智能大厦弱电系统配电模式初探

智能大厦弱电系统配电模式初探摘要：文章针对智能大厦内各弱电子系统设计安装时缺乏统一性造成的线路拥挤、信号互相干扰、运行可靠性差等问题进行了分析,着重讨论了电源及交直流隔离、接地和信号线防扰等问题,进而提出弱电机房综合化配电设计参考模式及其组合式可移动防扰,机柜的设计构想。关键字：智能大厦楼宇控制自动化(BA)综合化配电模式防扰机柜模数化电源插座近年来,,建筑智能化化技术发展很很快,尤其是网络络通讯技术发发展突飞猛进进。现在很多多高层建筑竞竞相引进各种种弱电集成系系统以提高大大厦智能化管管理水平,实现建筑设设备管理自动化(BA),通讯自动化(CA)),办公自动化(0A)。这是现代代高层建筑发发展的趋势,但在目前的的操作实现过过程中,还存在许多多问题有待于于完善和解决决。比如:现在许多高高层建筑中,各弱电子系统的核核心一机房配配电及布线的的设计和施工工就存在许多多问题:最新国标图图集《智能建建筑弱电工程程设计施工图图集》(图集号97X7000)和《建筑电电气安装工程程图集》(第4集)等,除了对消防防、保安监控控、电话站房房、电子设备备间等的配电电和布线作了了较详细的标标准做法阐述述外,对其它诸如如计算机机房房、楼控设备备机房和闭路路电视机房等的的配电和布线线标准做法阐阐述不尽详细细和全面,部分做法描描述过于模糊糊。近几年出出版的一些智智能建筑设计计技术手册(如华东建筑筑设计研究院院,东北建筑设设计研究院等编写写的)和建筑弱电电设计工程技技术手册(如刘国林、梁梁华、陈一才才等编著的)等也均未对对这一问题作作详细和深入入的探讨。现现行的《民用用建筑电气设设计规范》(JGJJ/T16一92)对这一问题题的规定也不不够详细和明明确。所以,现在大多数数建筑设计院院、专业弱电电设计安装公公司对弱电机机房的设计都都较为粗略,出图大多类似原理模式式图而不是施施工图。目前前具备强、弱弱电各系统安安装技术水平平和能力的施施工安装公司司非常少,而且由一家家电气安装公公司承接智能能大厦的所有有强、弱电设设备系统安装是不可可能也不现实实的。即便是是弱电系统集集成也不可能能由任何一家家安装公司单单独完成,因为弱电设设备种类很多多,各产品安装装公司都有各各自的产品优优势和技术优优势,智能大厦建建设方在综合合考虑质量、价价格和售后服服务等因素后后必然将弱电电系统集成工工程按系统功功能划分,分成若干弱弱电子系统项项目:大的弱电安安装公司可承承包整个楼宇宇控制自动化化系统工程项项目,如:美国Honeyywell((霍尼威尔)Johnnson(江森),英国Satchhwell((萨切维尔)等在中国的的代理安装公公司;小的弱电安安装公司可承承包到闭路电电视监控,电子防盗等等项目,这样的安装装公司举不胜胜举。这样就就造成了在实实际智能大厦厦弱电系统集集成过程中,强电安装公公司、各弱电电子系统安装装公司各行其其责,相对独立地地进行设备和和管线安装的的现状,而各设备系系统之间因缺缺乏技术安全全规范约束,相互配合、协协调做得不好好(有关建管监监督部门因此此管理不力)。所以笔者者参观和调研研的一些智能能大厦的弱电电设备机房几几乎无一例外外地存在着:不同电压等等级、频率的的信号线在机机房内交叉排排布和在设备备背面接口处处相互穿绕,电源配置不不合理,电气火灾、漏漏电和信号相相互干扰等隐隐患;系统运行可可靠性差,机房设备维维护和管理不不便等问题。为此,笔者者提出了智能能大厦弱电机机房的综合化化配电和布线线模式问题。智智能大厦弱电电机房按性质质和功能大致致可分为:计算机机房房、楼控设备备管理机房、程程控交换机房房、消防报警警和控制机房房、闭路电视机机房和保安监监控机房等。考考虑到上述各各弱电机房基基本上都有计计算机设备,本文着重对对有计算机设设备的机房进进行探讨,以供同行及及专家参考。1电源弱电机房房设备属于一一级负荷,应采用两条条专用干线寻寻|进两路独立立电源在末端端互技。对用用电容量较小小的可就近从从一级照明负负荷干线弓|进电源,当电源故障障率高时,可考虑在机机房附近设置置自备发电机机或增加蓄电电池容量。计计算机设备对对电源要求质质量较高,不仅要求采采用不间断供供电系统,而且要求电电源电压波动动在±10%以内才能正常工工作。一些网网络数据传输输设备甚至要要求电源电压压波动在±5%以内。而智智能大厦弱电电系统集成过过程一般处于于大厦竣工精精装修阶段,各类建筑设设备使用频繁繁,电源电压很很难满足上述述要求。智能能大厦技人使使用后,在上下班时时间段内,供电系统电电源电压也经经常超出土10%波动范围。大大量实测资料料可以说明这这一点。所以以,在设计选取不不间断供电电电源(UPS)时:(1)应使其输输出功率大于于用电设备额额定功率之和和的1.3～1.5倍,额定放电时时间应为10～30分钟。(2)应满足抗抗电压波动指指标,否则应在UPS电源前设置置电源稳压器器。(3)用电设备备中整流器负负荷较大时,在UPS电源前配电电回路上设置置谐波吸收器器来吸收高次次谐波,使输出电压,总波形的失失真度不超过过5%(单相输出允允许10％),电网质量较较差的地区应应在UPS电源装置前前设置频率偏偏差保护器。(4)根据用电电设备对供电电可靠性和连连续性的要求求,选取UPS电源工作方方式:单一式、并并联式、冗余余式和并联冗冗余式。其旁旁路电源应满满足负荷容量量和特性要求求。旁路上设设置滤波器,自备发电机机不作旁路电电源直供负荷荷。设计单位位和施工安装装公司必须像像设计安装配配电房时充分分了解掌握供供电对象和环环境资料一样样充分搜集弱弱电机房设备备和系统资料料才能做好电电源设计和布布置,从而合理满足弱电机房房用电需要。弱弱电机房应设设单独电源管管理间,用防火墙与与弱电设备隔隔离,避免电源管管理间噪声、蓄蓄电池酸碱液液渗漏和电气气火灾等事故故传播到弱电电设备机房内。弱电设设备机房与电电源管理间设设单扇朝电源源管理间方向向开启的连通通门,可考虑在弱弱电设备机房房与电源管理理间之间设置置玻璃观察视视窗。电源管管理间应做水水泥地面,为防潮防湿可可砌0.3～0.5m高水泥平台台搁置UPS电源。对于于发送和接收收数据信号任任务繁重,网络服务器器较多的计算算机机房和楼楼控设备管理理机房,应考虑选取取智能UPS电源,要求其将因因主电源故障障、自身充电电故障或其它它原因等使其其蓄电能力不不足,不能正常供供电这一情况况发送给上述述机房系统监监控主机,系统监控主主机应具备相应硬件接接口和电源监监控处理软件件,对系统内各各数据处理机机和服务器等等进行顺序设设置,强制存储各各自当前数据据信息、备份份文件、进入入睡眠状态和和执行关机操操作等,避免数据传送送紊乱和计算算机控制系统统误操作等。智智能UPS电源故障排排除、恢复供供电后,应发送信号号给系统监控控主机,使其重新启启动,由它激活和和重启系统各各数据处理机和服务器器等动态实时时工作设备。2接地弱电机房电电气接地有三三种:(1)直流地(包括逻辑量量及模拟量信信号系统的接接地)(2)交流工作地(3)安全保护地地。以上三种种接地的接地地电阻值均要要求不大于4Ω对于智能大大厦,可靠而又经经济可行的接接地方法是采采用共同接地地方式,和防雷接地共用一一组接地装置置,采用TN一S接地系统。交交流工作地和和安全保护地地分别取自电电源供电线上上的N线和PE线。智能大大厦统一接地地体的电阻一一般都小于1Ω,笔者考察和调调研过北京、上上海、重庆、深深圳和海南的的一些高层建建筑项目,它们的统一一接地电阻大大都为0.2～0.5Ω,某些高层建建筑个别测试试点接地电阻阻值最大不过过0.8Ω。当然,统一接地电电阻不应大于于1Ω的要求是一一个最低限值值,在具体工程程中应越小越越好,如达不到要要求应增加接接地体数量或或采取人工降降阻措施来满满足实测要求(宜选用高效效率且对接地地体无较大腐腐蚀的降阻剂剂)。这里略作作强调的是:引进弱电机机房UPS电源管理间间的两路电源源时,主电源采用用三相五芯(3L+NN+PE)绝缘防火电电缆,备用电源采采用兰相四芯芯(3L+NN)绝缘防火电电缆。用主电电源电缆PE线在电源管管理问互投切切换箱内作辅辅助等电位接接地端子排。需需要做直流地地的弱电机房(如程控交换换机房和计算算机网络设备备机房等)应邻设于计计算机机房,电源交流工工作地和安全全保护地取自自计算机机房房电源管理间间,单独从大厦厦变配电房总总等电位接地母排寻|上两根截面面积不小于16mm2的绝缘防火火电缆(如:单芯16mm2、三芯6mm2和四芯4mm2等),在有直流接接地的弱电机机房设专用金金属接线箱汇接它们,做直流接地地端子排供直直流地设备端端接使用。大大厦变配电房房总等电位接接地母排应设设避雷器、放放电间隙或浪浪涌电压抑止止器等保护装装置,以防雷击时时接地装置电电位升高,通过接地线线反击电气设设备,引起直流地地电位较大波波动而导致电电子设备工作作失常。弱电机房内内防静电活动动地板距地面面0.3m高。沿机房四边墙线用20x4mmm扁钢或中6mm钢筋将活动动地板金属支支撑管脚做多多点重复接地地焊接,在近电源管管理间一侧用用6mm2以上的铜芯芯绝缘线穿钢钢管或PVC管接人电源管理理间内的辅助助等电位接地地母排,使弱电机房房地板面既成成为安全可靠靠的等电位平平面,又屏蔽保护护了地板下各各种信号线路路免受电磁干干扰,还隔离了地地板上、下不不同电压和频频率信号线路路间的相互干干扰。3配电和布线线弱电机房电电源管理间电电源进线注意意采取防雷击击措施,不宜使用铠铠装电缆,否则将电缆缆的金属外皮皮与接地装置置连接。从大大厦外引入的的铠装信号电电缆和屏蔽信信号线进入弱弱电机房前应应注意采取防防雷击措施,避免沿建筑筑外墙或靠近近防雷引下线线敷设,以免遭受雷雷击,以及避免在在雷击建筑物物时,受到防雷装装置引来的高高频电磁干扰扰。上述线缆缆进入弱电机机房后,应设金属接接线箱(盒)在其内将线线缆金属(屏蔽)外皮接连避避雷器或浪涌涌电压抑止器器,然后与弱电电机房辅助等等电位接地母母排用截面积积不小于6mm2铜芯绝缘线线连通,穿钢管保护护敷设。这样样做还可以抑抑制上述线缆缆在传输路途上上接收到的其其它邻近干扰扰源产生的高高频电磁干扰扰信号,从而有效可可靠地保证信信号传输的质质量。从弱电电机房弓|出的信号线线路应用金属属线槽沿墙并并在吊顶内敷设,避免与其它它电气管路平平行紧贴敷设设。尽量避开开空调、消防防、暖气和给给排水等管道道,与它们的间间距大于0.3m。弱电机房UUPS电源出线接设金属配电电箱,底边距地1.4m暗装,若有困难亦亦可挂墙明装装,根据弱电机机房内设备负负荷容量和分分布情况分设设单、三相回回路,用小型真空空断路器如C45N、DZ47等线路保护护开关,箱内设置辅辅助等电位接接地母排。对对于兰相输出出的负荷不平平衡度,最大一相和和最小一相负负载的基波均均方根电流之之差,不应超过UPS电源额定电流的25%,而且最大线线电流不超过过额定值。弱弱电机房照明明负荷和空调调负荷不由UPS电源供电,应由电源、管管理间互投切切换箱设置照照明供电回路路和额定功率率,总和小于2kW的风机盘管管或分体空调调机配电回路路供电。在机机房出入口附附近墙面方便便位置暗装照照明开关箱或或开关面板,空调插座设设置在机房活活动吊顶内墙墙面上或距地地1.8m的墙面上,额定功率总总和大于2kW的空调负荷荷应由弱电机机房所在楼层层附近的动力力或照明配电电箱配电,照明负荷和和空调负荷线线路均沿吊顶顶内或墙面敷敷设,避免在弱电机机房内活动地地板下穿越。另另由该互技切切换箱配置电电源管理间内内的单相检修修电源回路,在电源管理理间各墙面距距地0.3m设置检修电电源插座,禁止使用2kW以上大功率率电感性电动动工具,确需使用这这类工具以及及三相检修设设备,应使用施工工移动式配电电盘从弱电机机房所在楼层层附近的动力力或照明配电电箱接取电源源。弱电机房房设备桌、机柜和和配线架三种种方式布置。这里以电源源管理间在机机房右侧为例例,其它情况可可类似处理。如如图2所示,从UPS电源配电箱箱寻|出的配电线路穿薄皮钢钢管或阻燃PVC管从弱电机机房活动地板板下敷设至各各排设备桌、机机柜和配线架架的背面,从带穿线孔孔的活动地板板(可选购或定定制这类活动动地板,穿线孔一般般为φ20～φ32mm)引上穿管保保护接进金属属导轨式插座座线槽、机柜柜或配线架。金金属导轨式插插座线槽用螺螺栓固定安装装在设备桌背背面距活动地地板0.1～0.3m为宜。一般电电源插接件设设备自带电源源线为1.0～2.0m,而设备桌高高度一般在1.0m以下,完全可满足足电源插接距距离要求,这里需作说说明的是设备备桌上设备一一般为单相负荷J若有三相设设备应为落地地摆放,设专线回路路用地面插座座盒(接线盒)配电。金属属导轨式插座座线槽内卡装装模数化电源源插座,未卡装插座座部位用金属属盖板(每块0.2m长为宜)卡扣,起到安全保保护和电磁屏屏蔽的作用。模模数化电源插插座分端接件件和中联件两两种。这种插座的的插座孔(如图3所示,正面)对二、三极极外接设备插插头兼容通用用,根据需要还还可作附带开开关或防护罩罩,可方便扩展展和拆装,卡装在金属属导轨式插座座线槽内牢固固、可靠和安安全,并按设备桌桌上设备位置和数量分分组配置模数数化电源插座座,组间用与供供电电源线同同型号的线连连接,尽量使设备备桌上的设备备电源插头线线垂直跨越桌桌边接进模数数化电源插座座,使设备桌背背面电源接线整齐、安安全、美观且且便于检修。信号线缆在在活动地板下下从机柜、配配线架至各设设备应用金属属线槽沿设备备桌或机房主主平面内纵横横敷设,从设备桌背面的活动动地板穿线孔孔弓l上接进设备(注意不得与与电源线路共共用活动地板板穿线孔,且间距大于0.1m)。信号线缆缆避免沿机房房墙边敷设以以防与强电线线管交叉等。桌上设备之之间的信号连连线是短线的的(长度小于3m)沿设备背部部桌面明敷,但不得悬吊吊在设备桌背背侧空中;是长线的(长度大于3m)应从活动地地板穿线孔翻翻下(上)穿薄皮钢管管在活动地板板下敷设。上述做法较较科学地保证证了弱电机房房供电的可靠靠和安全,各种不同电电压和频率的的信号线缆敷敷设安全、相相互隔离度好好、整齐、美美观并方便维维护管理。4防扰机柜的的设计构想弱电机房房的机柜、单单侧有源配线线架(单面设接线线排,柜内上部设设搁板放置有有源设备如路路由器和集线线器等)合理布线才才能保证电气气安全、相互互隔离度好和和维护检修方方便。目前大大多数成品机机柜和单侧有有源配线架存存在电气隐患患:强、弱电线线路在机柜背背面交叉严重重,机柜内配电电没有统一规规范标准。目目前做法大多多是利用机柜柜背面、底部部或上部空余余地方任意摆摆放保护开关关和电源插线线板,有的甚至把把电源插线板板悬吊在空中中(有时对机柜柜进行操作管管理时也会无无意地造成这这种情况),这样很容易易导致接触不良或漏电电使设备发生生掉电故障,甚至寻|起电气火灾灾。为此,笔者进行了了防扰机柜设设计构想(即改造目前前具有上述问问题的成品机机柜和配线架架):首先从外形形上,应设计机柜宽宽度大于0.5m,使机柜能横横跨活动地板板的两根支撑撑横担(活动地板块块一般为0.4x0.4m22和0.5x0.5m22正方形板),从而保证支支撑牢靠,下进出线穿穿越活动地板板方便。机柜柜高度不大于于2m,以便于操作作和维护。进进深宽度可按按最大内置设设备进深宽度度+0.33m设计。机柜柜底部支撑脚脚采用滑轮使使机柜成为可可移动式的,这样便于安安装调整和检检修,面门设计为为单扇拉开式式,门面为有机机玻璃镶嵌金金属边框以便便于观察和监监护。其次,在机柜内顶顶部或侧面安安装1~4个嵌入式冷却却排气扇(功率在100W以下),从而保证机机柜内温升符符合电气使用用标准,使内置设备备不受电热影影响保持正常工作。第第三,按内置设备备数量和大小小设计分层搁搁板,按进出线对对数量和种类类设计接线端端子排、过线线架和分线器器等。一般设设计机柜上部部摆放有源设设备,下部做配线线架和进出线缆缆接口。在机机柜上部有源源设备的背侧侧安装金属隔隔板,由机柜顶部部至最下层有有源设备,金属隔板将将机柜