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安防项目供配电系统的设计探讨
时间:2016-02-24 [ ] 浏览次数:1844 来源: 视力保护色:

安防项目供配电系统的设计探讨

 

何湘黔 

 

摘要:安防工程项目中供配电系统是安防项目的基础设施,要建一个好的安防项目,首先要将供配电系统设计好,实施好。除负荷计算总功率配置外,一般还有开关设备冗余设计,双环路供电设计,扩容预留设计,瞬时电压浪涌抑制(TVSS)等。同时,UPS配置、防雷、接地、用电终端等也是设计的重要内容。本文针对安防项目供配电系统的设计进行了探讨,并提供了一个实用案例,可供安防项目设计者参考。

 

关键词:安防  供配电  设计

 

一、引言

随着计算机技术的发展和广泛应用,怎样确保安防项目中计算机设备的正常运行,这个问题越来越被人们所重视。安防项目的供配电系统设计既要满足设备自身运转的要求,又要满足网络设备的用电要求,同时做到系统运行的可靠性,保证信息安全,保证操作人员安全的工作环境。

安防项目的供配电系统主要包括配电系统、接地系统、防雷系统等。

二、配电系统、接地系统、防雷系统模式

(一)配电系统

根据GB50348GA/T 669标准要求,安防系统要采用两路独立电源供电,并在末端自动切换。系统监控中心和系统重要设备应配备相应的备用电源装置。系统前端设备由监控中心集中供电。

按照入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统等的不同供电消耗,以总系统额定功率的1.5倍设置主电源容量;根据管理工作对主电源断电后系统防范功能的要求,选择配置持续工作时间符合管理要求的备用电源。

电源质量应满足下列要求:

1.稳态电压偏移不大于±2%

2.稳态频率偏移不大于±0.2Hz

3.电压波形畸变率不大于5%

4.允许断电持续时间为04ms

5.当不能满足上述要求时,应采用稳频稳压、不间断电源供电或备用发电等措施。

安防项目供配电系统应该是一个独立的系统,通常由计算机网络设备供电、安防项目辅助设备供电和其他供电三部分组成。

安防项目供配电设计要点:

1)安防项目动力配电柜应该选用自动的空气开关,并且与消防系统联动。当安防项目出现严重事故或者火警时,管理人员能够立即切断所有电源。

2)有条件的最好采用双路电源供电,即接入计算机网络安防项目的总进线有两路,且来自不同的供电单位。两路供电在总配电系统中可以自动进行切换。当一路供电发生故障时,能够自动转换到另一路。必要时配置防浪涌抑制器。电网中过高或过频的高能瞬态浪涌的侵入,轻者会造成计算机设备的误码率增大,重者会造成设备损坏。因此,根据情况可以在电源输入端配置防浪涌抑制器。

3)安防项目供配电设备选型应注意:专用配电箱内保护和控制电器的选型应满足国家规范要求;专用配电箱应有充足的备用回路,以满足计算机网络系统设备的扩容;专用配电箱应该设置电流、电压表供管理人员监测三相不平衡情况;专用配电箱要设置足够的中线和接地端子。

(二)接地系统

安全防范系统,按《建筑物防雷设计规范》GB50057的要求设置避雷保护装置。

建筑物内的安全防范系统,其防雷设计采用等电位连接与共用接地系统的设计原则,并满足《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343的要求。

安全防范系统的接地母线采用铜质线,接地端子应有地线符号标记。接地电阻不得大于4Ω。

建筑物屋顶上敷设电缆,必须穿金属管并进行屏蔽并接地。

架空电缆吊线的两端和架空电缆线路中的金属管道接地。

光缆传输系统中,各光端机外壳接地。光端加强芯、架空光缆接续护套接地。

安防项目的接地系统包括交直流接地、防雷接地、安全保护接地和静电排放接地等多个方面。通常与安防项目供配电系统或整个建筑物接地系统一同实施,完成后对安防项目布线提供连接点。安防项目接地主要有系统接地和屏蔽接地两类。系统接地包括4种接地类型。(1)交流工作接地,也称为中性线接地,接地电阻不应大于4Ω。(2)安全保护接地,接地电阻不应大于4 Ω。(3)直流工作接地,也称为逻辑接地,通常要求接地电阻不大于1Ω。(4)防雷接地,按照现行的《建筑物防雷设计规范》GB5005794设计。

(三)防雷系统

1)雷害的成因及分类。雷电是一部分带电云层与另一部分带异种电荷的云层或者是带电云层与大地之间迅猛的放电,其瞬间功率可高达1001000瓦特。强大雷电流将产生极高的热的、机械的、电磁的作用,造成地面建筑及设备的严重破坏,时至今日,随着科学技术的发展,计算机网络及通信系统等电子设备广泛应用,雷电造成电子设备的损害事例成倍增长,并造成重大损失。

2)雷电损害电子设备的途径。直击雷:闪电直接击中架空在野外或山上的电源线、电话线或天线上,雷电能量非常大,严重时会导致线缆融化,设备的元器件烧焦、炸裂,雷电高压沿线路直接入侵设备,造成设备损坏;感应雷:在雷电放电过程中,无论是云对云、云对地之间放电都将产生强大的静电感应和磁场感应。在临近的架空线路、接地线路和导体上产生感应过电流和过电压,当耦合到电子设备上时,可直接击毁设备。

3)防雷工程措施。根据有关统计资料记载,感应雷电过压幅值在无屏蔽架空线上最高标准达20KV,所以在建设计算安防项目时应做好防雷工程,以防患于未然。安防项目防雷工程一般要做以下几步:

1)做好安防项目接地。根据国际GB501742008《电子信息系统安防项目设计规范》,交流工作地、直流工作地、保护地、防雷地宜共用一组接地装置,其接地电阻按其中最小值要求确定。如果计算机系统直流地与其他地线分开接地,则两地极间应间隔25米。

2)做好线路防雷。首先,在动力室电源线总配电盘上安装并联式专用避雷器构成第一级衰减。其次,在安防项目配电柜进线处,安装并联式电源避雷器构成第二级衰减。再此,安防项目布线不能延墙敷设,以防止雷击时墙内钢筋瞬间传导墙雷电流时,瞬间变化的磁场在安防项目内的线路上感应出瞬间的高脉冲浪涌电压把设备击坏。

安全防范系统的电源线、信号线经过不同防雷区的界面处,安装电涌保护器;系统的重要设备应安装电涌保护器。电涌保护器接地端和防雷接地装置应作等电位连接。等电位连接带应采用铜质线,其截面积应不少于16mm² 。

监控中心内设置接地汇集环或汇集排,汇集环或汇集排宜采用裸铜线,其截面积不小于35mm²。

三、应用实例

某数据中心安防项目供配电系统设计

(一)供配电系统

1、供配电设备

安防项目供电按A级安防项目标准建设;

采用三相五线制供电;

在安防项目配电房内设计1台动力配电柜,承担向UPS设备、空调系统、照明等系统进行动力供配电;

在安防项目配电房内设计1UPS配电柜,承担向服务器、DLP显示设备、计算机设备等的供配电;

为确保配电设备可靠运行,总配电柜及UPS配电柜需配备进口空气开关。

2、UPS设备

设计1120KVAUPS电源(1小时),电源主机及蓄电池安装在1楼配电房;

要求为在线式产品,保证长期连续运行,且输出电压、频率、谐波失真度等稳定精度在规定技术指标以内。并采用原厂配套电池。

3、线路及末端用电插座

配电线路在安防项目区全部设计为地板下金属线槽内布线。

照明线路在吊顶内用金属线管布线(照明包括辅助用房、卫生间等)。

每个机柜直接由UPS配电柜引入电源接入机柜配电单元;

维修市电插座密度布置合理(插座包括辅助用房、卫生间等);

各机柜内电源均采用独立回路供电。

4、供配电容量设计

  1)数据中心供配电系统应为380V/200V50HZ,计算机供电质量达到A级。

  2)供配电方式为双路供电系统加UPS电源设备,并对空调系统和其他用电设备单独供电,以避免了空调系统启停对重要用电设备的干扰。供电系统的负荷包含如下方面:

  3)容量设计

设备总功率:

  单台设备功率 ╳ 台数 = 总功率

   UPS总功率:

  目前UPS效率均在90%以上,故按照设备总功率可以计算出UPS的总KVA数。

   (二) 防雷接地系统

1防雷接地设计要求

1)接地系统

采用联合接地体方案,接地电阻≤1Ω;

安防项目接地从大楼弱电井接地汇流排引入;

服务器安防项目地板下设计接地均压网;

设备接地采用接地铜线就近接连接均压网。

2)防雷系统

本系统要求采用二级防雷;

在总电源配电柜进线处安装二级电源防雷(80KA);

UPS电源进线处安装三级电源防雷(40KA)。

四、结论

随着安防技术的迅速发展,系统多元化及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。本文根据当前安防电源系统设计和施工安装中存在的一问题提出安防项目综合化配电模式。力求解决电源配置、交直流配置、接地和信号线防扰等问题,从而优化安防项目的布置和配线。保障供电可靠、用电安全、各种信号线敷设安全、相互隔离度好、整齐、美观和方便维护管理。本文还给出了一个实用案例,可供安防项目设计者提供参考。

 

参考文献:

[1]Simon Barnard.通讯安防项目设计的基本原则[J]. 计算机网络世界, 2006,8.

[2]庄若杉.网络安防项目防雷保护系统方案设计及实施[J].广东土木筑,2006,6. 

[3]艾默生.网络能源通信安防项目一体化解决方案[J].国内外机电一体术,2006,3.

[4]郑意春.高校院系安防项目综合管理的实践与思考[J],中国科技信息,2006, 15.

 

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