綜合布線系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)原理與示意圖

　　隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及越來(lái)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(gè)高速，大容量的信息傳送平臺(tái)，為建筑智能化提供了快速的信息通道。我國(guó)每年因雷擊破壞建筑物內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的事件時(shí)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(jì)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(yīng)雷。雷電直接擊中線路并經(jīng)過(guò)電器設(shè)備入地的雷擊過(guò)電流稱為直擊雷；由雷閃電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁場(chǎng)變化與導(dǎo)體感應(yīng)出的過(guò)電壓，過(guò)電流形成的雷擊稱為感應(yīng)雷。
　　目前，在智能大樓防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，是執(zhí)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057－ 94，設(shè)計(jì)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(gè)整體，避雷網(wǎng)通過(guò)全部立柱基礎(chǔ)的鋼筋作為接地體，將強(qiáng)大的雷電流入大地。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安置在建筑物內(nèi)，受建筑物防雷系統(tǒng)保護(hù)，直擊雷擊中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可能性非常小，計(jì)算機(jī)設(shè)備抗直擊雷能力很低，防護(hù)設(shè)備非常昂貴，通常不必安裝防護(hù)直擊雷的設(shè)備，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須防感應(yīng)雷。
　　感應(yīng)雷可由靜電感應(yīng)產(chǎn)生，也可由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，形成感應(yīng)雷電壓的機(jī)率很高，對(duì)建筑物內(nèi)的低壓電子設(shè)備威脅巨大，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及電話程控交換機(jī)的防雷工作重點(diǎn)是防止感應(yīng)雷入侵。入侵計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的雷電過(guò)電壓過(guò)電流主要有以下三個(gè)途徑：
　　1.由交流電220V電源供電線路入侵
　　計(jì)算機(jī)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(yīng)雷。直擊雷擊中高壓電力線路，經(jīng)過(guò)變壓器耦合到220伏低壓，入侵計(jì)算機(jī)供電設(shè)備；另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應(yīng)雷過(guò)電壓。在220伏電源線上出現(xiàn)的雷電過(guò)電壓平均可達(dá)10000伏，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可造成毀滅性打擊。
　　2.由計(jì)算機(jī)通信線路入侵
　　可分為三種情況：(1)當(dāng)?shù)孛嫱怀鑫镌庵睋衾状驌魰r(shí)，強(qiáng)雷電壓將鄰近土壤擊穿，雷電流直接入侵到電纜外皮，進(jìn)而擊穿外皮，使高壓入侵線路。(2)雷云對(duì)地面放電時(shí)，在線路上感應(yīng)出上千伏的過(guò)電壓，擊壞與線路相連的電器設(shè)備，通過(guò)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(guò)一條多芯電纜連接不同來(lái)源的導(dǎo)線或者多條電纜平行鋪設(shè)時(shí)，當(dāng)某一導(dǎo)線被雷電擊中時(shí)，會(huì)在相鄰的導(dǎo)線感應(yīng)出過(guò)電壓，擊壞低壓電子設(shè)備。
　　3.地電位反擊電壓通過(guò)接地體入侵
　　雷擊時(shí)強(qiáng)大的雷電流經(jīng)過(guò)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(shí)，即產(chǎn)生高壓地電位反擊，入侵電壓可高達(dá)數(shù)萬(wàn)伏。建筑物防直擊雷的避雷引入了強(qiáng)大的雷電流通過(guò)引下線入地，在附近空間產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)變化，會(huì)在相鄰的導(dǎo)線(包括電源線和信號(hào)線)上感應(yīng)擊雷電過(guò)電壓，因此建筑物避雷系統(tǒng)不但不能保護(hù)計(jì)算機(jī)，反而可能引入了雷電。計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)防雷系統(tǒng)，層層防護(hù)，確保計(jì)算機(jī)特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。
　　在防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，目前通常作法是下面兩點(diǎn)
　　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(lái)，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(hù)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(yīng)過(guò)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(jí)保護(hù)，在低壓側(cè)安裝閥門式防雷裝置作為第二級(jí)保護(hù)，在樓層配電箱安裝電源避雷箱作為第三級(jí)保護(hù)。
　　還應(yīng)設(shè)計(jì)綜合布線系統(tǒng)防雷
　　綜合布線系統(tǒng)包括六個(gè)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(gè)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(gè)五類數(shù)據(jù)點(diǎn)含一個(gè)RJ45插座，三類語(yǔ)音點(diǎn)含一個(gè)RJ45插座。連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，在管理子系統(tǒng)中已經(jīng)采取了保護(hù)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(guò)語(yǔ)音點(diǎn)連接計(jì)算機(jī)，由于語(yǔ)音線路與外線連接，有必要安裝信號(hào)避雷器，作為末級(jí)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(dāng)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(jī)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(gè)19英寸的機(jī)柜中，材料包括五類配線架，光纖配線架，繞線環(huán)，標(biāo)簽等，采用雙絞線作為垂直主干線，需要在機(jī)柜中安裝計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷器，作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二級(jí)防雷措施，防護(hù)由于引下線泄放雷電流而形成的電磁場(chǎng)突變產(chǎn)生的感應(yīng)雷；語(yǔ)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(duì)接線板，繞線環(huán)和標(biāo)簽等，管理區(qū)子系統(tǒng)需要裝信號(hào)避雷器，作為通信線路第二級(jí)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(jì)算機(jī)房，程控交換機(jī)房)至各層管理間，采用大對(duì)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(yǔ)音主干線按照程控交換機(jī)和電信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和做法，采用三類非屏蔽大對(duì)數(shù)雙絞電纜，已在管理區(qū)子系統(tǒng)安裝了信號(hào)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(duì)數(shù)雙絞電纜，已在管理區(qū)子系統(tǒng)安裝了信號(hào)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主干線絕對(duì)避免了由于引下線泄放雷電流而形成的電磁場(chǎng)突變產(chǎn)生的感應(yīng)雷，是最好的防雷措施。
　　5.設(shè)備間子系統(tǒng)
　　它是整個(gè)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(jì)算機(jī)主機(jī)房，程控交換機(jī)房?jī)?nèi)。通常分為語(yǔ)音管理和數(shù)據(jù)管理兩部分。
　　語(yǔ)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(jìn)線等，經(jīng)與垂直干線子系統(tǒng)跳接后，連通各語(yǔ)音管理子系統(tǒng)。安裝通信避雷柜(保安配線柜)，連接進(jìn)出大樓的通信線路，覆蓋了進(jìn)出大樓所有通信線，大對(duì)數(shù)通信電纜必須埋地鋪設(shè)，防護(hù)由于進(jìn)出、大樓的通信線路引入的感應(yīng)雷。
　　數(shù)據(jù)設(shè)備管理子系統(tǒng)，與大樓計(jì)算機(jī)房在同層，方便操作和管理，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心，采用光纖作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主干線，絕對(duì)避免了雷電影響 ，是最好的防雷措施；若采用大對(duì)數(shù)雙絞電纜作為數(shù)據(jù)傳輸主干纜，需要在機(jī)柜中安裝計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷器，作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第一級(jí)防雷措施。
　　6.建筑群子系統(tǒng)
　　它是將多個(gè)建筑物的數(shù)據(jù)通信信號(hào)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(jìn)入建筑物內(nèi)鋪設(shè)時(shí)，電纜必須單獨(dú)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(dāng)導(dǎo)線的屏蔽層，不能共用強(qiáng)電金屬橋架或強(qiáng)電金屬管線。強(qiáng)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(shí)，凈距離不小于20厘米。
　　進(jìn)出建筑物的通信線，不能通過(guò)架空線進(jìn)出大樓，必須通過(guò)埋地敷設(shè)，并且需要加裝金屬護(hù)套或屏蔽層。
　　隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)用的普及，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基本措施，在建筑物設(shè)計(jì)施工特別是綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工時(shí)，應(yīng)得到高度重視。