煤矿通信机房防雷接地及UPS安全供电设计应用 |
| 2013-08-13 13:51 作者：李杰 宋岳龙 李卫强 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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通信机房中设备的安全运行，涉及企业的日常管理、安全生产等各各方面。针对煤矿通信机房涉及到的防雷、接地及UPS安全供电等安全问题进行分析设计，并在实际应用中取得较好的效果。
按照《国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下“六大系统”的通知》（安监总煤装〔2010〕146号）要求，国内各大煤矿行业正完善建设煤矿“六大系统”中的矿井通信联络系统，通信系统中的机房建设成为重中之重，这样对机房供电质量提出了越来越高的要求，为了保机房设备及电脑网络系统稳定可靠运行，以及保障机房工作人员有安全的工作环境，在微波通信及机房防雷系统工程中，除了有良好的避雷针、避雷带外，还必须在电源系统、信号系统进行可靠、有效的防护工作，并具备可靠的接地装置。必须坚持预防为主、安全第一的指导方针。
1机房防雷系统
机房电源系统的防雷须满足《建筑防雷设计规范》。根据机房大小及设备保护的重要程度，采用一级、二级或三级防雷，设备末端需要有防浪涌插座。
1.1三级防雷方式
根据通信机房的实际情况，采用三级防雷方式（如图1所示），即在动力机房电源线进入UPS配电室前安装一级防雷模块，UPS进线前布置二级防雷模块，设备接线插排为防浪涌的三级防雷插排。
图1三级防雷方式
根据配置要求，机房内在安装电源防雷器的同时必须加装信号避雷器，以便保护与通信网络、数据网络和计算机网络相连的重要设备。图2为电源防雷器安装图。
图2电源防雷器安装图
1.2等电位连接
用4X0.5mm铜皮在机房活动地板下四周做一圈防屏蔽铜带。
用3X30mm的铜带在机房活动地板下造成一个M型或S型的地网，并在铜带下用垫绝缘子固定，由网格地引线至大楼外机房专用接地体，接地电阻≤1Ω。机房综合布线：把每一机柜通过16mm2的地线连接至机房活动地板下3X30mm的铜排上。机柜接地由此与新建的独立地网接地干线相连接。机房等电位连接：将天花龙骨、墙身龙骨、活动地板支架、非计算机系统的管、金属的门、窗等均做等电位连接，并分别取多点接入机房接地铜排网。
地板下直流铜排及接线端子如图3所示：
图3直流铜排及接线端子
2机房接地系统
接地系统是机房环境的重要组成部分，它不仅直接影响机房通信设备的通信质量和机房电源系统的正常运行，还起到保护人身安全和设备安全的作用。机房电气接地系统有四种:
1）交流工作接地；2）安全工作接地；3）直流工作接地；4）防雷接地。
目前，可行而又经济的接地方法是将交流接地和安全工作接地合二为一，与直流接地、防雷接地分别用三根接地引线引至大楼的地面总等电位连接箱，再将它们引至避雷地桩形成综合接地网，这样他们就有同样的电位，在发生雷击时，不会发生雷电反击而损坏设备。只要接地电阻小于1Ω，就可保证接地线间不产生电位差、不相互干扰。
3UPS安全供电
一般情况下，机房供电采用市电十UPS后备电池相结合的方式较多。正常情况下，市电通过UPS稳频稳压后给计算机设备供电，保证计算机设备的电能质量；当市电停电时，后备电池通过UPS逆变后给计算机设备供电，保证计算机设备的电源。市电与UPS后备电池间通过静电转换开关切换，确保计算机设备无瞬间断电。
所以设计良好的UPS供电系统能为负载提供优质电源，实际应用中应考虑以下问题：
3.1UPS前端配电系统的要求
1）配电系统电源可靠，电压及频率应稳定在正常范围；
2）配电系统中不应当带有别的频繁启动负载；
3）双回路供电（可选）。
3.2UPS容量的确定
1）单位计算机及相关设备的用电量，和将来设备的增加预留25%-30%的冗余。
2）负载时设备使用的延时时间。
3）电池必须在后备时间内供电给逆变器，且在额定负载下，电池组电压不应下降到逆变器所允许的最低电压以下。
3.3供电系统的电气隔离及接地
在通信系统中为了确保通信系统稳定可靠地工作，防止寄生电容耦合干扰，保护设备及人身安全，因此必须有良好的接地系统。在接地系统中以接地电阻来表示接地好坏，一般接地电阻应小于4Ω。
3.5供电系统应具备智能性
一般来说，作为智能性的UPS应具备下列功能：
1）具有优良的输入性能指标。
2）具有接近真实的电网的输出能力。
3）高效率、高可靠性、运行费用低。
4）具有完善的电池管理能力。
5）具有极佳的并联运行性能。
6）提供基于WEB的接口界面和基于PCP/IP的SNMP兼容的通讯协议，以便UPS的监控管理。
4设备安装与线路敷设
4.1设备安装
考虑以下几点：
1）工作环境。
2）地板承重。
4.2线路敷设
1）机房内的电源线、信号线和通信线应分别铺设，不能共走同一线槽。
2）活动地板下部的电源线应尽可能远离计算机信号线，并避免并排敷设。当不能避免时，应采取相应的屏蔽措施。
5结束语
通信机房有效的防雷接地及安全供电，为整个矿井通信网络提供安全保障。
基金项目：江苏省科技成果转化资金项（BA2010058） |
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