隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,計算機網(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高速,大容量的信息傳送平臺,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)計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的事件時有發(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)生的強大電磁場變化與導體感應出的過電壓,過電流形成的雷擊稱為感應雷。
目前,在智能大樓防雷系統(tǒng)設(shè)計上,是執(zhí)行的國家標準《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057- 94,設(shè)計由避雷網(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,將強大的雷電流入大地。計算機系統(tǒng)安置在建筑物內(nèi),受建筑物防雷系統(tǒng)保護,直擊雷擊中計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可能性非常小,計算機設(shè)備抗直擊雷能力很低,防護設(shè)備非常昂貴,通常不必安裝防護直擊雷的設(shè)備,而計算機網(wǎng)絡(luò)必須防感應雷。
感應雷可由靜電感應產(chǎn)生,也可由電磁感應產(chǎn)生,形成感應雷電壓的機率很高,對建筑物內(nèi)的低壓電子設(shè)備威脅巨大,計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及電話程控交換機的防雷工作重點是防止感應雷入侵。入侵計算機系統(tǒng)的雷電過電壓過電流主要有以下三個途徑:
1.由交流電220V電源供電線路入侵
計算機系統(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,入侵計算機供電設(shè)備;另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應雷過電壓。在220伏電源線上出現(xiàn)的雷電過電壓平均可達10000伏,對計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可造成毀滅性打擊。
2.由計算機通信線路入侵
可分為三種情況:(1)當?shù)孛嫱怀鑫镌庵睋衾状驌魰r,強雷電壓將鄰近土壤擊穿,雷電流直接入侵到電纜外皮,進而擊穿外皮,使高壓入侵線路。(2)雷云對地面放電時,在線路上感應出上千伏的過電壓,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線或者多條電纜平行鋪設(shè)時,當某一導線被雷電擊中時,會在相鄰的導線感應出過電壓,擊壞低壓電子設(shè)備。
3.地電位反擊電壓通過接地體入侵
雷擊時強大的雷電流經(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,即產(chǎn)生高壓地電位反擊,入侵電壓可高達數(shù)萬伏。建筑物防直擊雷的避雷引入了強大的雷電流通過引下線入地,在附近空間產(chǎn)生強大的電磁場變化,會在相鄰的導線(包括電源線和信號線)上感應擊雷電過電壓,因此建筑物避雷系統(tǒng)不但不能保護計算機,反而可能引入了雷電。計算機網(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算機防雷系統(tǒng),層層防護,確保計算機特別是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。
在防雷系統(tǒng)設(shè)計中,目前通常作法是下面兩點
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保護,在低壓側(cè)安裝閥門式防雷裝置作為第二級保護,在樓層配電箱安裝電源避雷箱作為第三級保護。
還應設(shè)計綜合布線系統(tǒng)防雷
綜合布線系統(tǒng)包括六個子系統(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。每個五類數(shù)據(jù)點含一個RJ45插座,三類語音點含一個RJ45插座。連接計算機網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)點,在管理子系統(tǒng)中已經(jīng)采取了保護措施,一般不需要加裝防雷設(shè)施;若需要利用調(diào)制解調(diào)器通過語音點連接計算機,由于語音線路與外線連接,有必要安裝信號避雷器,作為末級防雷措施。
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19英寸的機柜中,材料包括五類配線架,光纖配線架,繞線環(huán),標簽等,采用雙絞線作為垂直主干線,需要在機柜中安裝計算機網(wǎng)絡(luò)防雷器,作為計算機網(wǎng)絡(luò)第二級防雷措施,防護由于引下線泄放雷電流而形成的電磁場突變產(chǎn)生的感應雷;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對接線板,繞線環(huán)和標簽等,管理區(qū)子系統(tǒng)需要裝信號避雷器,作為通信線路第二級防雷措施。
4.垂直干線子系統(tǒng)
通常它是由主設(shè)備間(如計算機房,程控交換機房)至各層管理間,采用大對數(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和電信系統(tǒng)的標準和做法,采用三類非屏蔽大對數(shù)雙絞電纜,已在管理區(qū)子系統(tǒng)安裝了信號避雷器,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數(shù)雙絞電纜,已在管理區(qū)子系統(tǒng)安裝了信號避雷器,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,用光纖作為計算機網(wǎng)絡(luò)主干線絕對避免了由于引下線泄放雷電流而形成的電磁場突變產(chǎn)生的感應雷,是最好的防雷措施。
5.設(shè)備間子系統(tǒng)
它是整個布線系統(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)安裝在計算機主機房,程控交換機房內(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),連接進出大樓的通信線路,覆蓋了進出大樓所有通信線,大對數(shù)通信電纜必須埋地鋪設(shè),防護由于進出、大樓的通信線路引入的感應雷。
數(shù)據(jù)設(shè)備管理子系統(tǒng),與大樓計算機房在同層,方便操作和管理,是計算機網(wǎng)絡(luò)中心,采用光纖作為計算機網(wǎng)絡(luò)主干線,絕對避免了雷電影響 ,是最好的防雷措施;若采用大對數(shù)雙絞電纜作為數(shù)據(jù)傳輸主干纜,需要在機柜中安裝計算機網(wǎng)絡(luò)防雷器,作為計算機網(wǎng)絡(luò)第一級防雷措施。
6.建筑群子系統(tǒng)
它是將多個建筑物的數(shù)據(jù)通信信號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)。進入建筑物內(nèi)鋪設(shè)時,電纜必須單獨敷設(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,充當導線的屏蔽層,不能共用強電金屬橋架或強電金屬管線。強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,凈距離不小于20厘米。
進出建筑物的通信線,不能通過架空線進出大樓,必須通過埋地敷設(shè),并且需要加裝金屬護套或屏蔽層。
隨著計算機運用的普及,計算機網(wǎng)絡(luò)防雷系統(tǒng)是保證建筑物(特別是高層建筑物)內(nèi)計算機系統(tǒng)可靠運行的基本措施,在建筑物設(shè)計施工特別是綜合布線系統(tǒng)設(shè)計施工時,應得到高度重視。