隨著信息時代的高速發(fā)展,各種高頻的通信設(shè)施不斷出現(xiàn),相互之間的電磁輻射和電磁干擾影響也日趨嚴(yán)重;在國外,已把電磁影響看作一種環(huán)境污染,成立專門的機(jī)構(gòu)對電信和電子產(chǎn)品進(jìn)行管理,制訂電磁輻射限值標(biāo)準(zhǔn),加以控制。
綜合布線系統(tǒng)是為了綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展需求而設(shè)計的一套布線系統(tǒng),它把語言、數(shù)據(jù)、圖像和控制信號系統(tǒng)用統(tǒng)一的傳輸媒介集為一體,方便地在智能建筑中組成一套標(biāo)準(zhǔn)、靈活,開放的布線系統(tǒng)。目前已被人們在世界上廣泛地采用。
事實(shí)上在綜合布線系統(tǒng)的周圍環(huán)境中,不可避免地存在著這樣或那樣的干擾源,如:熒光燈、氬燈、電子啟動器或交感性設(shè)備,電梯、變壓器、無線電發(fā)射設(shè)備、開關(guān)電源、電磁感應(yīng)爐,雷達(dá)設(shè)備和500伏電壓以下的電力線路和電力設(shè)備等。其中危害最大的莫過于電磁干擾和電磁輻射。
電磁干擾是電子系統(tǒng)輻射的寄生電能,這里的電子系統(tǒng)也包括電纜。這種寄生電能可能在附近的其它電纜或系統(tǒng)上影響綜合布線系統(tǒng)的正常工作,降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?,增加誤碼率,使圖像扭曲變形、控制信號誤動作等;電磁輻射則涉及綜合布線系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下信息不被無關(guān)人員竊取的安全問題,或者造成電磁污染。電纜既是電纜干擾的主要發(fā)生器,也是主要的接收器。作為發(fā)生器,它向空間輻射電磁噪聲場;電纜也能敏感地接收從其他鄰近干擾源所發(fā)射的相同”噪聲”。為了抑制電纜的電磁干擾必須采取保護(hù)措施。
目前國際上對設(shè)備發(fā)射電磁噪聲,及其抵御電磁干擾都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了最高輻射容限。我國現(xiàn)行的《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》CECS72:97,結(jié)合國內(nèi)情況,參考EN55024信息技術(shù)設(shè)備的抗干擾標(biāo)準(zhǔn),IEC801-2~4和EN50082-X等相關(guān)國標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)部分,制定了適合我國國情的抗電磁干擾的標(biāo)準(zhǔn)。通過大量的實(shí)際運(yùn)行和實(shí)驗(yàn),證明電磁干擾對布線系統(tǒng)的危害性和對其防護(hù)的重要性。
對電磁干擾的防護(hù),筆者認(rèn)為,應(yīng)該從以下二個方面給予重視和加強(qiáng)。
1、加強(qiáng)布線系統(tǒng)內(nèi)在的結(jié)構(gòu)及材料的抗干擾性
歐洲98/336/EEC條例中要求設(shè)備不能發(fā)射電磁噪聲影響其他設(shè)備的正常工作;設(shè)備必須能夠抵御電磁干擾,保證其正常功能不被破壞。這對可能產(chǎn)生電磁干擾的產(chǎn)品及可能受電磁干擾影響的產(chǎn)品都提出了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn);使有關(guān)產(chǎn)品的制造應(yīng)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測。
在計算機(jī)設(shè)備、通信、電子等設(shè)備的產(chǎn)品外形結(jié)構(gòu)上應(yīng)該采用金屬材料制成的箱、盒、柜、架,使其成為法位第籠形式,加上接地端子,作好良好的接地。這在某種程度上使設(shè)備加強(qiáng)了抗干擾和防輻射的能力。在綜合布線系統(tǒng)纜線材料及性能的選擇上應(yīng)根據(jù)用戶要求,并結(jié)合建筑物的周圍環(huán)境狀況進(jìn)行考慮,一般宜以抗干擾能力和傳輸性能為主,經(jīng)濟(jì)因素次之。目前常用的各種纜線和配線設(shè)備的抗干擾能力參考值如下:
UTP電纜(無屏蔽層)40dB
FTP電纜(縱包鋁箔)85dB
SFTP電纜(縱包鋁箔,加銅編織網(wǎng))90dB
STP電纜(每對芯線和電纜線包鋁箔、加銅編織網(wǎng))98dB
配線設(shè)備插入后惡化≤30dB
在綜合布線系統(tǒng)的鏈路中通常采用雙絞線纜線,雙絞線具有吸收和發(fā)射電磁場的能力。測試顯示、如果雙絞線的絞距同電磁波的波長相比很小,我們可以認(rèn)為電磁場在第一個絞節(jié)內(nèi)產(chǎn)生的電流與第二個絞節(jié)內(nèi)產(chǎn)生的電流相同,這樣,電磁場對雙絞線中產(chǎn)生的影響可以抵消;而另一方面,電纜中的電流產(chǎn)生電磁場,按照電磁感應(yīng)的原理,我們可以確定電磁場的方向。第一個絞節(jié)內(nèi)的電纜產(chǎn)生的電磁場與第二個絞節(jié)內(nèi)產(chǎn)生的電磁場大小相等、方向相反、相加為零。但是,這種情況只有在理想的平衡電纜中才能發(fā)生。實(shí)際上理想的平衡電纜是不存在的,首先,彎曲會造成絞節(jié)的松散。另一方面,電纜附近的任何金屬物體都會形成與雙絞線的電容耦合,使相鄰絞節(jié)內(nèi)的電磁場方向不再完全相反。如果上述情況發(fā)生、電纜就會發(fā)射電磁波。
因此,當(dāng)周圍環(huán)境的干擾場強(qiáng)度或綜合布線系統(tǒng)的噪聲電平高于《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》CECS72:97中12.2.1條3款規(guī)定,干擾源信號或計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號頻率大于或等于30MHZ時,應(yīng)根據(jù)其超過標(biāo)準(zhǔn)的量級大小、分別選用FTP、SFTP、STP等不同的屏蔽纜線系統(tǒng)和屏蔽配線設(shè)備。由于纜線的屏蔽層通常用一定厚度的金屬箔包裹制成。它具有以下三個方面的因素:
(1)、反射損耗:首先,一部分電磁干擾被屏蔽層的外層反射;一部分射入屏蔽層的電磁干擾被屏蔽的內(nèi)層反射。
(2)、吸收損耗:另一部分射入屏蔽層的電磁干擾由于傳播損耗而被吸收。
(3)、趨膚效應(yīng):最后一部分電磁干擾會由于趨膚效應(yīng)沿屏蔽層的外層傳導(dǎo)。
因此,對纜線和配線設(shè)備采用屏蔽系統(tǒng),可以增強(qiáng)抗干擾、防輻射的能力。
對屏蔽系統(tǒng)而言,單單有了一層金屬屏蔽層是不夠的,更重要的還要有正確、良好的接地系統(tǒng),并且每一個部位的配線柜都應(yīng)采用適當(dāng)截面的導(dǎo)線單獨(dú)布線至接地體。接地電阻值:單獨(dú)設(shè)置接地體時、不應(yīng)大于4Ω;采用聯(lián)合接地體時,不應(yīng)大于1Ω。綜合布線系統(tǒng)的所有屏蔽應(yīng)保持連續(xù)性、且宜兩端接地,若存在兩個接地體,其接地電位差不應(yīng)大于1Vr.m.S(有效值)。
國外曾對非屏蔽對絞線(UTP)與金屬箔對絞線(FTP)的屏蔽效果作過比較。以相同的干擾線路和被測對絞線長度,調(diào)整不同的平行間距和不同的接地方式,以誤碼率百分比作為比較結(jié)果,列表如下:
上述結(jié)果足以說明屏蔽效果與接地系統(tǒng)有著密切相關(guān)的聯(lián)系,應(yīng)予重視接地系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)。
2、注重設(shè)備、傳輸線路離干擾源不同距離的影響
綜合布線系統(tǒng)除采用屏蔽做好接地,以提高自身的抗干擾、防輻射力外,還需盡可能地遠(yuǎn)離干擾源,以減少其對系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響,提高設(shè)備、系統(tǒng)的可靠性,使綜合布線系統(tǒng)在智能建筑中真正成為標(biāo)準(zhǔn)、靈活無誤的布線系統(tǒng)。
下面做兩個實(shí)驗(yàn):
(1)、采用UTP網(wǎng)絡(luò),用對講機(jī)對傳輸纜線施加干擾,距纜線0.5米開關(guān)對講機(jī),1分鐘的文件要1分45秒才傳完,且屏幕出現(xiàn)扭曲,但結(jié)果正常。采用FTP網(wǎng)絡(luò)做同樣的實(shí)驗(yàn),纜線不受干擾,1分鐘傳完文件,圖像不扭曲。
當(dāng)采用UTP纜線,對講機(jī)離開2米以外時,無干擾。
(2)、采用UTP纜線與電力線平行,離開0.2米時誤碼率要小的多,當(dāng)離開1米以上時誤碼率就極少了。
從上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,傳輸纜線距干擾源不同的距離,其傳輸信號的失真度亦將不同。
因此,在施工安裝中要重視布線系統(tǒng)與不同干擾源間距的影響,嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)計、施工,做好電氣性能測試、存檔,加強(qiáng)質(zhì)量意識。