光电机房设计及接地

1、-主页：技术亮点新中心机房工程设计我国广电在根本完成数字化后，正逐步开场建立全台节目生产网络和信息网络。数字化、网络化的同时，电视台技术系统和设备的稳定、可靠运行对机房的环境条件，如机房温度、湿度、配电、静电、电磁防护、防雷、电视工艺接地等，提出了更高的要求。 新中心机房工程设计新中心位于CBD核心区，是集电视节目制作、播出、传输、节目及信息发布、办公于一体的现代电视媒体大厦。新中心将播出系统、新闻系统、全台网络系统的核心机房纳入机房工程工程中进展建立。机房工程工程包括：机房装饰、工艺配电系统及动力、照明供配电系统、接地系统、空调系统、动力环境监控系统、KVM网络化管理控制系统。门禁及一卡通系

2、统、消防及监控系统、平安防系统在全台智能化系统中进展统一集成。 机房工程设计力求突出数字化、网络化的电视节目制作、播出、存储、节目及信息发布的特征，技术系统和设备的工作频率和数据传输速率具有高带宽及高传输速率的特性，电视媒体技术系统工作要求具有绝对平安可靠的特点。 接地系统设计我国电视媒体正全面进入数字化并开场网络化的进程。数字化、网络化电视系统，以及数字高清电视系统完全不同于传统的模拟电视系统，对电视工艺接地有着更高的要求。 现代AV设备和IT设备大量使用超大规模集成电路，其工作电压越来越低，导致超大规模集成电路器件的击穿电压越来越低。由此对雷电感应和静电感应的防护要求也在不断提高。 1.

3、接地系统的分类和定义 新中心技术机房的接地系统包括4类接地系统，即电视工艺设备接地、平安保护接地?p防雷接地、供电保护接地、弱电接地。此外，还应考虑机房的防静电接地及屏蔽接地。所有的接地垂直主干均引至新中心的地下联合接地体。 电视工艺设备接地是电视设备的专用地线，只允许电视设备的地线接入；平安保护接地是指将配电柜、配电箱、电气设备的金属外壳等，与综合接地装置之间做可靠的电气连接；防雷接地是建立联合共用接地系统，形成等电位防雷体系，将建筑物的根底钢筋(包括桩基、承台、底板、地梁等)、梁柱钢筋、金属框架和建筑物防雷引下线等连接起来，形成闭合良好的法拉第笼式接地；弱电接地是指机房智能化系统，包括如综

4、合安防系统、多媒体会议系统、公共播送系统、一卡通系统等弱电设备的接地；防静电接地是为了消除设备运行过程中产生的静电电荷的接地方式，而屏蔽接地则能减少电缆本身向外辐射能量并提高电缆抗外部电磁干扰的能力，防静电及屏蔽接地是指将机房的防静电地板、墙面装饰彩钢板及金属龙骨、金属材料吊顶及金属龙骨、金属导线管、金属线槽、电源电缆的屏蔽层等与综合接地装置之间做可靠的电气连接； 供电保护接地，即交流供电系统中TN-S供电接地系统中的PE线，是交流供电系统中平安保护接地。 2. 电视工艺设备接地系统设计 电视工艺地线是电视设备的专用地线，只允许电视设备的地线接入。应保证电视工艺接地与建筑构造绝缘，在引至大楼的

5、地下联合接地体前，不能与建筑构造及其它导电体接触。工艺接地系统采用星形构造单点接地法，与其它接地系统隔离。 a. 电视工艺地线拓扑构造 新中心电视工艺地线分主干线和分支线，采用树状拓扑构造。垂直主干线采用截面为450mm2铜排。楼层水平分支线采用不小于120mm2绝缘屏蔽多芯铜缆。设计要求电视工艺接地主干加分支线的总接地电阻小于0.1。 在每个楼层电视工艺接地主干线旁，设工艺接地楼层分线箱。该楼层区域所有电视工艺接地分支线均接入此楼层分线箱。电视工艺接地楼层分线箱与电视工艺接地主干线之间采用绝缘屏蔽多芯铜缆连接，连接电缆截面不小于120mm2，采用便于断开的连接方式，方便故障检查。电视工艺水平

6、接地分支线在楼层电视工艺桥架或工艺地沟敷设，通过电视工艺接地楼层分线箱分接至每一个机房。有需要进一步分接的机房另设电视工艺接地机房分线盒，机房所有电视工艺接地线接入机房分线盒。电视工艺接地地线系统拓扑构造图见图1。 b. 电视工艺地线与机房等电位地线的关系 独立的电视工艺地线可以防止对电视工艺设备的干扰。由于建筑物在遭受雷击时，建筑物将产生从上到下的电位梯度，在电视工艺地线和建筑物之间会产生很高的电位差，可能危及操作人员的平安。为此，须在电视工艺地线与建筑地线间安装等电位连接器。在雷击的瞬间等电位连接器导通，可使电视工艺地与楼层等电位综合接地到达同电位，防止电位差的还击。 c. 弱电接地系统设

7、计 机房智能化系统，包括综合安防系统、多媒体会议系统、公共播送系统、一卡通系统、虚拟网等，弱电设备的接地不应接入电视工艺接地系统。新中心为上述弱电设备接地提供了独立的弱电接地系统。由新中心的地下联合接地体连接弱电接地垂直干线，并向上引至主楼和裙楼的各层弱电间。在每个楼层弱电间弱电接地主干线旁，设一弱电接地楼层分线箱，该楼层区域所有弱电接地水平分支线均接入此楼层弱电分线箱。 d. 其他接地系统(平安保护接地、供电保护接地、防静电接地)设计 在各机房防静电地板下设置等电位连接网络，其他接地系统，包括平安保护接地、供电保护接地、防静电接地等，都采用该等电位网做为接地体。等电位网络采用宽厚为1000.

8、5mm的铜带，网格间距为3.0m3.0m，在防静电地板下铺设。机房等电位连接网络应与该楼层等电位端子进展连接。 电视工艺配电系统设计新中心电视工艺配电由主备两台工艺专用变压器供电。其中一级工艺负荷由工艺变压器引出一路，与柴油发电机电源自切后引至主备冗余UPS电源，主备冗余UPS电源分主备两路一级工艺配电，向播出和核心重要系统的电视设备供电。二级工艺配电由工艺变压器直接向其他电视技术系统和设备供电，需要不连续电源的电视系统和设备在本地机房安装UPS。 1. 电视工艺配电的设计理念 新中心工艺配电系统提出分级分系统概念，以确保播出和核心重要系统配电万无一失。一级工艺配电的系统划分为播出和节目采集传

9、送系统、全台网络核心系统、新闻播出系统三个系统。播出和节目采集传送系统、全台网络核心系统、新闻播出系统分别配置集中UPS系统方式供电，并在外电中断情况下由柴油发电机自动启动供电。集中UPS系统做到工艺配电系统的设备和配电链路的冗余。 2. 一级工艺配电UPS系统设计 电视播出系统和全台核心网络系统中根本上都是双电源设备，上述系统全年24小时工作，UPS分别采用单机双总线供电方式，单机双总线UPS系统图见图2。 单机双总线系统由两台UPS，1套UGS(同步控制器)，多台STS固态转换开关组成。UPS1和UPS2的输出分别构成总线1和总线2，UGS控制两条输出总线的同步，以便STS进展不连续切换。

10、总线1和总线2分别向双电源负载提供电源。STS向单电源负载供电。STS分散放置在主楼4层公共频道播出设备机房、主楼5层数字付费频道及新媒体播出设备机房、主楼6层总控机房、节目采集及传送中心设备机房、裙楼5层信号交换机房。 由于新闻播出系统中的新闻演播室导控室视音频大多为单电源设备，新闻播出系统采用1+1冗余并机UPS供电方式。1+1冗余并机UPS系统图见图3。 UPS 1+1冗余并机工作时，两台UPS并行工作，每台UPS的输出电压幅度、频率和相位都一样。每台UPS各自均分负载。1+1冗余并机系统中任何一台UPS出现故障停顿运行或停机维护时，停顿运行的UPS自动退出并行输出状态，负载由没有故障的

11、UPS独立承当。1+1冗余并机系统所有UPS同时停顿运行时，UPS以无连续供电方式自动从逆变器输出转换为自动旁路输出，市电通过自动旁路直接向负荷维持供电。 空调系统设计网络化电视台大量采用IT设备及IT化的视音频设备，这些设备对机房温湿度控制的要求比传统视音频设备要高，机房温湿度不在设备要求围之，会造成设备工作不正常甚至宕机。 新中心的机房空调系统采用人性化设计，对于人机共处的播出控制机房、节目上载机房采用变频多联机VRV空调，满足工作人员的舒适度。设备机房则采用精细空调，保证机房设备正常运行的温度、湿度和净化度。 1. 精细空调系统设计总体要求 由于机房的电视设备需连续运行，工作时间长，机房

12、精细空调按N+1冗余设计，能满负荷常年连续运转，具有极高的可靠性。精细空调系统的设计能使机房形成整体的气流循环，通过合理的气流组织，使机房的所有设备均能均衡得到散热和制冷效果。通过空气过滤器，能及时高效地过滤空气中的尘埃，保持机房的干净度。 2. 精细空调送风系统设计 对于设备数量多、散热和制冷要求高的播出设备机房、节目采集及传送中心设备机房、全台信息网络核心机房、全台节目生产网络主干核心机房，采用活动静电地板下送风、上回风设计，形成自然散热循环。机房的机柜采用“背对背、面对面的方式布放，形成气流的冷热通道，机柜前后门板带通风孔。冷风通过活动防静电地板形成加压层，通过地板出风口使出风平均分配至

13、机房各处。出风口设可调风闸，使风量能满足不同机柜设备的散热要求。冷通道铺设带孔出风地板，冷风从出风地板排出并被抽送到设备机柜的前面。机柜入风口(前面板)面向温度较低的通道。机柜反面排出的热气由于负压的作用由吊顶返回到精细空调，提高空气调节效率。冷热通道机柜布置见图4。 动力环境监控系统设计动力环境监控系统包括: 配电设备和UPS设备监控, 精细空调与VRV空调监控, 漏水报警监控，机房环境温湿度监测，机房及设备视频监控系统。机房动力环境监控系统具有完善的监测和控制功能，实现机房设备的统一监控。能对发生的各种事件给出处理信息，提示值班人员进展操作。发生故障或超限时，监控主系统能立刻弹出相应的报警

14、页面窗口，并给出各类报警信息。可实现远程控制和多种方式的报警输出，可向大楼智能化系统和物业管理系统提供多种信号的上传与级联。 1. 动力环境监控系统拓扑构造 动力环境监控系统采用分布式拓扑构造，划分为播出系统、信息及节目生产网络系统两个集中监控平台。各楼层监控信息会聚到本楼层机房集中监控分站，并通过专用以太网络，遵循TCP/IP协议，将动力环境监控容分别集成到播出系统和信息及节目生产网络系统集中监控平台上。电视中心动力环境集中监控平台构造见图5。 2. 机房动力环境监控 a. 配电设备监控 实时显示并保存各配电柜总进线的相电压、相电流、相功率、频率、功率因素、总功率、STS的工作状态等各监测参

15、数的数值。设定电压、电流的上限值与下限值，当监测的电压或电流超过设定的允许值时，系统诊断为故障(报警)事件发生，监控主系统立刻弹出相应的报警页面窗口，并给出各类报警信息。采用电流检测模块检测配电柜各支路电流，实现超限值报警。 b. UPS设备监控 对UPS电源机组和蓄电池进展实时监测管理。实时显示并保存各UPS通讯协议所提供的远程监测的运行参数和各部件状态，如输入相电压、输出相电压、输入相电流、输出相电流、电池电压、电池电流、电池后备时间等。 c. 精细空调、VRV空调监控 通过空调厂家提供的通信接口与通讯协议，对精细空调和VRV空调实施集中监测与控制。实时显示并保存各空调通讯协议所提供的远程

16、监测的运行参数、各部件状态及报警情况，如回风温度、回风湿度、温度设定值、湿度设定值、温湿度过高报警、温湿度过低报警、主风扇过载报警、加湿器缺水报警、滤网堵塞报警等。 d. 漏水报警监控 漏水检测系统由检测液体泄漏的定位式感应线缆和报警控制器两局部组成。当发生泄漏时，报警控制器发出报警信号，并在监控主机的平面图上显示泄漏具体位置。 e. 温湿度监测 根据机房的实际面积，加装温度、湿度传感器，检测机房的温湿度。通过加装温湿度传感器，采集机房各点的实时温湿度，提供机房各点准确的实时温湿度值。 f. 机房及设备视频监控设置监控摄像机，实时监控机房及设备运行状况。视频监控图像接入嵌入式数字硬盘录像机记录

17、并保存。机房管理人员可通过浏览器方式，直接登录数字硬盘录像机，进展监控图像浏览。数字硬盘录像机可记录并存储10天 D1格式的监控图像信号。 3. 动力环境系统的整体架构 动力环境系统的整体架构由现场设备采集层、系统监控分站、系统监控主站三层构造组成。 a. 现场设备采集层 现场设备采集层由各种I/O采集模块组成，连接各种被监控设备。将现场采集的配电、UPS、空调、温湿度、漏水等信号上传到嵌入式监控分站。现场监控输入输出设备及通讯接口采用星型模块化构造，输入输出点通过I/O模块组合完成对监控系统中需被监控设备和控制点的匹配。现场监控视频由监控摄像机采集并送嵌入式硬盘录像机进展记录。 b. 系统监

18、控分站动力环境监控系统监控分站，由嵌入式效劳器和嵌入式数字硬盘录像机组成。嵌入式效劳器实时分析、处理机房现场设备采集层的各种信息，并将设备运行数据和报警信息上传给系统监控主站，接收系统监控主站的控制命令。嵌入式效劳器可对空调、漏水、配电、温湿度等进展统一的监控管理，完成现场监控数据采集、协议转换、联动控制等各种功能，可脱离网络独立运行。嵌入式硬盘录像机采用H.264进展图像压缩编码，通过网络传输到系统监控主站。在监控主站上能以电子地图的方式直接查看有关图像信息，与其他子系统实现跨系统的联动控制。 c. 系统监控主站 动力环境监控系统监控主站，由播出系统集中监控平台和信息及节目生产网络系统集中监

19、控平台组成(参见图5)。系统监控主站硬件采用专业工控主机。 播出系统集中监控平台及信息及节目生产网络系统集中监控平台按照系统集成归属，接收各区域机房传来的各种实时数据(视频、设备运行数据和报警信息)，显示监控画面，实现对监控数据的实时处理分析、存储、显示和输出等功能。通过语音或手机短信输出报警容，发送管理人员的控制命令给各监控分站，对所属区域的动力环境和图像进展集中监控和管理。 监控主站和监控分站均支持IE浏览功能，便于管理人员随时随地了解机房的实际工作状况，实现管控一体化。 KVM网络化管理控制系统KVM是键盘(Keyboard)、显示器(Video)、鼠标(Mouse)的缩写。KVM技术通

20、过适当的键盘、鼠标、显示器的配置和KVM多主机切换系统，实现系统和网络的本地和远程集中管理，提高系统管理员的工作效率。建立“网络化集中管控系统，是广电总台网络化电视台建立的需要，可以提升机房管理水平，加强机房计算机设备和IT化电视设备的运行维护和管控。 KVM系统设计新中心KVM系统采用分布式拓扑构造，根据广电总台部门管理权限，电视中心KVM系统由播出系统、新闻网络系统、后期制作网络系统、全台网络中心系统5个子系统组成。各KVM子系统可通过专用以太控制网络，实现集中统一认征和管理。 新中心KVM系统采用模拟KVM切换设备和数字KVM切换设备相结合的混合构造。播出系统、新闻网络系统、后期制作网络系统、全台网络中心系统各子系统的机房采用模拟KVM切换设备，根据机房需要管理和控制的效劳器、交换机等设备的数量分组采用模拟KVM切换设备进展管控。各分组模拟KVM切换设备可以提供本地操作终端，方便管理用户进入机房，在机架旁操作管理其所连接的被管控的设备。 各分组模拟KVM切换设备向上级联至数字KVM切换设备。数字KVM切换设备通过IP通道提供远程管理用户的操作管理。KVM系统