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浅析智能大厦弱电系统配电模式

来源: 发布时间:2018-8-22 2:06:08
浅析智能(intelligence)大厦弱电系统配电模式

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。
  智能(intelligence)大厦弱马达房按性质和功能大致可分为:计算机机房、楼控设备管理机房、程控交换机房、消防报警和控制(control)机房、闭路电视机房和保安监控机房等。考虑到上述各弱电机房基本上都有计算机设备,本文着重对有计算机设备的机房进行探讨,以供同行及专家(zhuānjiā)参考。
  1 电源
  弱电机房设备属于一级负荷,应采用两条专用干线寻|进两路独立电源在末端互技。对用电容量较小的可就近从一级照明负荷干线弓|进电源,当电源故障率高时,可考虑在机房附近设置自备发电机或增加蓄电池容量。计算机设备对电源要求质量较高,不仅要求采用不间断供电系统,而且要求电源电压波动在±10%以内才能正常工作(WORK)。一些网络数据传输设备甚至要求电源电压波动在±5%以内。而智能大厦弱电系统集成过程一般处于大厦竣工精装修阶段,各类建筑设备使用频繁,电源电压很难满足上述要求。智能大厦技人使用后,在上下班时间段内,供电系统电源电压也经常超出土10%波动范围。大量实测资料可以说明这一点。所以,在设计选取不间断供电电源(UPS)时:
  (1)应使其输出功率大于用电设备额定功率之和的1.3~1.5倍,额定放电时间应为10~30分钟。弱电工程主要包括以下子系统: 计算机管理系统工程; 楼宇设备自控系统工程; 保安监控及防盗报警系统工程; 智能卡系统工程; 通讯系统工程; 卫星及共用电视系统工程; 车库管理系统工程; 综合布线系统工程;  计算机网络系统工程; 广播系统工程;  会议系统工程; 视频点播系统工程;  智能化小区综合 物业管理系统工程; 可视会议系统工程; 大屏幕显示系统工程; 智能灯光、音响 控制系统工程; 火灾报警系统工程; 计算机机房工程。
  (2)应满足抗电压波动指标,否则应在UPS电源前设置电源稳压器。弱电系统电力应用按照电力输送功率的强弱可以分为强电与弱电两类。建筑及建筑群用电一般指交流220V50Hz及以上的强电。主要向人们提供电力能源,将电能转换为其他能源,例如空调用电,照明用电,动力用电等等。
  (3)用电设备中整流器负荷较大时,在UPHOTOSHOP电源前配电回路上设置谐波吸收器来吸收高次谐波,使输出电压,总波形的失真度不超过5%(单相输出允许10%),电网质量较差的地区应在UPS电源装置(zhuāng zhì)前设置频率偏差保护器。
  (4)根据用电设备对供电可靠性和连续性的要求(demand),选取UPS电源工作(WORK)方式:单一式、并联式、冗余式和并联冗余式。弱电系统智能建筑中的弱电主要有两类,一类是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流与直流之分,交流36V以下,直流24V以下,如24V直流控制电源,或应急照明灯备用电源。另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、电视、计算机的信息。其旁路电源应满足负荷容量和特性要求。旁路上设置滤波器,自备发电机不作旁路电源直供负荷。
  设计(Design)单位和施工安装公司必须像设计安装配电房时充分了解掌握供电对象和环境资料一样充分搜集弱电机房设备和系统资料才能做好电源设计和布置,从而合理满足弱电机房用电需要。
  2 接地(earthing)
  弱电机房电气接地有三种:
  (1)直流地(包括逻辑量及模拟量信号系统(system)的接地)
  (2)交流(communication)工作地
  (3)安全保护地。以上三种接地的接地电阻值均要求不大于4Ω对于智能大厦,可靠而又经济(jīng jì)可行的接地方法是采用共同接地方式,和防雷接地共用一组接地装置,采用TN一S接地系统。交流工作(WORK)地和安全保护地分别取自电源供电线上的N线和PE线。智能大厦统一接地体的电阻一般都小于1Ω,笔者考察和调研过北京、上海、重庆、深圳和海南的一些高层建筑项目,它们的统一接地电阻大都为0.2~0.5Ω,某些高层建筑个别测试点接地电阻值最大不过0.8Ω。当然,统一接地电阻不应大于1Ω的要求是一个最低限值,在具体工程中应越小越好,如达不到要求应增加接地体数量或采取人工降阻措施来满足实测要求(宜选用高效率(efficiency)且对接地体无较大腐蚀的降阻剂)。
  3配电和布(cloth)线(wiring)
  弱电机房电源管理间电源进线注意采取防雷击措施,不宜使用(use)铠装电缆,否则将电缆的金属外皮与接地装置连接。从大厦外引入的铠装信号电缆和屏蔽信号线进入弱电机房前应注意采取防雷击措施,避免沿建筑外墙或靠近防雷引下线敷设,以免遭受雷击,以及避免在雷击建筑物时,受到防雷装置引来的高频电磁干扰。上述线缆进入弱电机房后,应设金属接线箱(盒)在其内将线缆金属(屏蔽)外皮接连避雷器或浪涌电压抑止器,然后与弱电机房辅助等电位接地母排用截面积不小于6mm2铜芯绝缘线连通,穿钢管保护敷设。
  弱电机房UPS电源出线接设金属配电箱,底边距地1.4m暗装,若有困难亦可挂墙明装,根据弱电机房内设备负荷容量和分布情况分设单、三相回路,用小型真空断路器如C45
  N、DZ47等线路保护开关,箱内设置辅助等电位接地母排。对于兰相输出的负荷不平衡度,最大一相和最小一相负载(load)的基波均方根电流之差,不应超过UPS电源额定电流的25%,而且最大线电流不超过额定值。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志总第491期2013年第05期-----转载须注名来源弱马达房照明负荷和空调负荷不由UPS电源供电,应由电源、管理间互投切换箱设置照明供电回路和额定功率,总和小于2kW的风机盘管或分体空调机配电回路供电。在机房出入口附近墙面方便位置(position )暗装照明开关箱或开关面板,空调插座设置在机房活动(huó dòng)吊顶内墙面上或距地1.8m的墙面上,额定功率总和大于2kW的空调负荷应由弱电机房所在楼层附近的动力或照明配电箱配电,照明负荷和空调负荷线路均沿吊顶内或墙面敷设,避免在弱电机房内活动地板下穿越。另由该互技切换箱配置电源管理间内的单相检修电源回路,在电源管理间各墙面距地0.3m设置检修电源插座,禁止使用2kW以上大功率电感性电动工具,确需使用这类工具以及三相检修设备,应使用施工移动式配电盘从弱电机房所在楼层附近的动力或照明配电箱接取电源。弱电机房设备桌、机柜和配线架三种方式布置。
  4 防扰机柜的设计构想
  弱电机房的机柜、单侧有源配线架(单面设接线排,柜内上部设搁板放置有源设备(shèbèi)如路由器和集线器等)合理布线才能保证电气安全、相互隔离度好和维护检修方便。目前大多数成品机柜和单侧有源配线架存在电气隐患:强、弱电线路在机柜背面交叉严重,机柜内配电没有统一规范标准。为此,笔者进行了防扰机柜设计构想(即改造目前具有上述问题的成品机柜和配线架):首先从外形上,应设计机柜宽度大于0.5m,使机柜能横跨活动地板的两根支撑横担(活动地板块一般为0.4x 0.4m2和0.5x 0.5m2正方形板),从而保证支撑牢靠,下进出线穿越活动地板方便。机柜高度不大于2m,以便于操作和维护。进深宽度可按最大内置设备进深宽度+0.3m设计。机柜底部支撑脚采用滑轮使机柜成为可移动式的,这样便于安装调整和检修,面门设计为单扇拉开式,门面为有机玻璃镶嵌金属边框以便于观察( observe)和监护。其次,在机柜内顶部或侧面安装1~4个嵌入式冷却排气扇(功率在100W以下),从而保证机柜内温升符合电气使用标准,使内置设备不受电热影响保持正常(normal)工作(WORK)。第三,按内置设备数量和大小设计分层搁板,按进出线对数量和种类设计接线端子排、过线架和分线器等。
  5结束语
  随着智能大厦的迅速发展,弱电系统多元化及其集成技术均给现有的电气系统和技术模式带来了许多新的问题和课题。本文根据当前智能建筑设计和安装中存在的一些问题,提出弱电机房综合化配电模式以及防扰机柜的设计构想。力求解决电源配置(dispose)、交直流隔离、接地和信号线防扰等问题,从而优化弱电机房的布置(arrange)和配线,保障供电可靠、用电安全和各种信号线传输质量,消除失电、漏电、交扰及火灾隐患等。

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