管理硕士学位，而且是17项美国专利的发明者。Ron因其对电信行业的杰出而有影响力的贡献而荣获2024年度Harry J. Pfister大奖。