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在智能建筑安防系统的设计中，为了保证工作人员的生命安全及弱电设备的使用安全，防雷系统的设计是必不可少的。而随着社会的发展，天气与人为的不确定因素越来越多，导致过去的防雷设计已经无法满足现代社会的要求。现在智能化系统的防雷设计已经不仅仅局限于外围设备的防雷，而更重要的是将防雷的核心放在弱电机房上。弱电机房是整个智能化系统的中枢，智能化系统的所有设备的信号都要传回机房。一旦机房遭遇雷击，整个智能化系统将会瘫痪，给人们正常的工作、生活带来不必要的损失。
1引言
随着弱电技术的高速发展，弱电机房在工程建设中往往独立于其他专业机房，弱电机房内的设备数量也越来越多。弱电机房是整个智能化系统的核心及枢纽，所有前端设备的信号、数据都通过各种线缆传回机房，智能化系统的各种控制信号也由弱电机房辐射出去。高度集成化的电子设备对雷电非常敏感，做好防雷接地措施，可以保证设备和工作人员的安全。本文以富士康机房防雷系统为例，阐述适合大型企业弱电机房的防雷设计。
2防雷概述
2．1防雷的原因
每年各种通讯控制系统或计算机网络因雷击而损坏的事例屡见不鲜，其中安防监控系统因受到雷击而引起设备损坏、自动监控失灵的事件也时常发生。监控子系统中，有一部分前端摄像机安装在室外，对于雷雨多发地区，容易遭受雷击损坏。因此，极有必要对这些设备进行防雷保护。
2．2雷击的种类
(1)直击雷：带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。
(2)感应雷：带点云层由于静电感应作用，使地面某一范围带上异种电荷。当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，以致出现局部高电压，或者由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象。
3弱电机房设备防雷要求
3．1弱电设备安装时的防雷
为了防止雷电产生的感应过电压和过电流，在所有监控设备的电源线入口、信号线连接的设备两端均应安装相应的避雷器。监控系统中的前端摄像机一般分为室外安装型和室内安装型，室内型摄像机信号传输线缆和电源供给线缆均通过"暗埋"方式布线，遭受雷击的机会较少。进行防雷设备选型时，必须注意防雷保护器应达到以下基本要求：
(1)正常运行时，雷电保护器的接入应不影响信号的正常传输，雷电保护器的对地阻抗应尽可能大，串联在电路中的阻抗应尽可能小。
(2)在雷电袭击通信总线时，雷电保护器应发挥良好的电压钳位作用，其钳位电压应低于RS485芯片的耐受电压水平。
(3)在抑制不超过防雷器最大通流量的雷电袭击过程中，雷电保护器自身应完好。
(4)雷电保护器对雷电袭击应具有足够快的响应速度。
3．2弱电设备调试时的防雷
弱电设备在进行调试的过程中，需确保所供应的电源达到稳压要求。而且，在调试时尽量避免雷雨天气。
调试的过程中，应该仔细测量弱电机房的接地系统的电阻，若达不到要求，则应更换。而且，应该检查每个设备的防雷器是否能正常工作，防雷器的接地线是否已经与机房的接地系统正常相连。此外，还需检查机房周围所可能产生的雷击因素，如有隐患需及时对机房防雷设计进行整改。
3．3弱电设备运行时的防雷
弱电设备正式调入使用之后，由于长时间运行，难免有时会在设备周围积累大量电荷。电荷积累过多，则会引起设备间的相互干扰，影响正常的工作，甚至会造成设备损坏。万一遇到雷雨天气，设备周围积累的电荷与天空中的电荷相感应，就会导致感应雷击。因此，应该在设备运行一段时间后，安排相关人员对其进行除静电处理。对于弱电电源配电箱，应该定期检查三级防雷系统是否工作正常。
4富士康生产基地弱电机房防雷系统设计方案
4．1项目概况
富士康南宁生产基地共有7栋完全独立的厂房，根据建筑平面设计，弱电机房位于大门旁。富士康是高新技术企业，对安全防范要求很高。南宁市地处新交际国南部，是新交际国雷暴天气持续最长、雷害最严重的地区之一。该基地位于南宁市高新区，周边地势平坦，属于雷电多发区。
4．2防雷设计依据
(1)《雷电电磁脉冲的防护》(IEC1312)
(2)《过电压保护器》(VDE0675)
(3)《计算机信息系统防雷保安器(GA173—1998)
(4)《计算机场地技术条件》(GB2887—89)
(5)《建筑物防雷设计规范》(GB50057—94)
(6)《计算机机房防雷设计规范》(GB500174-93)
(7)《低压电力配电系统的浪涌保护器(IEC1643-1)
4．3直击雷防护措施
机房顶部安装LKX—L1500／300避雷针，安装方式为焊接，就近制作接地网，垂直接地极采用50×50×5ram镀锌角钢，长度为2．5m，挖土沟深0．8113、宽度为0．5m、长度为15m，然后将垂直接地极间隔5m打入地下，上端部焊接避雷针。
4．4机房接地
(1)混合接地法：在主机房和分线间分别抽主钢筋焊接铜铁接头，安装LKX-HLX接地汇集箱，安装LKX-DDL等地电位连接器(防止地电位反击)，再沿静电地板下边四周安装40×4铜汇流排，将地线和设备外壳等连通。
(2)独立接地法：当没有建筑接地或不能满足接地电阻时，可在室外空地采用LKX系列接地产品制作接地网(根据现场设计)，然后将地网采用16ram。铜缆线引至室内，安装LKX-HLX接地汇集箱，安装LKX—DDL等地电位连接器(防止地电位反击)，再沿静电地板下边四周安装40×4铜汇流排，将地线和设备外壳等连通。
4．5信号防浪涌保护
接入本机房的可导电的信号线缆主要有：监控控制线RVVP2×1、视频同轴电缆SYV75—5、防盗报警总线RVS2×1，这些电缆、电线是传导和感应雷电的主要途径，所以需在相应设备端接口安装信号接口电涌保护器，选用的信号电涌保护器不能影响信号传输、不能降低视频效果和控制质量。
对于控制信号防雷，新交际配置的防雷器型号是SR-E06V/2S。本项目的末端设备为摄像机，在距摄像机0.4m内安装二合一防雷器或二合一防雷器，摄像机防雷器的地线端口就近接入厂区接地网。机房内，视频线配置的防雷装置是24路视频信号防雷器XP19N-24B。
4.6弱电机房中设备的电源供应防雷
本弱电机房的配电线路为：机房电源总线由广区UPS配电机房引入，再分至两个电源回路，一路供空调及照明使用，一路供弱电设备专用。因此，应采取三级防雷系统，将雷电电流对弱电设备电源的影响降至最低。
第一级防雷设在弱电机房总强电进线处。配置1套开关型防雷器Asafe-25/4,设备特点是通流容量大、残压低、抗干扰能力强。
第二级防雷设在机房的弱电设备专用电源开关处。配置1套箱式电源防雷器PPS-B040-3CF4;设备特点是对感应雷产生的过电压进行限压，适合各弱电主机的电源保护。
第三级防雷设在各个弱电设备的电源开关处。配置4套电源末级防雷器AM3-05D-220。
弱电机房是整个智能化系统的心脏，弱电机房的防宙是智能化系统工程中一个重要的分支。任外围设备防雷全部安装好之后，机房的防雷才是整个防雷系统的重中之重。弱电机房往往是所有设备的核心，其设备的安装、位置、布线都会直接影响到防雷系统。
为了保证整个厂区智能化系统的正常运行，弱电机房的防雷在设计与施工时要严格把好每一个关卡，认真施工，施工过程由专人负责监督，对于隐蔽工程实行随工验收，机房的重要部分应该进行拍照并对专用设备数据项进行相关记录。
三、办公楼布局说明
办公楼有四层楼，1至4层每层有20个房间其中每一楼的一个角落各有设备间一间。一楼角落配有主机房。
四、布线系统设计、原则、验收遵循的规范和标准，参考文献如下：
1、GB/T50311-2007《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》
2、GB/T50311-2007《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》
3、GB/T50311-2007《智能建筑设计标准》
4、(YD/T926.1-2001)《大楼综合布线系统总规范》
5、中华人民共和国通信行业标准《本地电话网用户线线路工程设计规范》(YDJ5006-2003)
6、邮电部技术规定《中国公众多媒体通信网技术体制》
五、综合布线系统结构设计
目前，结构化布线设计一般采用国际标准的结构化布线系统，将语音、数据的配线统一在一套布线系统中。系统设计一般按六个子系统进行设计：
1.工作区子系统：由终端设备连接到信息插座的连接线缆（8m左右）所组成。
2.水平配线子系统：各楼层弱电井兼作楼层设备间，由设备间至工作区信息插座采用6类4对UTP双绞线，配线电缆长度不超过90米。
3.垂直干线子系统：传输数据的垂直干线采用6芯多模光纤，并采用6类4对8芯UTP双绞线作为备份；传输语音的垂直干线采用5类非屏蔽大对数铜缆。垂直干线沿弱电竖井桥架敷设。
4.设备间子系统：各楼层弱电间作设备间，设置接入层网络交换机、配线架等连接器件。
5.管理子系统：计算机网络中心、电话总机房，是整个大楼的网络、电话交接中心。
6.建筑群子系统：将建筑物中的线缆延伸到建筑物群的另一些建筑物中的通信设备和网络设备上。
根据办公楼规模的实际情况，满足各信息点到设备间的距离在非屏蔽双绞线的90米有效传输距离内，方便管理，减少房间的占用。综合布线系统设楼层配线间，水平布线和垂直布线合为一条链路（个房间楼线缆先引入竖井后再引入设备间）。因此，办公楼综合布线系统可以合并成以下三个子系统：
1.工作区子系统
2.水平/垂直子系统
3.设备间/管理子系统
六、综合布线子系统设计
1.水平子系统
1）管线系统
由于本工程的建筑不是新建建筑，有管线，因此综合布线系统不包括管线系统的设计与施工，设备间放置在一楼的1个角落。
（1）垂直主干管线
垂直主干管线采用镀锌架（槽式）沿设备间外墙（内走廊）向上敷设，向上用200*100*1.5桥架直达4层。
（2）水平主干管线
水平主干管线采用立柱吊装镀锌桥架方式，根据线缆的多少分别采用100*200的镀锌金属线槽，在每个房间外用金属线槽将线缆引入房间。
（3）已吊装电力线缆管线，安装的桥架与该电力线缆管线相隔的距离必须符合GB/T50311-2000.
（4）对槽、管大小的选择采用以下简易方式：
槽（管）截面积=（n*线缆截面积）/[70%*(40%~50%)]，其中，n表示用户所要安装的多少条线，是已知的，槽管截面积表示要选择的槽管截面积，线缆截面积表示选用的线缆面积，70%表示布线标准规定允许的时间，40%~50%表示浪费的空间。
2）水平电缆
水平布线系统均采用星型拓扑结构，它以设备间2个设备间为主节点，形成向工作区辐射的星状线路状态。从2个设备间到达楼内任一信息点的距离都不超过90m，采用六类非屏蔽双绞线，与其相应的跳线、信息插座模块和配线架等接插件也采用六类产品，满足当前传输1000Mbps的需要，以及以后升级需要。
电缆用量计算：
第一层：L1=[0.55*(D+S)+预留量]*T
L1=[0.55*60+10]*51
L1=2193(M)
第二层：L2=[0.55*(D+S)+预留量]*T
L2=[0.55*60+10]*41
L2=1763(M)
第三层：L3=[0.55*(D+S)+预留量]*T
L3=[0.55*60+10]*41
L3=1763(M)
第四层：L4=[0.55*(D+S)+预留量]*T
L4=[0.55*60+10]*5
L4=215(M)
N=(L1+L2+L3+L4)/305=5934/305+1=21(箱)
光纤配线架数量=主干光纤总芯数/每个配线架端口数
=4*6/12
=2(个)
一层六类端口配线架=每层数据点总量*20%（预留量）/端口数
=51*1.2/24
=3(个)
跳线及连接块计算
跳线用1对双绞线，考虑备用量，采用五对连接块数量为：跳线数量X2/5=87X2/5=35(个)
总配线架数量M1
M1=电缆总根数*每根电缆线对数/每个配线架的线对数
M1=4*50/50=4（个）
未完成：机柜高度：1U
管材计算：类似线缆的计算。
2.工作区子系统工作区子系统由终端设备连接到信息插座的连线（软线）组成，它包括装配软线、连接器
和连接所需的扩展软线，并在终端设备和输入/输出（I/O）之间搭接。相当于电话配线系统中
连接话机的用户线及话机终端部分。在智能楼布线系统中，工作区用术语服务区（coveragearea）替代，通常服务区大于工作区。
每个房间为一个工作区，1至4层每间2个信息点，4楼每间3个信息点，每间都是按讲台的位置安排，分两边，每边二个布局，在讲台桌面下方60厘米方向安装电源插座，因此，信息插座安装与电源插座等高，全部都是明装。
3.设备间
设备间子系统把中继线交叉连接处和布线交叉连接处连接到公用系统设备上。由设备间中的电缆、连接器和相关支撑硬件组成，它把公用系统设备的各种不同设备互联起来。相当于电话配线系统中的站内配线设备及电缆、导线连接部分。
由于从设备间到楼内各信息点的距离不超过90M，另一方面为了管理方便和节省空间的占用，将设备间设置在该教学楼的两个角落位置的2个房间，所有的配线管理全部在设备间。
根据配线架、光纤终端盒和网络设备的数量情况，设备间配置3台标准42U机柜（600*600），设备间采用高架防静电地板，继续将200*120的槽式桥架敷设在高架地板下，将线缆通过高架地板从机柜底部敷设进机柜。
布线管理。对全部信息点进行编号。编号方式：信息点类别+楼栋号+楼层号+房间号+信息点位置号。由于本次工程只有网络信息点，编号中信息点类别可省略。
七、产品选择
针对网络具有起点高，后期的扩容与升级要求高的特点，新交际为新交际院三号教学楼综合布线水平子系统选用AMPNETCONNECT六类非屏蔽系统。AMP六类系统测试数据完全满足六类标准所需求的250MHz范围，具有较高的抗噪性，充分确保了系统具有高带宽、大数据量、传输距离远、抗干扰能力强等优点，降低了千兆以太网的综合建设成本，并最先通过了独立的ETL认证测试，为系统运行提供了可靠保证。AMPNETCONNECT六类布线系统是一整套端到端完整的系统解决方案，系统组件能够达到最佳的性能匹配，适用于初次计划安装布线系统的用户或进行布线改造的用户，以及有较高网络速度需求的用户，千兆以太网及1.2GATM,如CAD/CAM、政府、科研、出版、医院、大学等。
此次教学楼网的水平子系统全部采用AMPNETCONNECT六类非屏蔽双绞线，以满足桌面信息网点要求支持数据、语音功能互换的需求。AMP六类双绞线采用更精密的生产工艺,提高了线缆的同芯度，扭绞密度更紧密，提高了NEXT性能；同时线缆直径变大，改为23AWG，降低了插入损耗，而十字交叉填充设计可以保持线对的绞距，提高NEXT性能。在现场测试中AMPNETCONNECT六类双绞线表现出色，NEXT裕量高达10dB。AMP六类插座采用新型SL专利外观设计，减少线缆解开长度，增大线对间距，提高近端串扰性能；同时采用V型端子设计，易于分离线对,自由终端补偿，插座上的第二块电路板可提供串扰补偿终端补偿同信号分离。传统配线架每个端口使用不同的电路，使得每个端口有不同的性能。而AMP六类配线架每个端口使用相同的电路以确保一致的性能。
工程中采用了AMP独有的带防尘盖的AMPNETCONNECT六类信息插座，该插座采用AMP专利的制造技术，超越六类标准，安装方便可靠，施工时采用AMP专利技术的Pistoltool进行安装，八根线一次性端接，提高了安装效率及安装质量。模块插座处经过特殊处理，端子表面镀金，保证良好的电气连接性能和防氧化性能。模块中的8根连接针在信息插座内部做交叉处理，提供更好的串扰性能补偿。110XC模块采用45度斜式绝缘位移IDC技术，保证了连接的可靠性。
由于配线间分布于教学楼的不同楼层，为了管理方便达到美观实用的效果，配线间采用AMPNETCONNECT24口模块化配线架，该配线架采用耐火材料制成，配线架插座与工作区插座可以灵活互换，安装时可以拆下来端接。理线架封闭式管理，美观灵活，可根据需要自定数量，管理跳线美观大方。
工作区面板采用了AMP白色双口45度斜装面板，基于中国市场设计的86面板采用特种材料生产，防火安全性能高于普通面板，色彩保持持久，符合环保要求；45度斜角设计，达到防水、防潮、防尘的要求，符合华南地区多雨潮湿的气候特点。同时，AMPNETCONNECT为用户提供业界最可靠的质量保证，最大限度地保护用户的投资利益。
八、该大楼综合布线系统的特点
1．开放性
该办公楼综合布线系统是一套全开放式的布线系统，它具有一套全系列的适配器，可以将不同设备厂商的不同传输介质全部转换成相同的非屏蔽双绞线，通过双绞线可以传输语音、数据、图像、视频信号。
2．灵活性
由于所有信息系统采用相同的传输介质，因此所有信息通道是通用的，信息通道可以支持电话、传真、多用户终端、ATM、10BASE-T工作站及令牌环站。所有设备的开通及更改均不需要改变系统布线，只需做必要的跳线管理即可：系统组网也可灵活多样，各部门即可独立组网又可方便互连，为合理组织信息流提供了必要条件。
3．可靠性
综合布线系统采用高品质的标准材料，以组合压接的方式构成一套高标准信息通道，每条信息通道都要采用专用仪器测试以保证其电器性能。系统布线全部采用物理星型拓扑，点到点端接，任何一条线路故障均不影响其它线路的运行；同时为线路的运行维护及故障检修提供了极大方便，从而保障了系统可靠运行。
九、综合布线工程验收
1、综合布线验收标准
综合布线的验收按照《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》GB/T50312-2000标准要求进行验收工作，分施工前检查、随工验收、竣工验收3部执行工作。
2、综合布线验收内容
①施工前检查
1．环境检查
2．设备材料检验
②随工验收
1．设备安装检验：机柜、机架、各类配线部件、模块通用插座、电缆桥架及线槽、接地体
2．线缆的铺设和保护方式检验
3．缆线终接
③竣工验收
1．工程电气性测试
2．光纤特性测试
3．工程总验收
十、总结
三号教学楼的综合布线工程是一个较为复杂的工程，工程质量的好坏直接影响网络链路的性能，在工程的实施工程中应注意以下几点。
第一点：必须提前对综合布线工程进行设计，跟土建、消防、照明等安装工程互相配合好，免得发生不必要的施工冲突。
第二点：在条件允许的情况下，弱电应走自己的弱电井，减少受电磁干扰的机会，楼层配线间和主机房应尽量安排大些，以备发展和维修所需。对于网络，物理层的铺设是至关重要的，因为它是基础。
第三点：尽量多布一些点采用双孔面板（一个语音，一个数据），跟电配合好，在信息点附近布电源点。由于综合布线工程一般来说是一次性到位的工程，线布好了，要更改布线相对困难，而通信设备随着发展是越来越多，所以多布一些较为稳妥。
第四点：由于光产品的价格不断下调，大开间布线应考虑多布一些光点，这样对网络建设有利。
第五点：铺设DG管时要采用直径较大的，要留有余量。铺设光缆时要特别注意转弯半径，转弯半径过小会导致链路严重损耗，仔细检查每一条光缆，特别光接点的面板盒，有的面板盒深度不够，光点做好以后，面板没装到盒上时是好的，装上去以后测试就不好，原因是装上去后光缆转角半径太小，造成严重损耗。
第六点：随着光熔接设备的降价，对有条件的地方，可以考虑放弃传统的ST、SC头的制作方法，采用尾纤与光纤相熔接的做法更能够保证光路质量。 |
