耿效東

[摘 要] 本文針對(duì)監(jiān)測(cè)機(jī)房設(shè)備電源布線，從技術(shù)方面對(duì)監(jiān)測(cè)機(jī)房配電模式、不間斷電源、信號(hào)線防擾等方面提出改進(jìn)方法，優(yōu)化設(shè)備間及管理區(qū)子系統(tǒng)的布置和配線方案，確保各信息傳輸通道的信息交換和傳輸質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞] 綜合布線系統(tǒng)；UPS；機(jī)房設(shè)備；配電

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 06. 037

[中圖分類(lèi)號(hào)] F272；TN405.97 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2014）06- 0059- 04

綜合布線系統(tǒng)作為一種規(guī)范化和靈活性極高的信息傳輸通道，在廣播電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中通過(guò)統(tǒng)一的信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息匯集、資源共享及優(yōu)化管理等綜合功能系統(tǒng)。本文針對(duì)不同功能設(shè)備的配電模式、不間斷電源、接地及信號(hào)線防擾等問(wèn)題，提出優(yōu)化綜合布線布局及配線方案，使設(shè)備負(fù)荷配置、修改及診斷維護(hù)工作更加規(guī)范，確保供配電系統(tǒng)和各種信號(hào)線的傳輸質(zhì)量。

1 綜合布線現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

我臺(tái)機(jī)房設(shè)備電源布線方式是由機(jī)房UPS配電箱供電，分成多路輸出，從防靜電地板下敷設(shè)到各個(gè)機(jī)柜下端口，其供電電源存在以下幾方面問(wèn)題：

（1） 由多個(gè)機(jī)柜并接一路電源，不僅不利于線路布局，更主要會(huì)造成供電線路工作負(fù)荷過(guò)重，容易產(chǎn)生供電線路發(fā)熱老化及空開(kāi)跳閘等不安全隱患。

（2） 由于只有一路供電，經(jīng)常存在外電線路停電檢修情況，雖然機(jī)房設(shè)備由不間斷電源系統(tǒng)供電，但受到供電能力和時(shí)間的限制，給我臺(tái)機(jī)房供配電系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來(lái)了一定影響。

（3）根據(jù)GB50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.15條規(guī)定：“活動(dòng)地板下部的電源線應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離計(jì)算機(jī)信號(hào)線，并避免并排敷設(shè)，當(dāng)不能避免時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的屏蔽措施”。 目前，我臺(tái)機(jī)房設(shè)備間強(qiáng)、弱電均在防靜電地板下并排敷設(shè)，設(shè)備電源線和信號(hào)線的布線系統(tǒng)沒(méi)有采取獨(dú)立和隔離的敷設(shè)方式，線路布局不符合規(guī)范要求。

2 綜合布線電源系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)思路

2.1 機(jī)房綜合布線主導(dǎo)思想

為保證機(jī)房所承擔(dān)的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)任務(wù)24小時(shí)不間斷地正常運(yùn)行，綜合布線系統(tǒng)要求電源安全可靠。系統(tǒng)供電采用直接供電與UPS結(jié)合方式，電源的設(shè)計(jì)和布線要與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和布線同時(shí)考慮，避免強(qiáng)電源對(duì)網(wǎng)絡(luò)的電磁干擾。同時(shí)要考慮系統(tǒng)電源擴(kuò)散、升級(jí)等的可能性，所以應(yīng)預(yù)留擴(kuò)展空間。

2.2 機(jī)房綜合布線整體布局

機(jī)房的電力配線由配電室分成兩路供電，其中一路是市電供電負(fù)荷：室內(nèi)外空調(diào)機(jī)、市電插座、照明系統(tǒng)電源等；第二路進(jìn)入到機(jī)房UPS配電柜，由UPS輸出配電柜供給機(jī)房設(shè)備間計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器系統(tǒng)等負(fù)荷用電。同時(shí)應(yīng)急燈與正常照明共用，由市電供電。當(dāng)市電出現(xiàn)停電或故障時(shí)，可自行切換到應(yīng)急照明電源。以機(jī)房配線區(qū)域?yàn)槔?，劃分?個(gè)區(qū)：主干布線區(qū)、水平布線區(qū)、設(shè)備分配區(qū)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

主干布線區(qū)是配電室布線系統(tǒng)到機(jī)房布線系統(tǒng)之間的空間，由臺(tái)內(nèi)配電室低壓柜送出二路電，分別給機(jī)房UPS和電力照明配電柜，同時(shí)從機(jī)房UPS室給各樓層配電箱提供電源；水平布線區(qū)是連接樓層配電箱到工作區(qū)信息插座之間的線纜，設(shè)備間機(jī)柜電源來(lái)自于樓層UPS配電箱；設(shè)備分配區(qū)終端設(shè)備供電，主要包括計(jì)算機(jī)及通信系統(tǒng)、交換機(jī)、服務(wù)器及外圍設(shè)備的電源分配。

3 綜合布線電源系統(tǒng)改造方案

（1）機(jī)房設(shè)備間通常采用的是直接供電和UPS相結(jié)合的方式，由市電直接給機(jī)房和設(shè)備間的輔助設(shè)備供電，如照明設(shè)施等；計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的互連設(shè)備均由UPS電源供電，這樣是為了防止輔助設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾影響交換機(jī)、接收設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備受到電磁干擾，影響信息的傳輸質(zhì)量，這種供配電方式不僅減少了系統(tǒng)之間的相互干擾，也有利于設(shè)備的維護(hù)和檢修。

（2）根據(jù)GB50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.6條規(guī)定：“對(duì)供電可靠性要求較高，一般穩(wěn)壓穩(wěn)頻設(shè)備不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采用備用電源自動(dòng)投入方式或柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)急啟動(dòng)供電方式”。按規(guī)定要求，要保證機(jī)房不停電，①在配電室前端引入兩路市電，條件允許時(shí)可加設(shè)發(fā)電機(jī)，成為多路供電，提高供電的可靠性；②在機(jī)房設(shè)UPS，并附設(shè)一定的直流電池組作為后備電源。其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)外電只有一路的供電時(shí)，采用由市電供電加備用發(fā)電機(jī)的運(yùn)行方式，保障電源可靠運(yùn)行的需要。設(shè)備間采用不間斷電源（UPS）供電，最大限度滿足了機(jī)房計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)供電電源質(zhì)量的要求。停電時(shí)，由市電電源供電與備用發(fā)電機(jī)可在配電室內(nèi)進(jìn)行切換，經(jīng)過(guò)UPS給機(jī)房設(shè)備提供高可靠電源，滿足設(shè)備間的用電要求。

（3）系統(tǒng)采用集中控制方式，電源進(jìn)線通過(guò)電纜引入配電柜與出線配電柜并排安裝于機(jī)房UPS室，監(jiān)測(cè)機(jī)房設(shè)備電源引自UPS出線柜；空調(diào)、市電插座、照明等其他電源引自電力配電箱，按集中控制與就地操作相結(jié)合的原則。通常監(jiān)測(cè)機(jī)房設(shè)備間由多種不同業(yè)務(wù)的機(jī)柜并排放置連接組成，每個(gè)機(jī)柜單獨(dú)由設(shè)備間UPS配電箱送電，通過(guò)防靜電地板下端的電源線管或線槽延伸到相應(yīng)的機(jī)柜下部，沿機(jī)柜內(nèi)側(cè)將電源線引到機(jī)柜上部的空開(kāi)，電源插座給該機(jī)柜中的設(shè)備供電，這種布線方式避免了受到其他機(jī)柜設(shè)備電源的影響，當(dāng)機(jī)柜電源出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時(shí)能夠及時(shí)查找到故障隱患。機(jī)房供電電源采用三相五線制，機(jī)房配電線路設(shè)置過(guò)流、過(guò)載保護(hù)，根據(jù)每個(gè)機(jī)柜用電負(fù)荷有選擇性的進(jìn)行分配。如圖2所示。

（4）機(jī)房配電系統(tǒng)線纜采用阻燃聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線及阻燃交聯(lián)電力電纜。地下敷設(shè)鍍鋅鐵槽、鍍鋅鋼管及金屬軟管，從配電間到綜合布線系統(tǒng)的各種設(shè)備電纜應(yīng)為耐燃銅芯屏蔽電纜。根據(jù)GB50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.15條規(guī)定：“活動(dòng)地板下部電源線應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離信號(hào)線，并避免并排敷設(shè)，當(dāng)不能避免時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的屏蔽措施”。機(jī)房強(qiáng)電電源線與無(wú)電磁屏蔽的信號(hào)線分開(kāi)布局，交叉時(shí)盡量以接近于垂直的角度交叉，嚴(yán)禁銅、鋁混用，若不能避免時(shí)，應(yīng)采用銅鋁過(guò)渡頭連接。參照相關(guān)供電技術(shù)手冊(cè)，以1KV及以下低壓電纜為例，在確定主機(jī)功率后，可參考表1選擇配線。

（5）UPS額定輸出功率的選擇。UPS電源是一種含有儲(chǔ)能裝置、以逆變器為主要組成部分的恒壓、恒頻的電源設(shè)備，其作用當(dāng)外電中斷時(shí)，能及時(shí)給機(jī)房設(shè)備提供備用電源，避免影響通信中斷、重要數(shù)據(jù)丟失和硬件的損壞。

UPS電源多以V·A作為容量單位，配置UPS設(shè)備時(shí)，首先要計(jì)算其前端負(fù)載功率，一般負(fù)載功率應(yīng)滿足額定功率的70%～80%。根據(jù)負(fù)載總量，UPS容量一般可以按以下公式選擇：

UPS容量≥負(fù)載總?cè)萘俊?.8，式中，0.8為功率因數(shù)

即負(fù)載總?cè)萘繎?yīng)為UPS額定容量的80%以下，這主要是考慮負(fù)載啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流以及今后擴(kuò)容的需要。例如，機(jī)房設(shè)備主要信息類(lèi)設(shè)備總功率約為20kW，根據(jù)公式得：20kW÷80%=25kV·A，因此可選擇總功率為30kV·A的UPS設(shè)備。

根據(jù)UPS電源蓄電池組配置可算出蓄電池工作時(shí)間：蓄電池組容量×電壓/（主機(jī)額定功率×0.8）=滿載時(shí)蓄電池工作時(shí)間。

例如，若使用2個(gè)電池組，2臺(tái)30kV·A的 UPS并機(jī)工作，每臺(tái)UPS只承擔(dān)了總功率的一半，即15kV·A。每個(gè)電池組共有32塊12V鉛酸蓄電池，每塊鉛酸蓄電池容量是100A·h。則：1個(gè)電池組電壓：32×12=384V

1個(gè)電池組容量：100A·h

系統(tǒng)滿載時(shí)每個(gè)蓄電池組工作時(shí)間為：100 A·h×384V/15kV·A×0.8=3.2h，

2個(gè)蓄電池組工作時(shí)間為：3.2h×2=6.4h。說(shuō)明2個(gè)UPS系統(tǒng)并機(jī)時(shí)，在斷電情況下蓄電池至少可以工作6.4小時(shí)。

（6）機(jī)房綜合布線系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)。機(jī)房綜合布線電纜和相關(guān)硬件接地是提高應(yīng)用系統(tǒng)可靠性、抑噪、保障安全的重要手段，包括直流工作接地、交流工作接地、安全工作接地、防雷保護(hù)接地、屏蔽接地。按照GB50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.4.2條規(guī)定：“交流工作接地和安全工作接地電阻均不應(yīng)大于4Ω；直流工作接地電阻按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具體要求確定；防雷接地應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行”。 交流工作接地、安全保護(hù)接地、直流工作接地、防雷接地4種接地宜采用一組接地裝置，其接地電阻按其中最小值要求確定。

所有接地線均為銅質(zhì)絕緣導(dǎo)線，截面積不應(yīng)小于4mm2。設(shè)備間所有機(jī)柜的柜體要通過(guò)接地電纜連至本樓層配電箱中的接地端；當(dāng)綜合布線系統(tǒng)采用屏蔽電纜布線時(shí)，信息插座的接地可利用電纜屏蔽層作為接地線連至每層的配線柜；當(dāng)綜合布線的電纜采用穿鋼管或金屬線槽敷設(shè)時(shí)，鋼管或金屬線槽應(yīng)保持連續(xù)的電氣連接，并在兩端具有良好的接地。

每一層的樓層配線柜均應(yīng)與本樓層接地母線相焊接，弱電配管應(yīng)盡可能避免與強(qiáng)電配管平行敷設(shè)。若必須平行敷設(shè)時(shí)，相隔距離宜大于0.5m；當(dāng)強(qiáng)弱電用線槽敷設(shè)時(shí)，強(qiáng)弱電線槽宜分開(kāi)；當(dāng)必須敷設(shè)在同一線槽時(shí)，強(qiáng)弱電之間應(yīng)用金屬隔板隔開(kāi)。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜合布線系統(tǒng)在機(jī)房建設(shè)和改造過(guò)程中是一個(gè)綜合性、系統(tǒng)性的工程項(xiàng)目，還需要從多個(gè)角度出發(fā)，全方位考慮，本文僅根據(jù)實(shí)際中所接觸過(guò)的機(jī)房布線工程進(jìn)行了總結(jié)和歸納。隨著行業(yè)新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用，機(jī)房綜合布線系統(tǒng)還有很多問(wèn)題值得電氣設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步完善和提高。

主要參考文獻(xiàn)

[1]劉省賢，李建業(yè)，等.綜合布線技術(shù)教程與實(shí)訓(xùn)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.

[2]李金伴，林叢，等.供用電技術(shù)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.