综合布线电气防护

1、综合布线电气防护 教学要求： 本章的主要学习目是掌握综合 布线系统的电源设计、UPS知识、防护 系统的设计和接地系统的设计，了解 电气方面的一些常识。 综合布线电气防护 综合布线系统工程除网络系统本身设计外，尚有 其它部分设计，它们都是工程设计的组成都分。 其中包括电源设计，根据综合布线系统设计的要 求，要对配电模式、不间断电源、接地和信号线 防扰等问题进行设计，从而优化布置和配线，保 障了供电可靠、用电安全和各种信号线传输质量， 消除了失电、漏电、交扰及火灾隐患。 6.1系统的电源设计 综合布线电气防护 在智能化建筑中，综合布线系统与程控用户电话交换机和计算机主机 等机房的供电方式应统一进行

2、设计，以便节省设备和投资，有利于维护管 理。在具体设计时主要有下面几种供配电方式。 1)当建筑物是一类供电单位，且供电十分可靠、周围环境较好、没有 电磁干扰时，可考虑采用直接供电方式，这样能减少设备数量、节省工程 投资。在其它情况下不宜用直接供电方式。因为目前我国某些地区电网运 行不太稳定，而建筑周围的客观环境千差万别，所以在使用中要区别对待 。 2)采用电源由市电供电加备用发电机的运行方式，以保障电源可靠性 的要求；系统中同时考虑采用UPS不间断电源，最大限度满足机房计算机 设备对供电电源质量的要求。市电电源供电与备用发电机供电在机房配电 室进行切换，再经过UPS不间断电源对计算机设备供电。

3、 3)在综合布线系统中较为常用的是直接供电和UPS相结合的方式。即由 市电直接供给设备间和机房内的辅助设备，程控用户电话交换机和计算机 主机及网络系统的互连设备均由UPS供电。这样做是为了防止设备间或机 房内一些辅助设备产生电磁干扰，影响程控用户电话交换机和计算机主机 及其网络系统的信息传输质量。这种供配电方式不仅可减少系统之间的互 相干扰，也有利于维护检修。 综合布线电气防护 电 压 容 量 功 率 电压电压 输入输入输出输出输入输入( (三相三相) )输出输出 220V220V380V220V 2KVA2.12 3KVA32.5 5KVA5.53.5 8KVA85.555.5 10KVA1

4、4868 15KVA2214 10 14 20KVA38302530 30KVA60383538 图6-1 配线选择 综合布线电气防护 UPS系统的设计 建筑智能化系统的有效工作依赖于正常供电，要保证机房 不停电的解决办法通常有两种，一是在前端交流电源引入两路 市电，有条件时可加设发电机，成为多路供电，提高供电可靠 性；另外一种是在机房里设不间断电源UPS，附设一定的直流电 池组作为后备电源。 UPS(UninterruptiblePowerSystem)，即不间断电源，它是一 种含有储能装置、以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频的电 源设备，是一种集电力技术、控制技术和信号检测及通讯技术 于一

5、身的高科技电源设备，是通信设备、计算机系统、计算机 网络系统或其它电力电子设备等不得断电的系统不可缺少的外 围设备，它的作用是在外界中断供电的情况下，及时给计算机 等设备供电，以免影响通信的中断、重要数据的丢失和硬件的 损坏。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用 ，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池 充电；当市电中断时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变 转换的方法向负载继续供电，使负载维持正常工作并保护负载 软、硬件不受损坏。 6.1.2 综合布线电气防护 一、一、UPSUPS分类分类 1)UPS的发展经历了两个阶段：旋转式UPS和静态变换 式UPS。旋转

6、式UPS系统庞大，操作不便，而且效率低，噪 声大，电力品质不高。随着电脑网络、医疗器械和精密仪 器的不断涌现和大量使用，旋转式UPS已难以满足要求。 随着电力电子技术的发展，静态变换式UPS应运而生了， 这是我们目前常见的UPS类型。从技术上讲，静态式UPS分 为三类：后备式、在线互动式和在线式。 2)从备用时间上UPS分为标准型和长效型两种。标准型 机内带有电池组，在停电后可以维持较短时间的供电；长 效型机内不带电池，但增加了充电器，用户可以根据自身 需要配接多组电池以延长供电时间，厂商在设计时会加大 充电器容量或加装并联的充电器。 综合布线电气防护 3)UPS的供电方式分为集中供电方式和分

7、散供电方式两种，集中供电方 式是指由一台UPS向整个线路中各个负载装置集中供电；分散供电方式是指 用多台UPS对多路负载装置分散供电。 4)UPS系统的的工作模式有正常供电、电池供电、自动旁路和手动旁路 四种： 正常供电模式是市电经整流器转换成平稳的直流电向逆变器和电池供 电，通过逆变器将直流电转换成纯净的交流电并与市电输入锁相同步供给 负载。 电池供电模式是当市电故障，停电或市电电压、频率超出UPS允许范围 时，逆变器继续向关键负载供电，没有任何切换，只是由电池提供直流电 力。由于电池“挂”在系统直流母线上，因而市电中断或恢复时UPS的输出 ，对负载没有任何影响。 自动旁路模式是如果由于过载

8、、使用环境过温、负载故障或UPS内部故 障，使UPS不能正常工作时，UPS静态旁路开关将自动地把负载切换到市电 旁路，当故障消失后，UPS自动转回正常逆变供电方式，无论从逆变供电转 至自动旁路或逆向过程，都是自动无间断进行，因而UPS输出对负载没有影 响。 手动旁路模式是在维修、维护或其它特殊情况下，可通过旋钮操作， 将转为旁路供电模式，由于转换过程采用先通后断方式，因而转换过程也 无间断。 综合布线电气防护 二、UPS作用： 市电系统作为公共电网，上面连接了成千上万各种各样的负载，其中有一些 较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能，还会反过来对电网 本身造成影响，恶化电网或局部

9、电网的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率 漂移。另外意外的自然和人为事故，如地震、雷击、输变电系统断路或短路，都 会危害电力的正常供应，从而影响负载的正常工作。UPS的作用就是为了解决和 避免这些问题： 1)为各类用电设备提供后备电源，以防止突然断电给局域网造成损害，影响 正常运行，可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急 存盘，避免数据丢失。 2)可以消除供电系统中产生的诸如电涌(powersurges)、高压尖脉冲 (highvoltagespikes)、暂态过电压tchingtransients)、电压下陷(powersags) 、电线噪声(electricalli

10、nenoise)、频率偏移(frequencyvariation)、持续低 电压(brownout)、市电中断(powerfai1)、波形断续、电源波动、交换瞬变等现 象，改善电源质量，使局域网中各类设备的电子元部件避免受到破坏性损害。 3)UPS还可以抑制电网中其它用电设备产生的诸如高频信号等杂波，消除因杂 波造成数据传输失效等故障，以提高网络的可靠性。 4)为计算机及其它设备提供电压稳定、波形纯正的电力供给，保证计算机及 网络系统的正常工作和数据不受干扰。 综合布线电气防护 三、UPS工作原理 UPS电源系统主要分两大部分：主机和储能电池。额定输 出功率的大小取决于主机部分，并与负载属于那

11、种性质有关 ，通常负载功率应满足UPS电源70的额定功率。储能电池 容量的选取当负载功率确定后主要取决与其后备时间的长短 ，主要由备用电源的接入时间来定。UPS按其工作方式分为 离线式、在线式和线上互动式三类。下面我们分别介绍三种 UPS的工作原理： 综合布线电气防护 1)离线式(OffLine)UPS 离线式UPS平时处于蓄电池充电状态，在停电时逆变器紧 急切换到工作状态，将电池提供的直流电转变为稳定的交 流电输出，因此离线式UPS也被称为后备式UPS。然而这种 UPS存在一个切换时间问题，因此不太适合用在关键性的供 电不能中断的场所。但实际上这个切换时间很短，一般介 于2至10毫秒，而计算

12、机本身的交换式电源供应器在断电时 应可维持10毫秒左右，所以个人计算机系统一般不会因为 这个切换时间而出现问题。后备式UPS电源在市电正常供电 时，市电通过交流旁路通道直接向负载供电，此时主机上 的逆变器不工作，只是在市电停电时，才由蓄电池供电， 经逆变器驱动负载。因此它对市电品质基本没有改变。 当市电正供电常时，离线式UPS对市电没有任何处理而 直接输出至负载，因此对市电噪音以及浪涌的抑制能力较 差，存在转换时间，保护性能最差等缺点；但具有结构简 单、体积小、重量轻、控制容易、成本低等优点。 综合布线电气防护 2、在线式(Online)UPS 在线式UPS则一直使其逆变器处于工作状态，它首先

13、通 过电路将外部交流电转变为直流电，再通过高质量的逆变器 将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给计算机。在线 式UPS在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰；在 停电时则使用备用蓄电池组给逆变器供电。由于逆变器一直 在工作，因此不存在切换时间问题，适用于对电源有严格要 求的场合；一旦市电中断，立即改为蓄电池逆变器对负载供 电；因此，在线式UPS电源输出的是与市电网完全隔离的纯 净的正弦波电源，大大改善了供电的品质，保护了负载安全 、有效的工作。 在线式UPS输出的电力经过UPS的处理，输出电源品质 最高，无转换时间，保护性能最好，对市电噪音以及浪涌的 抑制能力最强等优点；但也有结构复杂，

14、成本较高的缺点。 综合布线电气防护 3、在线交互式(Lineinteractive)UPS 这是一种智能化的UPS，可自动侦测外部输入电压是否 处于正常范围之内，如有偏差可由稳压电路升压或降压， 提供比较稳定的正弦波输出电压。而且它与计算机之间可 以通过数据接口进行数据通讯，通过监控软件，用户可直 接从电脑屏幕上监控电源及UPS状况，当市电中断或电池供 电终止时可以自动进行文档储存、关闭系统以及关闭UPS等 功能，简化、方便管理工作，并可提高计算机系统的可靠 性。 同离线式UPS相比，在线互动式UPS的保护功能较强， 逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波，而其最大的优 点是具有较强的软件功能，

15、可以方便地上网，进行UPS的 远程控制和智能化管理。在线交互式UPS具双向性转换器 设计，UPS电池回充时间较短，存在转换时间；但控制结 构复杂，成本较高，保护性能介于在线式与离线式UPS之 间，对市电噪音和浪涌的抑制能力较差。 综合布线电气防护 四、UPS额定输出容量的选择 1)目前市场上销售的UPS多以VA作为容量单位。(V是电压，A是电流 ，VA就等于功率，即不间断电源的容量)要选择UPS首先计算前端 的负载功率，为确保UPS的系统高效率和尽可能地延长UPS的使用寿 命，一般负载功率应满足UPS额定功率的70-80%。 一般电器负载都有其额定功率或额定电流及功率因数等参数， 但由于不同类

16、型的负载差异较大，故总功率不能简单的相加而应该 求其向量和。在一般情况下用户负载大多为计算机设备，因此可以 将各个负载的额定功率累加求出总功率，而个别其它类型的负载如 打印机等，可以按起动电流大小将其额定功率乘以一个系数再计算 进去。根据负载总容量，UPS容量一般可以按以下公式选择： UPS容量负载总容量0.8 即负载总容量应为UPS额定容量的80%以下。之所以选择80%， 主要考虑到负载起动时的冲击电流以及用户今后扩容的需要。例如 我们前端，需要不间断供电的设备有卫星接收机、交换设备、路由 设备、调制器、服务器以及个人电脑等，统计总功率为4500VA，因 此我们选择450080%5625VA

17、，所以须选择6000W的在线式容量 主机。 综合布线电气防护 2)根据蓄电池的基本参数电压、容量，我们可以计 算出蓄电池的工作时间： 蓄电池组容量电压/主机额定功率0.8(功率因 数)=满载时蓄电池工作时间 例如我们的UPS系统，主机额定工作功率6000W，3个 电池柜共30块铅酸蓄电池，每块电压12V，容量100AH 。 电池组电压=12V10=120V 电池组容量=100AH3=300AH 该 系 统 满 载 时 蓄 电 池 工 作 时 间 为 ： 300AH120V/(6000W0.8)=7.5小时 说明该系统在断电时蓄电池至少可以工作7.4小时。 以实际负载功率计算：300AH120V

18、/4500W=8小时. 综合布线电气防护 五、蓄电池的使用与维护 1)蓄电池的类型及其优缺点 蓄电池是UPS系统中的一个重要组成部分，它的优劣直接关 系到整个UPS系统的可靠程度，然而蓄电池却又是整个UPS系 统中平均无故障时间(MTBF)最短的一种器件。如果用户能够 正确使用和维护，就能够延长其使用寿命，反之其使用寿命 会显著缩短。蓄电池的种类一般分为铅酸电池、铅酸免维护 电池及镍镉电池等。 综合布线电气防护 种类概述优缺点 铅酸 电池 1.一般型电池，也称为汽车 用电池 2.需加水维护 3.期望寿命1-3年 1.充放电时会产生氢气，安置地点须设置 排风管以免造成危险 2.电解液呈酸性，会腐

19、蚀金属 3.需经常加水维护 4.价格低廉 铅酸 免维 护电 池 1.新型电池 2.无需加水 3.期望寿命一般为5-7年 1.密封式，充电时不会产生任何有害气体 2.摆设容易，不需考虑安置地点通风问题 3.免保养，免维护 4.放电率高，特性稳定 5.价格较高 镍镉 电池 1.高级电池，用于特殊场合 及特殊设备上 2.需加水 3.期望寿命20-40年 1.水为介质，充放电不会产生有害气体 2.失水率低，但需要固定时间加水及保养 3.放电特性最佳 4.可放置于任何恶劣环境 5.价格极高 综合布线电气防护 六、UPS的选用及使用维护注意事项 在购买UPS电源时，应主要考虑它的性能参数，市电电 压输入范

20、围宽，则表明对市电的利用能力强。输出电压 、频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。 波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性，而电压稳 定度则说明当UPS突然由零负载加到满负载时，输出电 压的稳定性。还有UPS效率、功率因数、转换时间等都 是表征UPS性能的重要参数，决定了对负载的保护能力 和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强。UPS 不间断电源的电力来源是其所配的化学电源，所以UPS 不间断电源工作的质量高低主要依赖其化学电源的性能 ，以及正确使用和精心维护。 综合布线电气防护 1)UPS不间断电源在功率选配上要有适当的余量，充分考虑 功率因素，所有用电设备的功率之和不得超过UP

21、S电源功率的 80%。 2)UPS不间断电源应避免频繁地开机、关机，最好长时间地 处于开机状态。负载开机时应逐一进行，最好不要同时开机。 3)新购的UPS在使用前要对电池进行补充电，因为UPS在销售 过程中电池在不断地自放电，其容量有很大一部分被消耗了， 如果不及时进行补充电，不仅会影响正常的使用，还会缩短电 池的使用寿命。电池补充电的方法是：将电池串联起来，根据 电池使用说明书提供的具体方法进行充电。一般是采用恒压充 电，每只电池控制电压为2.302.35V，以免烧坏电池，充电 电流连续3小时不变即为充足，可以投入使用，充电持续时间 应在1224小时。 4)如果市电一直处于正常的供电之中，U

22、PS不间断电源就没 有工作的机会，其电池就有可能长时间浮充而损坏，所以如长 时间不用的UPS要定时进行人为的强制工作，这样不但可以活 化电池，还可以检验UPS不间断电源是否处于正常状态，并可 以使操作人员熟悉UPS电源供电系统的使用。 在购买、使用中应注意以下几个问题： 综合布线电气防护 5)UPS在使用后要立即进行恢复充电，即使电池恢复到正 常状态。充电方法是：恒定电压为2.352.40V，一般情 况下在25的环境下，全放电态的电池充足需要1824小 时。如果到时还未将电充足，可适当增加时间，直到电流 持续不变。 6)如果UPS电源的电池为非免维护式电池，还要经常检查 溶液的比重及电液量，及

23、时补加电解液或蒸馏水。 7)UPS电源在使用中，每月要检查一次浮充电压，单只电 池的浮充电压低于2.20V时，则应对整组电池进行均衡充 电。 8)如果用户自行配置长延时电池组时，外配的充电器应 同时具有恒压和恒流功能，不应选用只有恒压功能的充电 器，以免影响电池的使用寿命。 综合布线电气防护 9)外接电池组至UPS的距离应尽量短，导线的面积应尽量大， 以增大导电量，减小线路上的电能损耗，特别是在大电流工作 时，电路上的损耗是不可忽视的。 10)要经常用柔软的抹布擦拭电池，以保持电池表面清洁卫 生，防治灰尘通过电池的缝隙进入电池的电解液中污染电液， 使电池的性能恶化。 11)不能把不同容量、不同

24、厂家、不同性能的电池串联在一 起，否则会影响整组蓄电池的性能。 12)将计算机系统及其外部设备连接到UPS上，再将UPS与市 电相连，当市电中断时，UPS便发出告警声，此时用户应迅速 存盘。 13)选用合适的电源监控软件。 14)在电脑系统中为了确保计算机系统稳定可靠的工作，防 止寄生电容藕合干扰，保护设备及人身安全，因此必须有良好 的接地系统。在接地系统中以接地电阻来表示接地好坏，一般 接地电阻应小于5。 综合布线电气防护 网络配电系统的示例 计算机机房的用电负荷等级及供电要求应按现行国家标准供 配电系统设计规范的规定执行。中心机房要采取专用低压馈 电线路供电，为了便于维护管理和安全运行，机

25、房内一般设置 专用动力配电柜。 机房配电系统应按计算机设备、空调系统、其它系统分别专线 供电，机房内空调系统及其它负荷不得由主机电源和不间断电 源供电，但应受主机房内电源切断开关的控制，各分线供电电 路应安装无熔断自动跳闸开关且容量应大于各分支电路无熔断 开关全部容量之和，对于主机、磁盘机、磁带机等主要设备应 使用单独的分线开关及插座，有条件的主机房宜设置专用动力 配电箱。 主机房内活动地板下部的低压配电线路宜采用铜芯屏蔽导线或 铜芯屏蔽电缆，电源线应尽可能的远离计算机信号线，并避免 并排敷设，当不能避免时应采用相应的屏蔽措施。 6.1.3 综合布线电气防护 计算机机房负载分为主设备负载和辅助

26、设备负载。主设备负载指 计算机及网络系统、计算机外部设备及机房监控系统，这部分供配 电系统称为设备供配电系统，其供电质量要求非常高，应采用UPS 不间断电源供电来保证供电的稳定性和可靠性。辅助设备负载指空 调设备、动力设备、照明设备、测试设备等，其供配电系统称为辅 助供配电系统，其供电由市电直接供电。 机房内的电气施工应选择优质电缆、线槽和插座。插座应分为市 电、UPS及主要设备专用的防水插座，并注明易区分的标志。照明应 选择机房专用的无眩光高级灯具。 机房供配电系统是机房安全运行动力保证，机房往往采用机房专 用配电柜来规范机房供配电系统，保证机房供配电系统的安全、合 理。 机房一般采用市电、

27、发电机双回路供电，发电机作为主要的后备 动力电源，运行成本较低。 电源进线采用电缆或封闭母线，双路切换柜、馈线柜并排安装于 配电室。配电系统采用集中控制，以便于管理计算机设备用电。 综合布线电气防护 机房计算机设备包括计算机主机、服务器、网络设备、通讯设 备等，由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递，关系重大， 所以对电源的质量与可靠性的要求最高。设计中采用电源由市电供 电加备用供电这种运行方式，以保障电源可靠性的要求；系统中同 时考虑采用UPS不间断电源，最大限度满足机房计算机设备对供电电 源质量的要求。市电供电与备用供电电源引自两个不同的电源点， 在机房配电室进行切换，再经过UPS不间断

28、电源对计算机设备供电。 机房辅助动力设备包括机房专用精密空调系统，机房新风系统 及排风系统等。由于机房辅助动力设备直接关系到计算机设备、网 络设备，通讯设备以及机房其他用电设备和工作人员正常工作和人 身安全，所以要求配电系统安全可靠，因此该配电系统按照一级负 荷考虑进行设计。 综合布线电气防护 6.26.2防护系统的设计防护系统的设计 综合布线系统采用防护措施的目的主要是防止外来 电磁干扰和向外产生的电磁辐射。外来电磁干扰直接影响 综合布线系统的正常运行，向外产生的电磁辐射则是综合 布线系统传递信息时产生泄漏的主要原因。为此我们在综 合布线系统工程设计和施工时必须根据智能化建筑所在环 境的具体

29、情况和建设单位的要求，认真调查研究，选用合 适的防护措施。防护设计是综合布线系统工程设计的组成 部分，主要包括各种缆线及布线部件的选用和接地系统设 计两部分。 综合布线电气防护 6.2.1 电磁屏蔽保护 现代化的电子系统其本身就是强烈的电磁干扰源，主要通过辐射方式干扰该 频段内的通信设备，长期处于电磁辐射干扰情况下，设备寿命被大大缩短、信 号传输失真甚至中断。干扰主要有脉冲放电、工频交变电磁场和射频电磁辐射 几种情况。脉冲放电如切断大电流电路时产生的火花放电，其瞬时电流变化率 很大，会产生很强的电磁干扰；工频交变电磁场如在大功率电机、变压器以及 输电线等附近的电磁场，它并不以电磁波形式向外辐射

30、，但在近场区会产生严 重电磁干扰；射频电磁辐射如无线电广播、电视、微波通信等各种射频设备的 辐射，频率范围宽广，影响区域也较大。电磁干扰传递途径有通过空间直接辐 射和借助电磁耦合由线路传导两种。 对于通过空间直接辐射的电磁干扰，其主要防护手段是在电磁场传递的途径 中安设电磁屏蔽装置，把有害的电磁场强度降低至允许范围以内。电磁屏蔽可 分有源场屏蔽和无源场屏蔽两类。有源场屏蔽是把需保护设备用良好接地的屏 蔽壳体包围起来，以防止外界环境对壳体内部环境的影响；无源场屏蔽不进行 接地处理。电磁屏蔽又可分为静电屏蔽和磁场屏蔽两种。电磁屏蔽的原理是， 在屏蔽层接地后使干扰电流经屏蔽层短路入地。因此，屏蔽的妥

31、善接地是十分 重要的，否则不但不能减少干扰，反而会使干扰增大。因为当接地点安排不正 确，接地电阻过大，接地电位不均衡时，会引起接地噪声，即在传输通道的某 两点产生电位差，从而使金属屏蔽层上产生干扰电流，这时屏蔽层本身就形成 了一个最大的干扰源，导致其性能远不如非屏蔽传输通道。因此，为保证屏幕 效果，必须对屏蔽层正 确可靠接地。 综合布线电气防护 为最大程度降低干扰，除保持屏蔽层的完整，对屏蔽层可靠 接地外，还应注意传输通道的工作环境，远离电力线路、变 压器或电动机房等各种干扰源。当综合布线环境极为恶劣， 电磁干扰强，信息传输率又高时，可直接采用光缆，以满足 电磁兼容性的需求。综合布线系统的发射

32、干扰波的场强超过 下表中的规定时应采取防护措施。 综合布线电气防护 电磁屏蔽装置一般为金属材料制成的封闭壳体。当交变的电磁场传向 金属壳体时，一部分被金属壳体表面所反射，一部分被壳体吸收，这样 透过壳体的电磁场强度便大幅度衰减。电磁屏蔽的效果与电磁波频率、 壳体厚度和屏蔽材料特性等有关。一般地说，频率越高，壳体越厚，材 料导电性能越好，屏蔽效果也就越大。 对于不同的屏蔽对象和要求，应采用不同的电磁屏蔽装置或措施。其 方式主要有屏蔽罩和屏蔽室。屏蔽罩对小型仪器或器件适用，一般为铜 制或铝制的密实壳体。对于低频电磁干扰，则往往用铁或铍钼合金等铁 磁性材料制作壳体，以提高屏蔽效果。在低温条件下进行精

33、密电磁测量 ，用超导材料可以有效提高电磁屏蔽作用；屏蔽室对大型机组或控制室 等适用，一般为铜板或钢板制成的六面体。当屏蔽要求较低时，可用一 层或双层金属细网来代替金属板。 电磁干扰和辐射是整个应用系统的问题，由综合布线电缆引起的干扰 只是其中的一部分，而且辐射能量与发送信号的电压和频率有关。采用 屏蔽是为了在有干扰的环境下保证综合布线通道的传输性能。它包括两 部内容，即减少电缆本身向外辐射的能量和提高电缆抗外来电磁干扰的 能力。 综合布线电气防护 综合布线的整体性能取决于应用系统中最薄弱的电缆和相关连接硬件性能及其 连接工艺，在综合布线中，最薄弱的环节是配线架与电缆连接部件以及信息插座 与插头

34、的接触部位。当屏蔽电缆的屏蔽层在安装过程中出现裂缝时也构成了屏蔽 通道的薄弱环节。为了消除电磁干扰，除了要求屏蔽层没有间断点外，还要求整 体传输通道必须达到360全程屏蔽，这种要求，对于一个点对点的连接通道来 说，是很难达到的，因为其中的信息插口、跳线等很难做到全屏蔽，再加上屏蔽 层的腐蚀，氧化破损等因素，因此没有一个通道能真正做到全程屏蔽。同时，屏 蔽电缆的屏蔽层对低频磁场的屏蔽效果较差，不能抵御诸如电动机等设备产生的 低频干扰。所以采用屏蔽电缆也不能完全消除电磁干扰。 关于综合布线区域允许存在的电磁干扰场强的规定，考虑了的因素有在在通 用的抗干扰标准EN50082-X中，规定居民区、商业区

35、的干扰辐射场强为3V/m， 按抗辐射干扰标准IEC801-3的等级划分，属于中等环境；在邮电部电信总局编制 的通信机房环境安全管理通则中，规定通信机房的电场强度在频率范围为 0.15500MHz时，不应大于130dB/m，相当于3.16V/m。参考以上两项规定，对电 场强度作出3V/m的规定。 综合布线电缆与电力电缆的间距要求，是参考商用大楼的电信通道和间距标 准TIA/EIA569标准制定的。墙上敷设的综合布线电缆、光缆及管线与其他管线 的间距要求是参考工业企业通信设计规范GBJ42-81制定的。综合布线系统与 其它干扰源的间距应符合要求，以满足相互之间的传输需要。图6-6中的数据是 根据国

36、外厂商资料或标准综合取定的，并以较大间距值作为我国标准的数据。 综合布线电气防护 综合布线系统选择缆线和配线设备时，应根据用户要求，并结合建筑物的环境 状况进行考虑，当建筑物在建或已建成但尚未投入运行时，为确定综合布线系统 的选型，应测定建筑物周围环境的干扰场强度；对系统与其他干扰源之间的距离 是否符合规范要求进行摸底；综合布线系统采用何种类别进行预测。根据取得的 数据和资料，用规范中规定的各项指标要求进行衡量，选择合适的硬件和采取相 应的措施。 光缆布线具有最佳的防电磁干扰性能，既能防电磁泄漏，也不受外界电磁干扰 影响，在电磁干扰较严重的情况下，是比较理想的防电磁干扰布线系统。考虑到 目前光

37、缆和光电转换设备的价格偏高。2芯多模光缆约为屏蔽双绞电缆的几倍， 光接口约为电接口的十几倍。本着技术先进、经济合理、安全适用的设计原则， 在满足电气防护各项指标的前提下，应首选屏蔽缆线和屏蔽配线设备或采用必要 的屏蔽措施进行布线，也可采用光缆系统。 在选择缆线和连接硬件时，确定某一类别后，应保证其一致性。如选择5类， 则缆线和连接硬件都应是5类；选择屏蔽，则缆线和连接硬件都应是屏蔽的，且 应作良好的接地系统。在选择综合布线系统时，应根据用户对近期和远期的实际 需要和不同的通信业务要求综合考虑。在满足近期用户要求的前提下，适当考虑 远期用户的要求，有较好的通用性和灵活性，尽量避免建成后较短时间又

38、要进行 扩建，造成不必要的浪费。一般来说水平配线应以远期需要为主，垂直干线应以 近期需要为主。如果局部地段与电力线等平行敷设，或接近电动机、电力变压器 等干扰源，且不能满足最小净距要求时，可采用钢管或金属线槽等局部措施加以 屏蔽处理。 综合布线电气防护 综合布线系统采用屏蔽系统时，应有良好的接地系统，且每一层的配 线柜都应采用适当截面的导线单独布线至接地体，也可采用竖井内集中用 铜排或粗铜线引到接地体。不管采用何种方式，导线或铜导体的截面应符 合标准，接地电阻也应符合规定。屏蔽层应连续且宜两端接地，若存在两 个接地体，其接地电位差不应大于1Vr.m.s(有效值)。这是屏蔽系统的综合 性要求，每

39、一环节都有其特定的作用，不可忽视，否则将降低屏蔽效果。 屏蔽系统接地导线的截面可参考图6-7进行选择。 名称楼层配线设备至大楼总 接地体的距离 30m100m 信息点的数量(个)7575，450 工作区的面积(m)750 7 5 0 ， 4500 选用绝缘铜导线的截 面(mm) 6161650 综合布线电气防护 6.2.2 机房防静电地板的设计示例 防静电地板在计算机房中是必不可少的。机房敷设防静电地板主要的作 用是首先在防静电地板下形成隐蔽空间，可以在地板下敷设电源线管、线 槽、综合布线、消防管线等以及一些电气设施；其次，由于敷设了防静电 地板可以在防静电地板下形成空调送风的静压箱；此外，防

40、静电地板的抗 静电功能也为计算机及网络设备的安全运行提供了保证。防静电主要指及 时消除机房内部各处产生的静电荷。磨擦生电是自然现象，静电的聚集会 引发意外事故，危害电子设备及人身安全。机房均应采用防静电地板，通 过接地泄放静电荷。 防静电地板的种类较多。根据地板材料不同可分为：铝合金、全钢、复 合木质刨花板等。防静电地板的不同选择直接影响机房使用效果。 抗静电地板安装时，同时要求安装静电泄漏系统。铺设静电泄漏地网， 通过静电泄漏干线和机房安全保护地的接地端子封在一起，将静电泄漏掉 。 防静电地板应易于更换，用吸板器可以取下任何一块地板。地板下面的 管线及设备的维护保养及修理是极其方便的；防静电

41、地板使用灵活，如增 加新的机柜，其扩展极其方便，可任意调整地板高度。地板本身的承载能 力大，板面的硬度高和稳定性好。防静电地板安装的工艺可以保证地板的 严密和稳定。调整好不会有响动和摇摆，也有噪音。至于防鼠，则应在围 护结构上解决，尽量不留孔洞，要绝对保持围护结构的严密。 综合布线电气防护 防静电地板主要由抗静电防静电地板板面和地板支承系统两部分组成，主要 为横梁支角(支角分成上、下托，螺杆可以调节，以调整地板面水平)。地板规格 主要为600*600毫米。机房防静电地板敷设高度为0.3米，防静电地板安装过程中， 地板与墙面交界处，防静电地板需精确切割下料。切割边需要进行封胶处理后安 装。地板安

42、装后，用铝塑板踢脚板压边装饰。沿机房四边墙线用20 x4mm扁钢或 中6mm钢筋将防静电地板金属支撑管脚做多点重复接地焊接，在近电源管理间一 侧用6m以上的铜芯绝缘线穿钢管或PVC管接人电源管理间内的辅助等电位接地 母排，使弱电机房地板面既成为安全可靠的等电位平面，又屏蔽保护了地板下各 种信号线路免受电磁干扰，还隔离了地板上、下不同电压和频率信号线路间的相 互干扰。采用防静电地板应符合国家标准计算机机房用防静电地板条件的规 定，防静电地板表面是导静电的，严禁暴露金属部分。静电接地可以经限流电阻 与接地装置相连，限流电阻值宜为1M。防静电地板安装一定要做到非常严密， 表面平整，这取决于防静电地板

43、本身的精度和安装工艺和质量两个方面。 机房设计采用下送风方式。楼地面必须符合土建规范要求的平整度。地面最好 采用水磨石地面。如地面抹灰应达到高级抹灰的水平。而且地面需要进行防尘处 理。通常在地板下的墙面、柱面、地面均刷涂防尘漆两遍。全部水泥面均经刷漆 处理，达到不起尘的作用，从而保证空调送风系统的空气洁净。防静电地板有专 用的通风地板。通风地板是单独加工的钢结构。走线地板加工后都相应地套装塑 料出线口，在线口内走线。 综合布线电气防护 6.2.3 电气保护 综合布线的电气保护主要分为过压保护和过流保护两种，这些保护 装置通常安装在建筑物入口的专用房间或墙面上室外电缆进入建筑物 时，通常在入口处

44、经过一次转接进入室内，在转接处应加装电气保护 设备，这样可以避免因电缆受到雷击产生感应电势或与电力线路接触 而给用户设备带来损坏。 综合布线的过压保护可选用气体放电管保护器或固态保护器，气体 放电管保护器使用断开或放电间隙来限制导体和地之间的电压。放电 间隙由粘在陶瓷外壳内密封的两个金属电柱形成，并充有惰性气体， 当两个电极之间的电位差超过交流250V或雷电浪涌电压超过700V时， 气体放电管出现电弧，为导体和地电极之间提供一条导电通路。 固态保护器适合于较低的击穿电压(6090V)，而且其电路中不能有 振铃电压。它利用电子电路将过量的有害电压释放至地，而不影响电 缆的传输质量。固态保护器是一

45、种电子开关，在未达到击穿电压前， 可进行稳定的电压箝位，一旦超过击穿电压，它便将过电压引入地， 固态保护器为综合布线提供了最佳的保护。 综合布线系统除了采用过压保护外，还同时采用过流保护。过流保 护器串联在线路中，当线路发生过流时，就切断线路。为了维护方便 ，过流保护一般都采用有自动恢复功能的保护器。 综合布线电气防护 弱电机房电源管理间电源进线注意采取防雷击措施，不宜使用铠 装电缆，否则将电缆的金属外皮与接地装置连接。从大厦外引入的铠 装信号电缆和屏蔽信号线进入弱电机房前应注意采取防雷击措施，避 免沿建筑外墙或靠近防雷引下线敷设，以免遭受雷击，以及避免在雷 击建筑物时，受到防雷装置引来的高频

46、电磁干扰。上述线缆进入弱电 机房后，应设金属接线箱(盒)在其内将线缆金属(屏蔽)外皮接连避雷器 或浪涌电压抑止器，然后与弱电机房辅助等电位接地母排用截面积不 小于6m铜芯绝缘线连通，穿钢管保护敷设。这样做还可以抑制上述 线缆在传输路途上接收到的其它邻近干扰源产生的高频电磁干扰信号， 从而有效可靠地保证信号传输的质量。从弱电机房弓|出的信号线路应 用金属线槽沿墙并在吊顶内敷设，避免与其它电气管路平行紧贴敷设。 尽量避开空调、消防、暖气和给排水等管道，与它们的间距大于0.3m。 综合布线系统的电气保护对于系统安全可靠运行起 着重要作用。只有精心设计，精心施工，才能使电气保 护系统满足规范要求和设备

47、要求，保证综合布线系统的 正常工作。 综合布线电气防护 6.2.4 防火保护 智能化建筑中的防火问题是极为重要的，在综合布线系统工程设计中，应 注意的是通道的防火措施，其中主要有缆线的选用和有关环境的保护，在设 计施工中应注意： 1)智能化建筑中的易燃区域或电缆竖井内，综合布线系统所有的电缆或光 缆都要采用阻燃护套。如果这些缆线是穿放在不可燃的管道内，或在每个楼 层均采取了切实有效的防火措施(如用防火堵料或防火板堵封严密)时，可以 不设阻燃护套。 2)在电缆竖井内或易燃区域中，所有敷设的电缆或光缆宜选用防火、防毒 的产品。万一发生火灾，因电缆或光缆具有防火、低烟、阻燃或非燃等性能 ，不会或很少

48、散发有害气体，对于救火人员和疏散人流都比较有利。目前多 采用的有低烟无卤阻燃型(LSHF-FR)、低烟无卤型(LSOH)、低烟非燃型 (LSNC)、低烟阻燃型(LSLC)等多种产品。此外配套的接续设备也应采用阻燃 型的材料和结构。如果电缆和光缆穿放在钢管等非燃烧的管材中，如不是主 要部分时可考虑采用普通外护层。在重要布线段落且是主干缆线时，考虑到 火灾发生后钢管受到烧烤，管材内部形成高温空间会使缆线护层发生变化或 损伤，也应选用带有防火、阻燃护层的电缆或光缆，以保证通信线路安全。 除主材选择非燃性或难燃性材料外，其它材料尽可能选择难燃性材料，另所 有的木质隐蔽部分均作防火处理。机房装修材料要选

49、择无毒、无刺激性、不 燃，难燃、阻燃材料。装修时室内强、弱电走线分开，并使用专用线槽在地 板下的走线方式。 综合布线电气防护 中心机房应设二氧化氮灭火系统，应设火灾自 动报警系统，并符合国家标准火灾自动报警系统 设计规范和计算机场地安全要求的规定。中 心机房宜采用感烟探测器，当设有固定灭火系统时， 应采用感烟、感温两种探测器的组合，在吊顶的上、 下及活动地板下，均应设计探测器和喷嘴。主机房 出口应设置向疏散方向开启且能自动关闭的门，并 应保证在任何情况下都能从机房内打开，机房内的 电源切断开关应靠近工作人员的操作位置或主要出 入口。机房内存放记录介质应采用金属柜或其它能 防火的容器。 综合布线

50、电气防护 6.36.3接地系统的设计接地系统的设计 综合布线电缆和相关连接硬件接地是提高应用系统 可靠性、抑制噪声、保障安全的重要手段。因此设计人 员、施工人员在进行布线设计施工前，都必须对所有设 备，特别是应用系统设备的接地要求进行认真研究，弄 清接地要求以及各类地线之间的关系。如果接地系统处 理不当，将会影响系统设备的稳定性，引起故障，甚至 会烧毁系统设备，危害操作人员生命安全。 综合布线电气防护 6.3.1 接地的种类 将电力系统、电器装置的某一部分经接地线连接到接地极的做 法称为接地。实践证明，接地对保障电力系统和电器设备的可靠 安全运行，保护操作、维护人员的人身安全都起着重大的作用。

51、 弱电系统的接地，按用途分有保护性接地和功能性接地。保护 性接地又分为防电击接地、防雷接地、防静电接地和防电蚀接地 ；功能性接地又分为工作接地、逻辑接地、屏蔽接地和信号接地 。不同的接地有不同的要求，应按设计决定的接地施工。 按照接地所起作用的不同，接地一般可分为工作接地(功能接地) 、保护接地(包括接零)、防静电接地、防雷、及防过电压接地、屏 蔽接地(隔离接地)以及其他特殊接地。 工作接地是一种功能性接地，主要是指包括高、低压在内的电力 系统中某一点直接或经消弧线圈、电抗器、击穿熔断器等设备与大 地作良好的电器连接。 保护接地是指电器设备或电器装置的正常不带电的金属部分和金 属外壳的接地。在

52、大多数场合，保护接地能够保护人员因触及绝缘 损坏漏电而带有危险电压的金属部分而遭到的电击，同时，保护接 地也能够防止因漏电或对地短路引起的火灾和对电子设备、计算机 控制设备电子线路的危害，因而消防控制设备一般应设置保护接地 。 综合布线电气防护 防静电接地是指为了消除生产及设备运行过程中产生的静电而设置 的接地。静电是由于电介质相互摩擦或电介质与金属摩擦而生的。静电 电压可高达千伏，因而静电产生的危险电压，不但危及人身安全，且静 电的放电火花，往往会造成火灾和爆炸事故，且对电子设备，计算机控 制设备的集成电路装置亦可造成严重危害，因而消防控制设备应设置防 静电接地。 防雷及防过电压接地是指为了

53、消除雷击和过电压的危险而设置的接 地。由于消防控制设备均设在建筑内，而建筑物已考虑过防雷，而电器 配电中已考虑过防雷及防过电压，故消防控制设备可不设置防雷，应设 防过电压接地。 屏蔽接地是指为防止电磁感应对设备、计算机控制设备、电子设备 的金属外壳、屏蔽罩、屏蔽线的外皮或建筑物金属屏蔽体带来危害而设 置的接地，因而消防控制设备应设置屏蔽接地。 综合布线电气防护 按照接地的结构通常将接地方式分为分散接地和联合接地两种。 分散接地就是将通信大楼的防雷接地、电源系统接地、通讯设备 的各类接地以及其他设备的接地分别接入相互分离的接地系统，由于 地线系统不断增多，地线间潜在的耦合影响往往难以避免，分散接

54、地 反而容易引起干扰。同时主体建筑物的高度不断增加，其接地方式所 带的不安全因素也越来越大当某一设施被雷击中，容易形成地下反击 ，损坏其它设备。 单独接地是在大楼的外面单独做一个接地体，然后用两根35平方 的塑料铜心线做接地母线分别引至计算机机房和弱电施工井内，在计 算机机房内的做法是，在静电地板下做一个铁板，铁板与地坪表面之 间要放一层绝缘纸，铁板连接接地母线，将机房设备的外壳用绝缘导 线连接至铁板上即可。在弱电施工井内是在每个设备间做一个接地端 子排，接地母线将所有的端子排串起来，设备通过接地线连至端子排 上即可。 联合接地方式也称单点接地方式，即所有接地系统共用一个共同 的“地”。联合接

55、地有)整个大楼的接地系统组成一个笼式均压体，对 于直击雷，楼内同一层各点位比较均匀；对于感应雷，笼式均压体和 大楼的框架式结构对外来电磁场干扰也可提供1040dB的屏蔽效果； 一般联合接地方式接地电阻非常小，不存在各种接地体之间的耦合影 响，有利于减少干扰；可以节省金属材料，占地少。 综合布线电气防护 综合布线系统机房和设备的接地，按不同作用分为直流工作接地、 交流工作接地、安全保护接地、防雷保护接地、防静电接及屏蔽接地 等。 交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地 宜采用一组接地装置。接地系统是以接地电流易于流动为目标，同时也 可以降低电位变化引起的干扰，故接地电阻越小

56、越好。因此，共用接地 系统电阻值的确定应以其中最小值为准。 接地目前在我国综合布线系统中工作的各种微电子装置的接地种类繁 多，归纳起可分为以下几类： 供电电源中性点的工作地，是指稳定的供电系统中性点电位的接地。 防雷保护接地，是指在雷雨季节为防止雷电过电压的保护接地。 安全保护地，是指为防止接触电压及跨步电压危害人身和设备安全， 而设置的微电子装置的金属外壳的接地。 直流系统地(又称为逻辑地、工作地)，它为微电子装置各个部分、各 个环节提供稳定的基准电位(一般是零点位)。这个地可以接大地，也可 以仅仅是一个公共点。系统地如果与大地不相连，即系统地处于悬浮工 作状态，称之为浮空地。 屏蔽地，屏蔽

57、地是为抑制各种干扰信号而设置的，屏蔽的种类很多， 但都需要可靠的接地，屏蔽地就是屏蔽网络的接地。 综合布线电气防护 6.3.2 联合接地 联合接地方式也称单点接地方式，即所有接地系统共用一个共同的 “地”。当综合布线采用联合接地系统时，接地体一般利用建筑物基 础内钢筋网作为自然接地体，其接地电阻应小于1。在实际应用中通 常采用联合接地系统，因为与分散接地相比，联合接地方式具有以下 几个显著的优点，当建筑物遭受雷击时，楼层内各点电位分布比较均 匀，工作人员及设备的安全能得到较好的保障。同时，大楼的框架结 构对中波电磁场能提供1040dB的屏蔽效果；容易获得较小的接地电 阻；可以节约金属材料，占地

58、少。 综合布线接地系统包括防雷接地、交流工作接地、直流接地、绝缘 保护接地、屏蔽接地及防静电接地等系统，后三者可互连。接地方式 一般采用联合接地方式，即防雷接地、保护接地、工作接地等均直接 与接地网直接连接，总的接地电阻应小于1欧姆，即所谓零接地电阻。 在条件允许时也可设置专用接地装置。如果有的工程基础使用橡胶、 塑料作，则应采取加打人工接地及的方式，或采用40X4镀锌扁钢穿过 防水层，形成良好的人工接地极。 综合布线电气防护 6.3.3 接地系统的结构 综合布线系统作为建筑智能化不可缺少的基础设施，其接地系统的 好坏将直接影响到综合布线系统的运行质量，下面详细介绍综合布线 系统接地的结构及设

59、计要求。 根据商业建筑物接地和接线要求的规定：综合布线系统接地的结构 包括接地线、接地母线、接地干线、主接地母线、接地引入线、接地 体六部分，在进行系统接地的设计时，可按上述6个部分分层次地进行 设计。 1)接地线，接地线是指综合布线系统各种设备与接地母线之间的连线。 所有接地线均为铜质绝缘导线，其截面应不小于4m。当综合布线 系统采用屏蔽电缆布线时，信息插座的接地可利用电缆屏蔽层作为 接地线连至每层的配线柜。若综合布线的电缆采用穿钢管或金属线 糟敷设时，钢管或金属线槽应保持连续的电气连接，并应在两端具 有良好的接地。 综合布线电气防护 2)接地母线(层接地端子)，接地母线是水平布线于系统接地

60、线的 公用中心连接点。每一层的楼层配线柜均应与本楼层接地母线相 焊接与接地母线同一配线间的所有综合布线用的金属架及接地干 线均应与该接地母线相焊接。接地母线均应为铜母线，其最的小 尺寸应为6mm厚50mm宽，长度视工程实际需要来确定。接地母 线应尽量采用电镀锡以减小接触电阻，如不是电镀，则在将导线 固定到母线之前，须对母线进行清理。 3)接地干线，接地干线是由总接地母线引出，连接所有接地母线 的接地导线。在进行接地干线的设计时，应充分考虑建筑物的结 构形式，建筑物的大小以及综合布线的路由与空间配置，并与综 合布线电缆干线的敷设相协调。接地干线应安装在不受物理和机 械损伤的保护处，建筑物内的水管