門禁電源與後備電池應如何計算?
門禁系統的電源供應器與後備電池常被低估:鎖體瞬間啟動電流、讀卡器待機電流、電線壓降與後備時間要求,全部影響供電計算。本文說明如何逐項統計負載、計算後備電池容量,以及香港安裝門禁時常見的斷電處理安排。
為什麼供電計算很重要
門禁系統的穩定性,往往取決於供電而非讀卡器或控制器。鎖體動作需要足夠電壓與電流,電線過幼或電源容量不足,會令鎖體動作無力、讀卡器讀卡不穩定、控制器間歇性重啟,甚至令逃生通道鎖體在關鍵時刻無法釋放。
供電計算有兩個獨立的部分:一是電源供應器(Power Supply)的功率要覆蓋全部設備的總負載,二是後備電池(Backup Battery)的容量要覆蓋停電期間的耗電量與所需後備時間。前者以瓦數(W)或安培(A)衡量,後者以安培時(Ah)衡量,兩者不可混為一談。
門禁電源供應器的角色,是提供乾淨、穩定的直流電給鎖體與控制器。一般門禁設備以直流電運作,電源供應器把交流電整流降壓後輸出,香港常用的輸出電壓為 12V 或 24V。斷電時,電源供應器自動切換到後備電池供電,確保門禁在停電期間仍能運作。有關不同供電方式的特性,可參閱本網站電源供應器專頁與不間斷電源專頁。
負載統計:逐項計算總耗電量
計算電源供應器功率的第一步,是列出系統內所有設備及其耗電量。每個設備的說明書都會標示工作電壓與電流(或功率),把它們加總即為系統總負載。
- 鎖體電流——電鎖的額定工作電流以安培(A)標示,例如一支磁力鎖約 0.5 至 0.6 安培,電插鎖視乎型號約 0.3 至 1 安培。多支鎖要逐一加總,並注意鎖體啟動瞬間的浪湧電流可能高於額定值。
- 控制器與讀卡器電流——門禁控制器主機板、讀卡器與其他周邊設備各有待機與工作電流,說明書一般標示最大電流,按最大值加總以預留餘量。
- 其他設備——開門按鈕、門磁感應器、緊急破玻璃掣、電鎖釋放繼電器等,雖然耗電極小,但接在電源供應器上的都要計入。
- 合計並預留餘量——把以上電流加總後,再乘 1.25 至 1.5 的餘量係數,作為電源供應器的額定容量。例如總負載 2 安培,電源供應器至少選 2.5 至 3 安培,避免長時間滿載發熱。
計算時要留意控制器與鎖體可能使用不同電壓:部分控制器為 12V,鎖體為 24V,需要獨立電源輸出或分開的電源供應器。混合電壓系統應先分組計算,再決定電源配置。
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壓降與電線粗幼的考慮
電源計算的另一半是「電送不送到」。電線本身有電阻,電流流過時會產生壓降,線路愈長、電線愈幼,壓降愈大,鎖體端的實際電壓愈低。
壓降的影響在鎖體上最明顯:電壓不足時鎖體吸力下降、動作遲緩或乾脆不動作。門禁鎖體一般要求供電電壓在額定值的一定範圍內(例如 12V 系統容許 10% 左右的偏差),超出範圍即屬供電不足。常見的解決方法是縮短線路、改用較粗的電線(AWG 數字愈小愈粗),或提高電源供應器輸出電壓以抵銷壓降。
香港工廈與商場的門禁安裝距離差異很大,同一套系統內鎖體線路可能長達數十米。安裝前應按線路長度與負載電流計算壓降,決定電線粗幼,而不是沿用慣常的幼電線。詳細的距離與線徑考慮,可參閱本網站門禁安裝距離專頁與電線粗幼專頁。
另外,鎖體線路與訊號線應分開敷設,避免交流電源線與訊號線平行走線引起干擾。電源線宜使用適合牆內敷設的導管或線槽,並按當地電力法例由持牌電工執行。香港對固定電力裝置的安裝有明確要求,相關電線敷設規範可參閱建築物條例下的電力規格指引。
後備電池容量計算
後備電池的作用,是讓門禁系統在停電時繼續運作。計算方法是把總負載電流乘以所需後備時間,再按電池特性與老化預留餘量。
| 項目 | 計算或考慮 |
| 總負載電流 | 鎖體、控制器與讀卡器在停電期間的實際電流總和(安培) |
| 所需後備時間 | 視乎用途,例如 4 小時、8 小時或更長 |
| 基本容量 | 總負載電流 × 後備時間 = 安培時(Ah) |
| 老化與低溫餘量 | 鉛酸電池可用容量隨老化與溫度下降,一般預留 20% 至 30% 餘量 |
| 電池類型 | 密封鉛酸(VRLA)電池最常見,鋰電池按型號與環境要求選擇 |
舉例:系統總負載 2 安培,需要 4 小時後備,基本容量為 8 安培時,考慮老化餘量後應選 10 安培時或以上的電池。實際選擇還要考慮電池體積與機箱空間,以及電源供應器的充電能力——電池容量太大,電源供應器無法在合理時間內充滿,反而縮短電池壽命。
後備電池的正確保養同樣重要:鉛酸電池一般建議每三至五年更換,並定期測試放電能力。停電演習或測試後要讓電源供應器有充足時間回充電池。電池應安裝於通風良好、溫度穩定的位置,避免高溫環境加速老化。有關電池類型與安全注意事項,可參閱本網站電池專頁。
香港實際情況與設計常見做法
香港的門禁系統安裝,供電與後備安排要配合本地環境與法例要求,實務上有幾點常見做法。
後備時間按大廈性質決定
住宅大廈與商場一般要求停電後至少運作數小時,確保升降機恢復前門禁可用;保安較嚴的機構或機房,後備時間會設計得更長,甚至配置獨立不間斷電源。實際要求應與管理處或消防顧問確認。
逃生通道鎖體優先供電
逃生通道電鎖的斷電釋放不依賴電力,停電反而自動開鎖,與後備供電無衝突;但要確保緊急開門裝置與火警聯動線路不受停電影響,並定期測試。
電力工程由持牌電工執行
門禁電源供應器需接駁固定電力裝置,按香港電力條例應由註冊電業承辦商與持牌電工執行,並保留完工測試記錄。管理處驗收時應核對電源容量與後備時間是否符合設計。
電池與電源供應器集中安裝
電源供應器與電池一般安裝於電源箱或電櫃內,集中管理方便測試與更換;多套系統共用電源時,電源箱容量要一併計算。
香港天氣炎熱,部分機房或電箱溫度偏高,會加快電池老化。安裝位置應避免陽光直射與通風不良的角落,並把電池更換周期納入保養計劃,停電時才發現電池失效,門禁系統會在停電期間完全停擺。