屏蔽布线中桥架系统安装说明

卡博菲电缆桥架（上海）有限公司

 

1 概述

    随着信息时代的高速发展，各种高频的通信设施不断出现，相互之间的电磁幅射和电磁干扰影响也日趋严重。

    所谓的电磁干扰，主要指的就是强电系统产生磁场从而对弱电系统产生干扰的一个过程，它是电子系统辐射的寄生电能，这里的电子系统也包括电缆。这种寄生电能能在附近的其它电缆或系统上影响综合布线系统的正常工作，降低数据传输的可靠性，增加误码率，使图像扭曲变形、控制信号误动作等。电磁辐射则涉及信息在正常传输中被无关人员窃取的安全问题，或者造成电磁污染。常见的电磁干扰源有动力电缆，闪电，移动电话等，敏感体（被干扰对象）一般就是弱电系统的设备，比如数据电缆、电脑硬件等等。

    EMC 是电磁兼容性，是指电子设备或网络系统具有一定的抵抗电磁干扰的能力，同时不会产生过量的电磁辐射。也就是说，要求设备或网络系统能够在比较恶劣的电磁环境中正常工作，同时又不能辐射过量的电磁波干扰周围其它设备及网络的正常工作。

    在综合布线的设计和施工中，为了提高系统的EMC性能，除了选择正规品牌的综合布线产品，安排专业的施工队伍进行施工以外，综合布线系统的屏蔽和接地也相当重要。

2 电磁干扰源与电磁干扰的传输方式

    电磁辐射干扰是指通过电磁源空间传播到敏感设备的干扰。例如，输电线路电晕产生的无线电干扰或电视干扰即属于辐射型干扰。电磁辐射干扰近场表现为静电感应与电磁感应导致的干扰，远场则为通过辐射电磁波造成的干扰。任一载流导体周围都产生感应电磁场并向外辐射一定强度的电磁波，相当于一段发射天线，处于电磁场中的任一导体则相当一段接收天线，会感生一定电势，导体的这种天线效应是导致电子、电气设备相互产生电磁辐射干扰的根本原因。当离干扰源一定距离处的电子设备接收的干扰信号强度超过其防护率时，将无法正常工作。
    传导干扰是经导线、金属桥架、公共接地阻抗等导电路径传播的干扰。只要有连接便可能传导电磁干扰。干扰信号可通过电源回路、负载回路、信号回路及任何引入（出）建筑物的金属管线传入（出）电子、电气设备，使之受到干扰或干扰网络中的其他设备。
3 综合布线系统中电磁干扰的防护技术与措施
    电磁干扰三要素是干扰源、耦合通路和敏感体，切断以上任何一项都可解决电磁干扰问题。防范与抑制电磁干扰的基本原则是：①抑制电磁干扰源，直接消减干扰源头的影响；②切断电磁干扰传播途径或增加传播路径对电磁干扰的阻碍（衰减）作用，降低干扰源与受扰设备间的耦合作用；③加强受干扰电子、电气设备的抗干扰能力。这三方面相互关联，不可偏废。
    电磁干扰和辐射是整个电气系统的问题，由综合布线电缆的干扰只是其中的一部分，而且辐射能量与发送信号的电压和频率有关。采用屏蔽是为了在有干扰的环境下保证综合布线通道的传输性能。它包括两部分内容，即减少电缆本身向外辐射的能量和提高电缆抗外来电磁干扰的能力。
    3.1 严格选用电磁兼容性能符合国家标准的电子、电气设备及布线产品
    电子、电气设备的电磁干扰限制标准是根据电磁兼容基本要求制定并随着技术与经济水平提高而逐步制定、修订的。选用符合限制标准的设备是维持电磁兼容环境的基本条件之一。选用合乎标准的设备并采取适当的屏蔽与滤波措施，一般都收效良好。否则，会不同程度地破坏电磁兼容环境。
    线缆的选择应根据系统的要求、技术性能、投资概算等综合考虑，但在布线系统中应首先确定的是使用线缆的类别和布线的结构（屏蔽线缆、非屏线电缆、光缆，还是将它们接合在一起使用）。屏蔽与非屏蔽线缆的选择，取决于外部电磁干扰的情况。
    对于综合布线而言，选择一种性能优秀的桥架也是提高EMC性能的保证。

相应规范：
 《综合布线工程设计规范》GB50311-2007对此有明确规定：
    7.0.2综合布线系统应根据环境条件选用相应的缆线和配线设备，或采取防护措施，并应符合下列规定：
    1当综合布线区域内存在的电磁干扰场强低于3V／m时，宜采用非屏蔽电缆和非屏蔽配线设备。
    2当综合布线区域内存在的电磁干扰场强高于3V／m时，或用户对电磁兼容性有较高要求时，可采用屏蔽布线系统和光缆布线系统。
    3当综合布线路由上存在干扰源，且不能满足最小净距要求时，宜采用金属管线进行屏蔽，或采用屏蔽布线系统及光缆布线系统。
 2008年08月01日正式实施的《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008中21.7.1对此也做了同样的规定。

 

3.2 将动力电缆和数据电缆分置
    敏感体与辐射干扰源之间应有的防护间距，即可将敏感体所受干扰减至允许范围内而不影响正常工作。同时还应考虑本工程内部干扰源对环境的影响，以及工程内部电子电气设备间、强电与弱电及控制线路间保持必要的防护间距。
    对于布线系统来说，就是要将动力电缆和数据电缆以一定间距放置。若条件所限无法满足应有间距，则应采用其它防范与抑制措施。
    使用中间分隔板，在两种不同线缆放置在同一桥架内时，可以有效提高EMC性能，减少强电线缆与弱电线缆之间的间距。

相应规范：
  《综合布线工程设计规范》GB50311-2007：
    7.0.1综合布线电缆与附近可能产生高电平电磁干扰的电动机、电力变压器、射频应用设备等电器设备之间应保持必要的间距，并应符合下列规定：
    1综合布线电缆与电力电缆的间距应符合表7.0.1―1的规定。
    表7.0.1-1综合布线电缆与电力电缆的间距

    注：①当380V电力电缆<2kV•A，双方都在接地的线槽中，且平行长度≤10m时，最小间距可为10mm。
    ②双方都在接地的线槽中，系指两个不同的线槽，也可在同-线槽中用金属板隔开。
 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 22.7.1 配电线路与电子信息系统传输线路应分开敷设，当受建筑条件限制而必须平行贴近敷设时，应采取屏蔽措施。

    3.3 屏蔽与接地
    电磁屏蔽就是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一个区域感应和辐射传播的方法。屏蔽与接地是抑制辐射电磁场干扰的基本办法。屏蔽并辅以恰当的接地，绝大部分辐射电磁干扰问题都可能得到解决。难以保证必要的电磁防护间距时，将电磁干扰源设备及受干扰设备以屏蔽室（对控制、信号线路等则以屏蔽电缆）屏蔽隔离起来，可消减其对（受）外部的电磁辐射干扰程度。屏蔽可分静电屏蔽、磁屏蔽及电磁屏蔽，其功能分别在于抑制分布电容耦合导致的电场干扰、低频磁场干扰及高频电磁场干扰，一般多指电磁屏蔽。依据干扰性质与屏蔽类型，屏蔽层分别以低阻金属或离导磁材料构成，并酌情采取相应的接地方式。接地包括电子电气设备正常工作必须的信号接地、功率接地及安全接地以及屏蔽接地。
    如果接地系统处理不当，将会影响系统设备的稳定性，引起故障，甚至会烧毁系统设备，危害操作人员生命安全，故可靠的接地至关重要。
    目前网格式桥架有两款专业的接地端子双金属端子可以保证良好的接地。

    与传统的接地方式不同的是：
    1.传统的接地使用电感型铜质短导线配以八爪螺丝进行安装，每一段桥架都需要加以端接，每次接地的有效范围约为1到3米，前段桥架接地效果是否优良将直接影响后段桥架的接地效果。
    2.新型的接地方法是使用一段平行于整个桥架的直线铜质导线，从6到50平方毫米都可以方便的使用接地端子进行连接。每15至20米的范围内做一次端接就可以达到接地要求，同样长度的桥架可以大大节约接地的施工次数，减少因施工造成的接地不良。
    3. 网格式桥架使用独立的接地系统连线，而传统的封闭式线槽或托盘式桥架等，由于其连接不方便，很难取得和完全一致优良的电连续性。

等电势接地系统可以和导电系统一样，将干扰信号泄放到地面，给您带来：
 人身和财产安全
 令人满意的EMC性能

相应规范
 《综合布线工程设计规范》GB50311-2007
    7.0.4综合布线系统应采用共用接地的接地系统，如单独设置接地体时，接地电阻不应大于4Ω。如布线系统的接地系统中存在两个不同的接地体时，其接地电位差不应大于1Vr.m.s。
    7.0.5楼层安装的各个配线柜(架、箱)应采用适当截面的绝缘铜导线单独布线至就近的等电位接地装置，也可采用竖井内等电位接地铜排引到建筑物共用接地装置，铜导线的截面应符合设计要求。
 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
    21.7.2 当综合布线系统采用屏蔽布线系统时，必须有良好的接地系统，并应符合下列规定：
    1．保护地线的接地电阻值，单独设置接地体时，不应大于4Ω；采用共用接地网时，不应大于1Ω。
    2．采用屏蔽布线系统时，各个布线链路的屏蔽层应保持连续性。
    3．屏蔽布线系统中所选用的信息插座、对绞电缆、连接器件、跳线等所组成的布线链路应具有良好的屏蔽及导通特性。
    22.7.4 用于电子信息系统传输线路保护的金属管和金属线槽应接地，并做等电位联结。

    3.4 保证良好的电连续性

    布线系统拥有良好的电连续性也是系统取得良好EMC性能的关键因素之一。我们知道，位于电磁场中的金属桥架上会形成噪声，而系统接地实际上就是让噪声电流通过桥架直接释放到大地的过程。

    相应规范：《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 21.8.3.

    3.5 不同的的电缆应该成直角交叉放置
    根据法拉第电磁感应定律，我们知道，强电线缆周围的磁场和强电线缆刚好成90°，如果系统中弱电线缆也和强电线缆成90°放置，电磁场和弱电线缆的方向是平行的，不构成交叉点，也就形不成干扰。因此，如果现场条件允许的情况下，尽可能使不同的线缆垂直安装。

相应规范：
 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
22.7.2 配电线路与电子信息系统传输线路交叉时，应垂直相交；广播线路与其他电子信息系统传输线路交叉时，宜垂直相交。

    3.6 EMC性能取决于多种因素
    系统的设计、安装、工程监理和测试验收人员应共同来保证网络系统与其它电子设备具有电磁兼容性(EMC)。设计人员在设计中要保证选择线缆的技术性能指标、走线和管道的设计能够消除电磁干扰问题。厂商生产、供应的线缆进行认证，提供安装的网络系统EMC 性能的保证。安装人员确保按设计和规范组织施工，验收人员严格按照规范和设计进行测试和验收，以确保信息网络的高质量、高性能。

EMC性能取决于多种因素

4 总结

   每种有源电子和电气设备都可能产生电磁干扰来破坏网络通信。随着电子设备使用的增加，这个问题也变得越来越突出。在选择线缆和线缆布线的考虑中，如何防止电磁干扰以保护通信也是一个非常关键的问题。
    当然，布线系统要既考虑到目前的需求，又要适当照顾今后的发展需要，也不能忽视外部因素的影响。为什么要考虑今后发展呢?就像建筑物的基础一样，布线系统在智能化系统中的基础作用决定了其一旦建成就不可能在短期内变动，因而布线系统具有较长的生命周期――15 至25 年。在科技飞速发展的今天，如果不考虑发展，很可能在布线系统完工的时候，其产品和性能已经落后于使用者的需求了。