技術(shù)文檔

綜合布線防雷

2012-01-03

 隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及越來越多的辦公大樓、寫字樓、醫(yī)院、銀行、賓館等建筑離不開綜合布線系統(tǒng)。配置綜合布線系統(tǒng),猶如為建筑物建立了一個(gè)高速,大容量的信息傳送平臺(tái),為建筑智能化提供了快速的信息通道。

  我國每年因雷擊破壞建筑物內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的事件時(shí)有發(fā)生,所造成的損失是非常巨大的。因此綜合布線系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)就顯得尤其重要。

  我們知道雷電入侵電器設(shè)備的形式有兩種:直擊雷和感應(yīng)雷。雷電直接擊中線路并經(jīng)過電器設(shè)備入地的雷擊過電流稱為直擊雷;由雷閃電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁場(chǎng)變化與導(dǎo)體感應(yīng)出的過電壓,過電流形成的雷擊稱為感應(yīng)雷。

  目前,在智能大樓防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,是執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057- 94,設(shè)計(jì)由避雷網(wǎng)(帶),避雷針或混合組成的接閃器,立柱基礎(chǔ)的鋼筋網(wǎng)與鋼屋架,屋面板鋼筋等構(gòu)成一個(gè)整體,避雷網(wǎng)通過全部立柱基礎(chǔ)的鋼筋作為接地體,將強(qiáng)大的雷電流入大地。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安置在建筑物內(nèi),受建筑物防雷系統(tǒng)保護(hù),直擊雷擊中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可能性非常小,計(jì)算機(jī)設(shè)備抗直擊雷能力很低,防護(hù)設(shè)備非常昂貴,通常不必安裝防護(hù)直擊雷的設(shè)備,而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須防感應(yīng)雷。

  感應(yīng)雷可由靜電感應(yīng)產(chǎn)生,也可由電磁感應(yīng)產(chǎn)生,形成感應(yīng)雷電壓的機(jī)率很高,對(duì)建筑物內(nèi)的低壓電子設(shè)備威脅巨大,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及電話程控交換機(jī)的防雷工作重點(diǎn)是防止感應(yīng)雷入侵。入侵計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的雷電過電壓過電流主要有以下三個(gè)途徑:

  1.由交流電220V電源供電線路入侵

  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電源由電力線路輸入室內(nèi),電力線路可能遭受直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷擊中高壓電力線路,經(jīng)過變壓器耦合到220伏低壓,入侵計(jì)算機(jī)供電設(shè)備;另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應(yīng)雷過電壓。在220伏電源線上出現(xiàn)的雷電過電壓平均可達(dá)10000伏,對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可造成毀滅性打擊。

  2.由計(jì)算機(jī)通信線路入侵

  可分為三種情況:(1)當(dāng)?shù)孛嫱怀鑫镌庵睋衾状驌魰r(shí),強(qiáng)雷電壓將鄰近土壤擊穿,雷電流直接入侵到電纜外皮,進(jìn)而擊穿外皮,使高壓入侵線路。(2)雷云對(duì)地面放電時(shí),在線路上感應(yīng)出上千伏的過電壓,擊壞與線路相連的電器設(shè)備,通過設(shè)備連線侵入通信線路。這種入侵沿通信線路傳播,涉及面廣,危害范圍大。(3)若通過一條多芯電纜連接不同來源的導(dǎo)線或者多條電纜平行鋪設(shè)時(shí),當(dāng)某一導(dǎo)線被雷電擊中時(shí),會(huì)在相鄰的導(dǎo)線感應(yīng)出過電壓,擊壞低壓電子設(shè)備。

  3.地電位反擊電壓通過接地體入侵

  雷擊時(shí)強(qiáng)大的雷電流經(jīng)過引下線和接地體泄入大地,在接地體附近放射型的電位分布,若有連接電子設(shè)備的其他接地體靠近時(shí),即產(chǎn)生高壓地電位反擊,入侵電壓可高達(dá)數(shù)萬伏。建筑物防直擊雷的避雷引入了強(qiáng)大的雷電流通過引下線入地,在附近空間產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)變化,會(huì)在相鄰的導(dǎo)線(包括電源線和信號(hào)線)上感應(yīng)擊雷電過電壓,因此建筑物避雷系統(tǒng)不但不能保護(hù)計(jì)算機(jī),反而可能引入了雷電。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等設(shè)備的集成電線芯片耐壓能力很弱,通常在 100伏以下,因此必須建立多層次的計(jì)算機(jī)防雷系統(tǒng),層層防護(hù),確保計(jì)算機(jī)特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。

  在防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,目前通常作法是下面兩點(diǎn)

  1.建立聯(lián)合接地系統(tǒng),形成等電位防雷體系

  將建筑物的基礎(chǔ)鋼筋,梁柱鋼筋,金屬框架,建筑物防雷引下線等連接起來,形成閉合良好接地的法拉第籠,將建筑物各部分的交流工作地,安全保護(hù)地,直流工作地,防雷接地與建筑物法拉第籠良好連接,避免接地線之間存在電位差,消除感應(yīng)過電壓產(chǎn)生的原因。

  2.電源系統(tǒng)防雷

  在高壓端各相安裝防雷裝置作為第一級(jí)保護(hù),在低壓側(cè)安裝閥門式防雷裝置作為第二級(jí)保護(hù),在樓層配電箱安裝電源避雷箱作為第三級(jí)保護(hù)。

  還應(yīng)設(shè)計(jì)綜合布線系統(tǒng)防雷

  綜合布線系統(tǒng)包括六個(gè)子系統(tǒng):工作區(qū)子系統(tǒng),水平支干線子系統(tǒng),管理子系統(tǒng),垂直主干子系統(tǒng),設(shè)備子系統(tǒng)和建筑群主干子系統(tǒng)。

 1.工作區(qū)子系統(tǒng)

  它就是工作區(qū)(各個(gè)辦公室)內(nèi)終端設(shè)備連接到信息插座之間的設(shè)備組成。每個(gè)五類數(shù)據(jù)點(diǎn)含一個(gè)RJ45插座,三類語音點(diǎn)含一個(gè)RJ45插座。連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)點(diǎn),在管理子系統(tǒng)中已經(jīng)采取了保護(hù)措施,一般不需要加裝防雷設(shè)施;若需要利用調(diào)制解調(diào)器通過語音點(diǎn)連接計(jì)算機(jī),由于語音線路與外線連接,有必要安裝信號(hào)避雷器,作為末級(jí)防雷措施。

  2.水平子系統(tǒng)

  它是布置在同一樓層上,一端接在信息插座上,另一端接在層配線間的跳線架上,連接管理子系統(tǒng)至工作區(qū)的電纜,要求鋪設(shè)在金屬橋架或金屬線管內(nèi)。與聯(lián)合接地系統(tǒng)相連的金屬橋架和金屬管線充當(dāng)了屏蔽層,兩端或連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或連接到垂直干線,不必再加裝防雷設(shè)施。

  3.管理區(qū)子系統(tǒng)

  放置電信布線系統(tǒng)設(shè)備,包括水平和主干布線系統(tǒng)的機(jī)械終端和交換線路,管理區(qū)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)部分安裝在一個(gè)19英寸的機(jī)柜中,材料包括五類配線架,光纖配線架,繞線環(huán),標(biāo)簽等,采用雙絞線作為垂直主干線,需要在機(jī)柜中安裝計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷器,作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二級(jí)防雷措施,防護(hù)由于引下線泄放雷電流而形成的電磁場(chǎng)突變產(chǎn)生的感應(yīng)雷;語音部分采用BLX安裝架固定在墻面,罩上防塵蓋,材料包括25對(duì)接線板,繞線環(huán)和標(biāo)簽等,管理區(qū)子系統(tǒng)需要裝信號(hào)避雷器,作為通信線路第二級(jí)防雷措施。

  4.垂直干線子系統(tǒng)

  通常它是由主設(shè)備間(如計(jì)算機(jī)房,程控交換機(jī)房)至各層管理間,采用大對(duì)數(shù)的電纜饋線或光纜,兩端分別端接在設(shè)備間和管理間的跳線架上,為建筑物提供干線電纜路由。

  語音主干線按照程控交換機(jī)和電信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和做法,采用三類非屏蔽大對(duì)數(shù)雙絞電纜,已在管理區(qū)子系統(tǒng)安裝了信號(hào)避雷器,一般不需要再裝防雷設(shè)備。

  數(shù)據(jù)傳輸主干線采用大對(duì)數(shù)雙絞電纜,已在管理區(qū)子系統(tǒng)安裝了信號(hào)避雷器,一般不需要再安裝防雷設(shè)備。

  采用光纖作為數(shù)據(jù)傳輸主干線,可滿足FDDI,ATM,快速以太網(wǎng),光纖以太網(wǎng)的傳輸要求,用光纖作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主干線絕對(duì)避免了由于引下線泄放雷電流而形成的電磁場(chǎng)突變產(chǎn)生的感應(yīng)雷,是最好的防雷措施。

  5.設(shè)備間子系統(tǒng)

  它是整個(gè)布線系統(tǒng)的中心、單元,所有樓層的資料都由光纖和電纜傳送至此。通常此系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)主機(jī)房,程控交換機(jī)房?jī)?nèi)。通常分為語音管理和數(shù)據(jù)管理兩部分。

  語音設(shè)備管理區(qū)子系統(tǒng),連接大樓外各種線路,主要處理電話,X25,DDN進(jìn)線等,經(jīng)與垂直干線子系統(tǒng)跳接后,連通各語音管理子系統(tǒng)。安裝通信避雷柜(保安配線柜),連接進(jìn)出大樓的通信線路,覆蓋了進(jìn)出大樓所有通信線,大對(duì)數(shù)通信電纜必須埋地鋪設(shè),防護(hù)由于進(jìn)出、大樓的通信線路引入的感應(yīng)雷。

  數(shù)據(jù)設(shè)備管理子系統(tǒng),與大樓計(jì)算機(jī)房在同層,方便操作和管理,是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心,采用光纖作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主干線,絕對(duì)避免了雷電影響 ,是最好的防雷措施;若采用大對(duì)數(shù)雙絞電纜作為數(shù)據(jù)傳輸主干纜,需要在機(jī)柜中安裝計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷器,作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第一級(jí)防雷措施。

  6.建筑群子系統(tǒng)

  它是將多個(gè)建筑物的數(shù)據(jù)通信信號(hào)連接成一體的布線系統(tǒng)。采用光纖作為建筑物間網(wǎng)絡(luò)連接介質(zhì),不需要安裝避雷器,甚至可以架空鋪設(shè),若采用電纜,必須埋地鋪設(shè)。進(jìn)入建筑物內(nèi)鋪設(shè)時(shí),電纜必須單獨(dú)敷設(shè)在弱電金屬橋架或弱電金屬管線內(nèi),金屬橋架和金屬管線與聯(lián)合接地系統(tǒng)良好相連,充當(dāng)導(dǎo)線的屏蔽層,不能共用強(qiáng)電金屬橋架或強(qiáng)電金屬管線。強(qiáng)電金屬橋架及金屬管線與弱電金屬橋架及管線平行敷設(shè)時(shí),凈距離不小于20厘米。

  進(jìn)出建筑物的通信線,不能通過架空線進(jìn)出大樓,必須通過埋地敷設(shè),并且需要加裝金屬護(hù)套或屏蔽層。

  隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)用的普及,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷系統(tǒng)是保證建筑物(特別是高層建筑物)內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基本措施,在建筑物設(shè)計(jì)施工特別是綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工時(shí),應(yīng)得到高度重視。