综合布线系统防雷设计浅谈
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随着现代社会的发展,计算机网络技术的普及越来越多的办公大 楼、写字楼、医院、银行、宾馆等建筑离不开综合布线系统。配置综 合布线系统,犹如为建筑物建立了一个高速,大容量的信息传送平台, 为建筑智能化提供了快速的信息通道。
我国每年因雷击破坏建筑物内计算机网络系统的事件时有发生, 所造成的损失是非常巨大的。因此综合布线系统的防雷设计就显得尤 其重要。
5.设备间子系统 它是整个布线系统的中心、单元,所有楼层的资料都由光纤和电 缆传送至此。通常此系统安装在计算机主机房,程控交换机房内。通 常分为语音管理和数据管理两部分。 语音设备管理区子系统,连接大楼外各种线路,主要处理电话, X25,DDN 进线等,经与垂直干线子系统跳接后,连通各语音管理子系 统。安装通信避雷柜(保安配线柜),连接进出大楼的通信线路,覆盖 了进出大楼所有通信线,大对数通信电缆必须埋地铺设,防护由于进 出、大楼的通信线路引入的感应雷。 数据设备管理子系统,与大楼计算机房在同层,方便操作和管理, 是计算机网络中心,采用光纤作为计算机网络主干线,绝对避免了雷 电影响 ,是最好的防雷措施;若采用大对数双绞电缆作为数据传输主
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插座。连接计算机网络的数据点,在管理子系统中已经采取了保护措 施,一般不需要加装防雷设施;若需要利用调制解调器通过语音点连 接计算机,由于语音线路与外线连接,有必要安装信号避雷器,作为 末级防雷措施。
2.水平子系统 它是布置在同一楼层上,一端接在信息插座上,另一端接在层配 线间的跳线架上,连接管理子系统至工作区的电缆,要求铺设在金属 桥架或金属线管内。与联合接地系统相连的金属桥架和金属管线充当 了屏蔽层,两端或连接到网络设备或连接到垂直干线,不必再加装防 雷设施。 3.管理区子系统 放置电信布线系统设备,包括水平和主干布线系统的机械终端和 交换线路,管理区子系统的数据部分安装在一个 19 英寸的机柜中,材 料包括五类配线架,光纤配线架,绕线环,标签等,采用双绞线作为 垂直主干线,需要在机柜中安装计算机网络防雷器,作为计算机网络 第二级防雷措施,防护由于引下线泄放雷电流而形成的电磁场突变产 生的感应雷;语音部分采用 BLX 安装架固定在墙面,罩上防尘盖,材 料包括 25 对接线板,绕线环和标签等,管理区子系统需要装信号避雷 器,作为通信线路第二级防雷措施。 4.垂直干线子系统 通常它是由主设备间(如计算机房,程控交换机房)至各层管理间, 采用大对数的电缆馈线或光缆,两端分别端接在设备间和管理间的跳
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线架上,为建筑物提供干线电缆路由。 语音主干线按照程控交换机和电信系统的标准和做法,采用三类
非屏蔽大对数双绞电缆,已在管理区子系统安装了信号避雷器,一般 不需要再装防雷设备。
数据传输主干线采用大对数双绞电缆,已在管理区子系统安装了 信号避雷器,一般不需要再安装防雷设备。
采用光纤作为数据传输主干线,可满足 FDDI,ATM,快速以太网, 光纤以太网的传输要求,用光纤作为计算机网络主干线绝对避免了由 于引下线泄放雷电流而形成的电磁场突变产生的感应雷,是最好的防 雷措施。
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干缆,需要在机柜中安装计算机网络防雷器,作为计算机网络第一级 防雷措施。
6.建筑群子系统 它是将多个建筑物的数据通信信号连接成一体的布线系统。采用 光纤作为建筑物间网络连接介质,不需要安装避雷器,甚至可以架空 铺设,若采用电缆,必须埋地铺设。进入建筑物内铺设时,电缆必须 单独敷设在弱电金属桥架或弱电金属管线内,金属桥架和金属管线与 联合接地系统良好相连,充当导线的屏蔽层,不能共用强电金属桥架 或强电金属管线。强电金属桥架及金属管线与弱电金属桥架及管线平 行敷设时,净距离不小于 20 厘米。 进出建筑物的通信线,不能通过架空线进出大楼,必须通过埋地 敷设,并且需要加装金属护套或屏蔽层。 随着计算机运用的普及,计算机网络防雷系统是保证建筑物(特别 是高层建筑物)内计算机系统可靠运行的基本措施,在建筑物设计施工 特别是综合布线系统设计施工时,应得到高度重视。
在防雷系统设计中,目前通常作法是下面两点 1.建立联合接地系统,形成等电位防雷体系 将建筑物的基础钢筋,梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线 等连接起来,形成闭合良好接地的法拉第笼,将建筑物各部分的交流 工作地,安全保护地,直流工作地,防雷接地与建筑物法拉第笼良好 连接,避免接地线之间存在电位差,消除感应过电压产生的原因。 2.电源系统防雷 在高压端各相安装防雷装置作为第一级保护,在低压侧安装阀门 式防雷装置作为第二级保护,在楼层配电箱安装电源避雷箱作为第三 级保护。 还应设计综合布线系统防雷 综合布线系统包括六个子系统:工作区子系统,水平支干线子系 统,管理子系统,垂直主干子系统,设备子系统和建筑群主干子系统。 1.工作区子系统 它就是工作区(各个办公室)内终端设备连接到信息插座之间的设 备组成。每个五类数据点含一个 RJ45 插座,三类语音点含一个 RJ45
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引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场 变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应击雷电过电压, 因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计 算机网络系统等设备的集成电线芯片耐压能力很弱,通常在 100 伏以 下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机 特别是计算机网络系统的安全。
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感应雷可由静电感应产生,也可由电磁感应产生,形成感应雷电 压的机率很高,对建筑物内的低压电子设备威胁巨大,计算机网络系 统及电话程控交换机的防雷工作重点是防止感应雷入侵。入侵计算机 系统的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:
1.由交流电 220V 电源供电线路入侵 计算机系统的电源由电力线路输入室内,电力线路可能遭受直击 雷和感应雷。直击雷击中高压电力线路,经过变压器耦合到 220 伏低 压,入侵计算机供电设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应 雷过电压。在 220 伏电源线上出现的雷电过电压平均可达 10000 伏, 对计算机三种情况:(1)当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将 邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压 入侵线路。(2)雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压, 击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵 沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。(3)若通过一条多芯电缆连 接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中 时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。 3.地电位反击电压通过接地体入侵 雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附 近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产 生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷
我们知道雷电入侵电器设备的形式有两种:直击雷和感应雷。雷 电直接击中线路并经过电器设备入地的雷击过电流称为直击雷;由雷 闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压,过电流形成的 雷击称为感应雷。
目前,在智能大楼防雷系统设计上,是执行的国家标准《建筑物 防雷设计规范》GB50057- 94,设计由避雷网(带),避雷针或混合组 成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整 体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入 大地。计算机系统安置在建筑物内,受建筑物防雷系统保护,直击雷 击中计算机网络系统的可能性非常小,计算机设备抗直击雷能力很低, 防护设备非常昂贵,通常不必安装防护直击雷的设备,而计算机网络 必须防感应雷。