關(guān)鍵詞:綜合布線;電氣保護;外部保護;接地
摘 要:本文就綜合布線系統(tǒng)的安全性,論述了系統(tǒng)的電氣保護、外部保護、屏蔽和系統(tǒng)接地等問題。
綜合布線系統(tǒng)是智能建筑的一部分,與傳統(tǒng)的布線相比,其主要特點表現(xiàn)為兼容性、開放性、靈活性、可靠性、先進性和經(jīng)濟性,它既能使語音、數(shù)據(jù)、圖像設(shè)備和交換設(shè)備與其他信息管理系統(tǒng)相連,也能使這些設(shè)備與外部通訊網(wǎng)絡(luò)相連接??梢哉f,綜合布線系統(tǒng)猶如智能建筑的一條高速公路,有了這條信息高速公路,想上什么應(yīng)用系統(tǒng),都變得非常簡單。而綜合布線電氣保護的目的,是為了減小電氣故障對綜合布線的電纜和相關(guān)連接硬件的損壞,也同時避免終端設(shè)備或器件的損壞,保障系統(tǒng)的正常運行。
“防患于未然”是安全防范系統(tǒng)中一直使用的宣傳口號,它伴隨著中國的安防工作從三十年前的幾乎空白發(fā)展到現(xiàn)在被普遍接受。同樣,在信息傳輸中,“防患于未然”一樣是十分重要的。
一、電氣保護
室外電纜進入建筑物時,通常在入口處經(jīng)過一次轉(zhuǎn)接進入室內(nèi),在轉(zhuǎn)接處應(yīng)加裝電氣保護設(shè)備,這樣可以避免因電纜受到雷擊產(chǎn)生感應(yīng)電勢或與電力線路接觸而給用戶設(shè)備帶來損壞。
電氣保護主要分為過壓保護和過流保護兩種,這些保護裝置通常安裝在建筑物入口的專用房間或墻面上。
綜合布線的過壓保護可選用氣體放電管保護器或固態(tài)保護器,氣體放電管保護器使用斷開或放電間隙來限制導(dǎo)體和地之間的電壓。放電間隙由粘在陶瓷外殼內(nèi)密封的兩個金屬電柱形成,并充有惰性氣體,當兩個電極之間的電位差超過交流250V或雷電浪涌電壓超過700V時,氣體放電管出現(xiàn)電弧,為導(dǎo)體和地電極之間提供一條導(dǎo)電通路。
綜合布線系統(tǒng)除了采用過壓保護外,還同時采用過流保護。過流保護器串聯(lián)在線路中,當線路發(fā)生過流時,就切斷線路。為了維護方便,過流保護一般都采用有自動恢復(fù)功能的保護器。
二、外部保護
在安全防范工程中,往往都設(shè)有多道防線。在綜合布線系統(tǒng)的工程設(shè)計中,也需要設(shè)多道防線對信息安全進行保護,以免信息中斷造成重發(fā),以免信息輻射造成泄密,以免信息出錯造成音視扭曲,以免因因輸線引發(fā)人身安全事故。
與綜合布線系統(tǒng)相關(guān)的工程保護至少包含了雷擊防護、電磁防護、接地保護、防火保護等內(nèi)容。
(一)金屬橋架保護
1、防火隔離:CM級的線纜在全封閉橋架中的阻然性能公認可以超過CMP級阻燃線纜的水平。
2、防雷保護:由于金屬橋架必須接地,因此它是建筑工程中十分理想的防雷手段,當雙絞線放在橋架里時,橋架變成了防雷保護中一道不可缺少的防線。
3、電磁干擾:金屬橋架接地除了具有一定的防雷功能外,還具有初級的電磁屏蔽性能。
4、機械保護:金屬橋架和金屬電線管的最基本作用是為雙絞線提供支撐和封閉,這就使雙絞線獲得了很好的機械保護,它使線纜能夠在吊頂上,地面下和墻壁內(nèi)穿行而不會被破壞,從而保障了20年以上的系統(tǒng)質(zhì)保壽命。
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電磁干擾和輻射是整個應(yīng)用系統(tǒng)的問題,由綜合布線電纜引起的干擾只是其中的一部分,而且輻射能量與發(fā)送信號的電壓和頻率有關(guān)。采用屏蔽是為了在有干擾的環(huán)境下保證綜合布線通道的傳輸性能。它包括兩部內(nèi)容,即減少電纜本身向外輻射的能量和提高電纜抗外來電磁干擾的能力。
綜合布線的整體性能取決于應(yīng)用系統(tǒng)中最薄弱的電纜和相關(guān)連接硬件性能及其連接工藝,在綜合布線中,最薄弱的環(huán)節(jié)是配線架與電纜連接部件以及信息插座與插頭的接觸部位。當屏蔽電纜的屏蔽層在安裝過程中出現(xiàn)裂縫時也構(gòu)成了屏蔽通道的薄弱環(huán)節(jié)。為了消除電磁干擾,除了要求屏蔽層沒有間斷點外,還要求整體傳輸通道必須達到360°全程屏蔽,這種要求,對于一個點對點的連接通道來說,是很難達到的,因為其中的信息插口、跳線等很難做到全屏蔽,再加上屏蔽層的腐蝕,氧化破損等因素,因此,沒有一個通道能真正做到全程屏蔽。同時,屏蔽電纜的屏蔽層對低頻磁場的屏蔽效果較差,不能抵御諸如電動機等設(shè)備產(chǎn)生的低頻干擾。所以采用屏蔽電纜也不能完全消除電磁干擾。
從理論上講,為減少外界,可采用屏蔽措施,屏蔽有靜電屏蔽和磁場屏蔽兩種。屏蔽的原理是,在屏蔽層接地后使干擾電流經(jīng)屏蔽層短路入地。因此,屏蔽的妥善接地是十分重要的,否則不但不能減少干擾,反而會使干擾增大。因為當接地點安排不正確,接地電阻過大,接地電位不均衡時,會引起接地噪聲,即在傳輸通道的某兩點產(chǎn)生電位差,從而使金屬屏蔽層上產(chǎn)生干擾電流,這時屏蔽層本身就形成了一個最大的干擾源,導(dǎo)致其性能遠不如非屏蔽傳輸通道。因此,為保證屏幕效果,必須對屏蔽層正確可靠接地。
在實際應(yīng)用中,為最大程度降低干擾,除保持屏蔽層的完整,對屏蔽層可靠接地外,還應(yīng)注意傳輸通道的工作環(huán)境,遠離電力線路、變壓器或電動機房等各種干擾源。當綜合布線環(huán)境極為惡劣,電磁干擾強,信息傳輸率又高時,可直接采用光纜,以滿足電磁兼容性的需求。
三、系統(tǒng)接地
綜合布線電纜和相關(guān)連接硬件接地是提高應(yīng)用系統(tǒng)可靠性、抑制噪聲、保障安全的重要手段。因此,設(shè)計人員、施工人員在進行布線設(shè)計施工前,都必須對所有設(shè)備,特別是應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備的接地要求進行認真研究,弄清接地要求以及各類地線之間的關(guān)系。如果接地系統(tǒng)處理不當,將會影響系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定性,引起故障,甚至會燒毀系統(tǒng)設(shè)備,危害操作人員生命安全。綜合布線系統(tǒng)機房和設(shè)備的接地,按不同作用分為直流工作接地、交流工作接地、安全保護接地、防雷保護接地、防靜電接及屏蔽接地等。
交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地宜采用一組接地裝置。接地系統(tǒng)是以接地電流易于流動為目標,同時也可以降低電位變化引起的干擾,故接地電阻越小越好。因此,共用接地系統(tǒng)電阻值的確定應(yīng)以其中最小值為準。
當防雷接地單獨設(shè)置接地裝置時,交流、直流和安全保護接地應(yīng)采用同一組接地裝置。為了防止雷擊電壓對綜合布線及連接設(shè)備產(chǎn)生反擊,要求防雷裝置與其他接地體之間保持足夠的安全距離,但這個要求,在工程設(shè)計中很難實現(xiàn)。如多層建筑防雷接地一般采用建筑主筋和基礎(chǔ)底板主筋作接地線和接地體,無法滿足與其他接地體之間的安全距離要求,可能產(chǎn)生反擊,此時,只能將建筑物內(nèi)各種金屬體以及進出線管進行嚴格接地,而且所有接地裝置必須共用,并進行多處連接,使防雷裝置和鄰近的金屬物體電位盡可能相同,以防止雷電反擊現(xiàn)象,保證綜合布線和系統(tǒng)設(shè)備的安全。
隨著綜合布線系統(tǒng)的日益完善和普及,在布線產(chǎn)品和工程上推出的保護措施將越來越多,也越來越完備,這是產(chǎn)品走向成熟的必然結(jié)果,也是布線系統(tǒng)發(fā)展的趨熱。當綜合布線系統(tǒng)的傳輸速率能夠滿足使用需求后,布線系統(tǒng)的發(fā)展將會更進一步轉(zhuǎn)向可靠性、安全性、可管理性和可維護性等方面,而這些方面的技術(shù)進步正在形成新一代的綜合布線產(chǎn)品。