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民用建筑电气设计规范-教程


民用建筑电气设计规范
-通信网络系统、综合布线系统、电磁兼容与电磁环境卫生 通信网络系统、综合布线系统、

陈众励

2011-12-16

20 通信网络系统
本次修订对上一版规范中的第19和 章进行了归并 章进行了归并, 本次修订对上一版规范中的第 和20章进行了归并,并增加了无 线通、卫星通信、多媒体教育等方面的内容。 线通、卫星通信、多媒体教育等方面的内容。
20.2 数字程控用户电话交换机系统 20.2.1 数字程控用户电话交换设备…. 数字程控用户电话交换设备 注释】 【注释】 1.电信网包括了公用电信网 PSTN)和以程控用户交换机(PBX) 1.电信网包括了公用电信网(PSTN)和以程控用户交换机(PBX)为基础的用户驻 电信网包括了公用电信网( 地网( 地网(CPN)两部分。 )两部分。 2.远端模块局(机): 远端模块局( 远端模块局 由电话端局(自身也是远端模块式的机型)提供远端模块, 由电话端局(自身也是远端模块式的机型)提供远端模块,并设置在用户的电话交 换机房内。电话交换机(远端模块)至电话端局的线路属于局间中继线。 换机房内。电话交换机(远端模块)至电话端局的线路属于局间中继线。 3.虚拟程控用户电话交换机: 虚拟程控用户电话交换机: 虚拟程控用户电话交换机 在电话( 局的局用电话交换机中以逻辑方式划分出部分交换功能, 在电话(端)局的局用电话交换机中以逻辑方式划分出部分交换功能,作为逻辑意 义上的用户电话交换机,故在用户侧不设电话交换机主机房,仅设配线间、话务 义上的用户电话交换机,故在用户侧不设电话交换机主机房,仅设配线间、 员室等用房。配线间至电话端局的线路属于用户直线。 员室等用房。配线间至电话端局的线路属于用户直线。须注意采用这种方式时进 户管线较多。 户管线较多。 4. NGN通信网络: 通信网络: 通信网络 是一种基于IP宽带网的 通信业务与网络相分离的开放平台, 宽带网的、 是一种基于 宽带网的、通信业务与网络相分离的开放平台,这种技术将为用户提供 不受电信运营商约束的广阔而自由的通信空间。 不受电信运营商约束的广阔而自由的通信空间。

20.2.6 支持VOIP业务的ISDN用户交换机系统应符合… 【注释】 VOIP业务的ISDN用户交换机系统 VOIP Voice Over IP 即IP 网络承载话音业务。 具有VOIP功能的ISDN专用交换机典型应用见下图。 如图所示,具备VOIP功能的ISDN交换机,以2M ISDN 30B+D的E1数字PRI接口接入当地电信公网( PSTN)。通过IP网关卡与本部门(单位)的局域网 LAN(广域网WAN)连接,实现本部门内的VOIP 电话连接与通信。通过边界路由器与IP公网连接, 实现本部门专用电话的跨域连接。

本地电话公网 (PSTN) )
PRI 2M E1 SIP 电话终端

A 地
网关

电话交换机 (具备 VoIP 功能) 功能)

LAN

10M/100M 以太网

路由器
边界控制器

IP 网络 互联网) (互联网)

软件 电话

模拟电话 数字话务台

独立电 话网关 模拟电话

SIP 可视电话

20.4会议电视系统
20.4.2 会议电视系统应支持H.320、H.323、H.324、SIP标准协议。 【注释】 ? H.320是基于电路交换通信链路网络的视频会议系统的标准,H.320存 在传输带宽低,音、视频质量不够好,附加功能不够完善,不能进行 数据交互式传输,升级扩容的能力不强等缺点; ? H.321是基于ATM的视频会议系统的标准H.321所依托的ATM专用性 H.321 ATM H.321 ATM 太强,一般只有“电信”才能提供,因此应用范围不广而且价格昂贵 ; ? H.323是基于IP的视频会议系统的标准,H.323是现阶段最热门的技术 ,它能提供数据远程共享,音、视频质量基本满足应用的要求,并且 充分利用了广泛分布的IP网络,有较好的升级扩容能力; ? H.324是基于PSTN的可视电话系统的标准,H.324 只能实现点对点低 质量的电话会议; ? H.324M是专用于移动视频业务的协议族,H.324M可通过无线网络实 现实时流播和会话视频服务,是3G网络视频服务的协议,有着不可估 量的应用与市场前景。

20.4会议电视系统
20.4.4 当采用多点控制单元(MCU)设备组网时,会议电视系统的功能应符 合… 【注释】 多点控制单元(MCU)会议电视系统 可实现下列会议形式: 点对点的会议 日常工作中,各会场可通过拨不同终端号码或其在网络中注 册的别名,与任一会场连通,可不需要MCU参与。 多点会议 各地会议点通过多点视频会议控制单元(MCU)召开全体大会 ,多点视频会议控制单元实现会议中的视频切换广播和声音混合广播, 可以同时听到所有与会者的声音。各个分会场通过IP宽带网络与多点视频 会议控制单元相连接。 分组/多组会议 多点控制单元(MCU)可同时召开多组会议,各分组会 议之间相互独立,互不影响。必要时可根据会议需要将会议合并为一个 大的全体会议。 数据会议 多点控制单元(MCU)利用H.239动态双路视频技术,可在会议 中同时传输发言者图像及发言者PC画面,使各会场在不需要增加或切换 设备的情况下,同时接收发言会场的图像和PC画面。

20.5 无线通信系统
【注释】本节主要针对无线调度系统(对讲机)、无绳电话系统移动 注释】本节主要针对无线调度系统(对讲机)、无绳电话系统移动 )、 通信信号室内覆盖系统即宽带无线接入系统等。 通信信号室内覆盖系统即宽带无线接入系统等。 1 无线调度系统 建筑及建筑群采用的无线调度系统,一般不接入公用网, 建筑及建筑群采用的无线调度系统,一般不接入公用网,也有通过数 字程控用户交换机接入公用网,保持有线与无线的畅通。 字程控用户交换机接入公用网,保持有线与无线的畅通。无线调度 系统的通信范围可达20km,工作方式有半双工制和全双工制。系统 系统的通信范围可达 ,工作方式有半双工制和全双工制。 分成基地台、天馈系统、移动台三部分。 分成基地台、天馈系统、移动台三部分。 2 无绳电话系统 无绳电话系统( 无绳电话系统(Cordless Telephone System)包括基站、无绳电话集中 )包括基站、 管理单元、建筑物内部程控数字用户交换机。 管理单元、建筑物内部程控数字用户交换机。目前建筑内部采用第 二代无绳电话系统( 二代无绳电话系统(CT2)比较多。 )比较多。 20.5.2 移动通信信号室内覆盖系统应符合 移动通信信号室内覆盖系统应符合… 注释】 【注释】移动通信信号室内覆盖系统 国家无线电管理委员会规定CDMA800MHz、GSM900MHz、 国家无线电管理委员会规定 、 、 DCS1800MHz、PHS1900MHz、3G为数字移动通信网的专用频段、 为数字移动通信网的专用频段、 、 、 为数字移动通信网的专用频段 WLAN2400MHz为无线局域网民用频段,参见下表。 为无线局域网民用频段, 为无线局域网民用频段 参见下表。

专用频段及民用频段移动通信信号的频段、信道带宽、多址方式
频段 运营业务 中国联通CDMA800 中国移动GSM900 中国联通GSM900 中国移动DCS1800 中国联通DCS1800 中国电信PHS WCDMA 系统 TD-SCDMA CDMA2000 WLAN 上行 825-835MHz 890-909MHz 909-915MHz 17101730MHz 17451755MHz 下行 870-880MHz 935-954MHz 954-960 MHz 18051825MHz 18401850MHz 信道带宽 1.25 MHz 200kHz 200kHz 200kHz 200kHz 288kHz 5MHz 1.6MHz N×1.25MHz 22MHz 多址方式 FDMA/TDMA /CDMA FDMA/TDMA FDMA/TDMA FDMA/TDMA FDMA/TDMA TDMA FDMA/TDMA /CDMA TDMA FDMA/TDMA /CDMA

1900-1920MHz 1920-1980 2110-2170

最终以信息产业部发放牌照 为准 2410-2484 MHz

20.5 无线通信系统
目前,室内分布系统包括 目前,室内分布系统包括GSM900MHz、CDMA800MHz、PHS等, 、 、 等 针对现有大量2G室内分布系统的现状 在今后设计时, 室内分布系统的现状, 针对现有大量 室内分布系统的现状,在今后设计时,不仅要满足 原有2G系统 还要满足3G和 系统, 的发展需要。 原有 系统,还要满足 和WLAN的发展需要。即移动通信信号的 的发展需要 室内覆盖系统的设计应支持800~2500MHz的工作频率范围。 的工作频率范围。 室内覆盖系统的设计应支持 ~ 的工作频率范围 空间无线耦合信号方式是指利用直放站作为信源接入设备, 空间无线耦合信号方式是指利用直放站作为信源接入设备,通过空 间耦合的方式引入周边已建成基站信号的方式。 间耦合的方式引入周边已建成基站信号的方式。 采用无线同频直放站时其具有建站容易、 采用无线同频直放站时其具有建站容易、开通快捷和成本低廉等优 在移动通信信号室内覆盖系统中有一定比例的应用。 点,在移动通信信号室内覆盖系统中有一定比例的应用。 在一些人员密集的商场、大型的写字楼、 在一些人员密集的商场、大型的写字楼、大型娱乐场所的话务量很 如果用直放站,无法解决其容量问题, 高,如果用直放站,无法解决其容量问题,这些场所宜采用室外基 站方式引入,室内采用微蜂窝分布方式来吸收话务量。 站方式引入,室内采用微蜂窝分布方式来吸收话务量。室外基站的 引入就是电信业务经营者室外宏蜂窝基站的引入

20.5 无线通信系统
20.5.3 VSAT卫星通信系统 卫星通信系统

【注释】 注释】
VSAT通信网络按拓扑结构可分为星形网、网壮网和 通信网络按拓扑结构可分为星形网、 通信网络按拓扑结构可分为星形网 混合网三种类型;按业务性质分为数据网、 混合网三种类型;按业务性质分为数据网、话音网和 综合业务网。 综合业务网。

20.6 多媒体现代教学系统
【注释】 分为模拟化语言教学系统、数字化语言教 学系统、多媒体教学系统、多媒体双向 CATV教学网络系统以及基于IP技术的远 程教学网络系统等。 典型数字化语言教学系统见下图:

典 型 数 字 化 语 言 教 学 系 统

多媒体教学系统一般由媒体显示系统、计算机网络系统、 多媒体教学系统一般由媒体显示系统、计算机网络系统、传声和扩 声系统、中央控制系统几部分构成, 声系统、中央控制系统几部分构成,参见下图









教室1 智能 分控器 电视机

主 制 系 统 (控制主机、控制软 件、TV采集卡、节目 源控制器、通讯控制 卡、主控电话)

节目源电脑

调制器1

教室2 智能 分控器 电视机

DVD( 播 放 光 盘 节目)

调制器2

校长讲话直 播

混 调制器3 合

多 媒 体 双 向 C A T 教

多媒体教室 直播

调制器4



校 电视 直播

调制器5

电 视节目

教室n 调制器6 智能 分控器 电视机

220V电源

多媒体集中控制系统示意图

远程教学网络系统可利用视频会议系统作为双向实时教学系统的核 心,在现代远程教育网的建设中,主要采用基于IP的H.323视频会议 终端和H.323 MCU的教学授课系统。

21 综合布线系统
1.1 一般规定 21.1.2 综合布线系统应采用开放式星形拓扑结 构… 【注释】综合布线系统应采用开放式星型拓扑 结构,因为该结构下的每个分支(子)系统 都是相对独立的单元,设计或实施时,对每 个分支单元系统改动都不影响其他子系统。 只要改变结点连接就可使网络在星形、总线 形、环形等各种类型间进行转换。

21 综合布线系统
21.2 系统设计 21.2.5 干线子系统………宜采用点对点端接,也可 采用分支递减端接; 【注释】点对点端接是最简单、最直接的端接方法 ,干线子系统中的每根电缆是由设备间直接延伸 到指定的楼层电信间内的。 分支递减端接是用一根大对数干线电缆来支持同楼 层若干个电信间或若干楼层电信间内通信容量的 端按方法,通常是先经过某处大对数电缆配线架 (箱)后再分出若干根小电缆分别延伸端接到电 信间内的配线设备上。

21 综合布线系统
21.3 系统配置 21.3.4 配线子系统信道、永久链路、CP链路应按下图构成, 水平缆线部分的各缆线长度,应符合下列规定:

注:1 当CP不存在时,水平缆线连接FD与TO; 2 FD中的跳线可以不存在,设备缆线直接连至FD水平侧的配线设备。

21.3 系统配置
1 配线子系统信道的最大长度不应大于 100m; 2 工作区设备缆线、电信间配线设备的跳 线和设备缆线之和不应大于10 m,当大 于10m时,水平缆线长度应减少; 3 配线设备(FD)跳线、设备缆线及工作 区设备缆线的长度均不应大于5m。

光纤信道构成方式
【注释】 1 水平光缆和主干光缆至楼层电信间的 光配线设备经光纤跳线连接构成,如下图所示;

光纤信道构成方式
2 水平光缆和主干光缆在楼层电信间经端接 (熔接或机械连接)构成,如下图所示;

光纤信道构成方式
3 水平光缆经过电信间直接连至大楼设备间 光配线设备构成,如下图所示;

21.7.3 综合布线工程选用的电缆、光缆应根据建筑物的使用性质、火灾 综合布线工程选用的电缆、光缆应根据建筑物的使用性质、 危险程度、系统设备的重要性和缆线的敷设方式, 危险程度、系统设备的重要性和缆线的敷设方式,选用相应阻燃等级 的缆线。 的缆线。 注释】国标《综合布线设计规范》 【注释】国标《综合布线设计规范》GB50311-2007和《民规》都只提 - 和 民规》 出了原则性要求。 出了原则性要求。 对于防火缆线的应用分级,北美、 对于防火缆线的应用分级,北美、欧洲及国际的相应标准中主要以缆 线受火的燃烧程度及着火以后,火焰在缆线上蔓延的距离、 线受火的燃烧程度及着火以后,火焰在缆线上蔓延的距离、燃烧的时 热量与烟雾的释放、释放气体的毒性等指标, 间、热量与烟雾的释放、释放气体的毒性等指标,并通过实验室模拟 缆线燃烧的现场状况实测取得。 缆线燃烧的现场状况实测取得。表21-8、21-9分别列出缆线防火等级 、 分别列出缆线防火等级 与测试标准,供参考。 与测试标准,供参考。 根据不同的场合与不同的安装敷设方式,可选用相应防火等级的缆线: 根据不同的场合与不同的安装敷设方式,可选用相应防火等级的缆线: l 在隐蔽空间内(如吊顶内及高架地板下等)采用敞开方式敷设缆线 在隐蔽空间内(如吊顶内及高架地板下等) 可选用CMP级(光缆为 时,可选用 级 光缆为OFNP或OFCP)或Bl级; 或 ) 级 2 在缆线竖井内的主干缆线采用敞开的方式敷设时,可选用 在缆线竖井内的主干缆线采用敞开的方式敷设时,可选用CMR级( 级 光缆为OFNR或OFCR)或C、B2级; 光缆为 或 ) 、 级 3 在使用密封的金属管槽做防火保护的敷设条件下,缆线可选用 在使用密封的金属管槽做防火保护的敷设条件下,缆线可选用CM 级(光缆为OFN或OFC)或D级。 光缆为 或 ) 级

21.7 缆线选择和敷设

22 电磁兼容与电磁环境卫生
22.1 一般规定 22.1.3 易受辐射骚扰的电子设备,不应与 潜在的电磁骚扰源贴近布置。 【注释】易受辐射骚扰的电子设备种类繁 多,如计算机网络的交换机、路由器、服 务器;通信系统中的用户程控电话交换机 等。而潜在的电磁骚扰源,包括电力变压 器、大电流馈电干线电缆(母线)、大功 率变频装置及无线电发射台等。

22 电磁兼容与电磁环境卫生
22.2 电磁环境卫生 22.2.1 居住小区靠近高压、超高压架空输电线路一侧的 住宅外墙处工频电场和工频磁场强度应符合表22.2.1 的规定。 【注释】条文表22.2.1中的电场强度引用了国家标准关 于工频电场的基本限值和导出值。磁场强度(磁通密 度)则引用了国际辐射防护委员会(IRPA)提出的 《暴露于50 /60Hz电场和磁场的临时性限值导则》( 1990),它适用于一般民众的昼夜活动场所(如娱乐 场所等)。 超高压送电线下空间的工频电场强度及工频磁场强度的 计算,参见《500kV超高压送电工程电磁辐射环境影 响评价技术规范》HJ/T24-1998。 磁场强度单位( m)T :(毫)特斯拉, 1T=104Gs。

22 电磁兼容与电磁环境卫生
22.2.5 民用建筑物内的电磁环境参数,应符合 民用建筑物内的电磁环境参数,应符合…… 2 注释】 单位换算 单位换算: 【注释】 1.单位换算: S = E
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式中: 功率密度, 式中:S——功率密度,W/ m2 功率密度 式中: 电场强度, 式中:E——电场强度,V/m 电场强度 2.电磁场与人体之间的耦合机制: 电磁场与人体之间的耦合机制: 电磁场与人体之间的耦合机制 1) 人体与低频电场的耦合: 人体与低频电场的耦合: 时变电场与人体的作用将在体表产生感应电荷以及体内电荷的流动, 时变电场与人体的作用将在体表产生感应电荷以及体内电荷的流动,即电 体内束缚电荷将极化形成电偶极子, 流。 体内束缚电荷将极化形成电偶极子,原耒的电偶极子将转向形成电 极化电流的值随照射条件,人体部位不同而定。 流。极化电流的值随照射条件,人体部位不同而定。 2) 人体与低频磁场的耦合: 人体与低频磁场的耦合: 时变磁场在人体内产生感应电场并形成回路电流。电流幅值决定于人体与 时变磁场在人体内产生感应电场并形成回路电流。 外界磁场的相对位置及人体的不同部位。 外界磁场的相对位置及人体的不同部位。 3) 人体从高频电磁场吸收能量: 人体从高频电磁场吸收能量: 4) 人体暴露在低频的电场,磁场下吸收的能量通常是可以忽略的,且在体内 人体暴露在低频的电场,磁场下吸收的能量通常是可以忽略的, 也无可测出的温升。 当暴露在100kHz 的电磁场下时将导致有意义的能量 也无可测出的温升。 当暴露在 吸收和温度升高。 吸收和温度升高。

22 电磁兼容与电磁环境卫生
3.人体对电磁场的直接反应 人体对电磁场的直接反应 1)电磁场在人体中产生两种反应:热效应和生理效应。 电磁场在人体中产生两种反应: 电磁场在人体中产生两种反应 热效应和生理效应。 2)由于人体是导体,体内自发的内源电流密度大约为 毫安 平方米。 由于人体是导体, 平方米。 由于人体是导体 体内自发的内源电流密度大约为10 毫安/平方米 外电磁场会在体内感生电流而转换为焦耳热, 外电磁场会在体内感生电流而转换为焦耳热,也会因体内分子极化 运动而产生热。因而使体温平衡功能失调而引发生理功能紊乱。 运动而产生热。因而使体温平衡功能失调而引发生理功能紊乱。 3)生理效应是电磁场首先作用于感觉神经末梢,引起心脏、胰腺等器 生理效应是电磁场首先作用于感觉神经末梢, 生理效应是电磁场首先作用于感觉神经末梢 引起心脏、 官的变化,并影响循环、血液、免疫、生殖、代谢等系统的功能, 官的变化,并影响循环、血液、免疫、生殖、代谢等系统的功能, 这种效应在射频( 这种效应在射频(300kHz~300MHz)范围内最显著。 )范围内最显著。 4.幼儿、青少年正处于身体发育期,更容易因大剂量的电磁辐射导致 .幼儿、青少年正处于身体发育期, 严重的健康问题。 严重的健康问题。 居住建筑是人们相处时间最长的建筑,容易造成辐射剂量的累积。 居住建筑是人们相处时间最长的建筑,容易造成辐射剂量的累积。 人员密集的公共建筑(如体育场馆、影剧院、展览馆) 人员密集的公共建筑(如体育场馆、影剧院、展览馆)中,如果存 在强烈的电磁辐射将危及较多人员,故这些场所均应从严控制, 在强烈的电磁辐射将危及较多人员,故这些场所均应从严控制,按 一级电磁环境设计。 一级电磁环境设计。

22.3 供配电系统的谐波防治
22.3.1 公共电网的电能质量应符合….. 【注释】本条规定引自国家标准《电能质量 公 用电网谐波》GB/T14549-1993。 公共连接点的短路容量一般由电力公司给出, 实际谐波电流允许值应将表中数据乘以公共连 接点短路容量与基准短路容量的比值 S/Sjz。 当一个公共连接点中连接多个用户时,应按 各用户供电容量的百分比来分摊表中的谐波电 流允许值。

22.3 供配电系统的谐波防治
22.3.2 供配电系统的谐波治理,应符合下列规定: 供配电系统的谐波治理,应符合下列规定: 1 建筑物谐波源较多的供配电系统,应选用 建筑物谐波源较多的供配电系统,应选用D,yn11 接线组别的配电变压器, 接线组别的配电变压器,且该变压器的负载率不 宜高于70%; 宜高于 ; 注释】 接线组别的配电变压器, 【注释】 D,yn11接线组别的配电变压器,可有效 接线组别的配电变压器 阻断三的倍数次谐波电流在变压器一次与二次之 间的传输。 间的传输。但这种变压器的一次绕组将可能出现 更高的温升,故应适当降低其负载率。 更高的温升,故应适当降低其负载率。 有些国家主张当谐波电流较严重时采用K系数变 有些国家主张当谐波电流较严重时采用 系数变 压器, 系数代表变压器对谐波电流所致温升的 压器,K系数代表变压器对谐波电流所致温升的 承受能力,其定义为: 承受能力,其定义为 K = ∑ (nI / I )
n 2 n =1 1

22.3 供配电系统的谐波防治
标准化的K系数额定值为:4,9,13,20,30,40,50。 当K值大于4时,就应使用K系数变压器,或将无谐波额定 值的标准变压器按下式降容使用: D为变压器的降容系数。
D= 1.15 1 + 0.15 K

22.3 供配电系统的谐波防治
K系数和D系数简化对应关系表 K D 1 1 1.5 0.94 2 0.88 2.5 0.84 3 0.79 3.5 0.75 4 0.72 4.5 0.69 5 0.66

由于在工程设计初期,各种设备资料不全,K值往往难以计算,故也可根据谐波源负 荷占变压器的负荷比例,按下图来粗略估计降容系数:

上海市九家医院变压器 出线侧电流畸变率和K系 数表

变压器 A相电流畸变率(%) K系数 医院一 1 #变压器 8.3% 1.3 医院一 2 #变压器 12% 1.4 医院一 3 #变压器 18.4% 3.4 医院二 1#变压器 12.4% 1.3 医院二 2#变压器 5.2% 1.1 医院三 1#变压器 5.3% 1.2 医院四 1 #变压器 11% 1.6 医院四 2 #变压器 21.6% 3.7 医院四 3 #变压器 13.2% 1.9 医院五 1#变压器 6.3% 1.2 医院五 2#变压器 4.2% 1.1 医院六 1 #变压器 3.8% 1.1 医院六 2 #变压器 5.9% 1.3 医院六 3 #变压器 7.4% 1.3 医院六 4 #变压器 4.7% 1.1 医院七 1 #变压器 7.7% 1.3 医院七 2 #变压器 8.8% 1.4 医院八 1 #变压器 2.8% 1 医院八 2 #变压器 2.6% 1 医院八 3 #变压器 4.9% 1.2 医院八 4 #变压器 5.3% 1.1 医院九 1 #变压器 5.3% 1.1 医院九 2 #变压器 9.4% 1.9 医院九 3 #变压器 6% 1.9 医院九 4 #变压器 9.8% 1.5 医院九 5 #变压器 7.8% 1.4 医院九 6 #变压器 10.5% 1.4 医院九 7 #变压器 9.8% 1.3

THDi/K曲线图 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 5 10 THDi
删除奇异点的数据多项式拟合曲线图

修正后的数据曲线 多项式拟合曲线

K

y = 0.0002x3 + 0.0027x2 - 0.0099x + 1.0841 R2 = 0.9399 15 20 25

多项式拟合回归分析得到的拟合函数模型: y=0.0002x3 +0.0027x2-0.0099x+1.0841 其中y代表K系数,x代表THDi系数(%) K=(2×THDi3+2.7×THDi2-9.9×THDi)×10-4+1.0841 × × × × 适合区间〔2.6,22 〕,THDi (%)大于22%时可以参照该函数。也就是说,综合医院配电系 统电流畸变率大致在2.6%到22%之间,此时K系数可用上式简单估算。再通过降容系数D和 K系数之间的关系,计算出降容系数D。

22.3 供配电系统的谐波防治
22.3.2-2 省级及以上政府办公建筑 省级及以上政府办公建筑……等专用配电干线上设置 等专用配电干线上设置 有源滤波装置 注释】 ) 【注释】 1)有源滤波器常见类型 (1)并联有源滤波器(工程中较为常用) )并联有源滤波器(工程中较为常用) (2)串联有源滤波器 ) (3)串并联复合型有源滤波器 ) 2)配电系统至少满足下列条件之一时,可设置有源滤波器: 配电系统至少满足下列条件之一时, 配电系统至少满足下列条件之一时 可设置有源滤波器: a.配电系统中具有大容量(如,200kVA或以上)非线性负载 配电系统中具有大容量( 或以上) 配电系统中具有大容量 或以上 且变化较大( 断续工作的设备等), ),用无源滤波器 ,且变化较大(如,断续工作的设备等),用无源滤波器 不能有效工作; 不能有效工作; b.配电系统的自然功率因数较低,需要作电容补偿; 配电系统的自然功率因数较低, 配电系统的自然功率因数较低 需要作电容补偿; c.必须降低电压畸变以避免灵敏负载被干扰; 必须降低电压畸变以避免灵敏负载被干扰; 必须降低电压畸变以避免灵敏负载被干扰 d.必须降低电流畸变以避免馈线(如,电缆的中性线等)与设 必须降低电流畸变以避免馈线( 电缆的中性线等) 必须降低电流畸变以避免馈线 电容器等)过载。 备(如,电容器等)过载。

22.3 供配电系统的谐波防治
3)无源有源复合滤波吸收装置 无源有源复合滤波吸收装置 (1)原理 ) 由无源滤波器和有源滤波器组合而成, 由无源滤波器和有源滤波器组合而成,由无源滤波器吸收一个或数个功 率较大且稳定的特定频率的谐波,再由有源滤波器消除其余谐波。 率较大且稳定的特定频率的谐波,再由有源滤波器消除其余谐波。 (2)配电系统同时满足下列条件时,宜设置复合滤波器: )配电系统同时满足下列条件时,宜设置复合滤波器: A)配电系统中既具有相对集中且长期稳定运行的大容量(如,200kVA或 )配电系统中既具有相对集中且长期稳定运行的大容量( 或 以上)非线性负载,又具有较大容量的经常变化的非线性负载; 以上)非线性负载,又具有较大容量的经常变化的非线性负载; B)配电系统的自然功率因数较低,需要作电容补偿; )配电系统的自然功率因数较低,需要作电容补偿; C)必须降低电压畸变以避免灵敏负载被干扰; )必须降低电压畸变以避免灵敏负载被干扰; D)必须降低电流畸变以避免馈线(如,电缆的中性线等)与设备(如, 电缆的中性线等)与设备( )必须降低电流畸变以避免馈线( 电容器等)过载。 电容器等)过载。

22.3 供配电系统的谐波防治
22.3.2-3 谐波源较多的 谐波源较多的……配电干线上设置滤波装置。 配电干线上设置滤波装置。 配电干线上设置滤波装置 注释】 ) 【注释】 1)无源滤波器常见类型
串联调谐滤波器 由电容器和电抗器串联而成,被调谐于较低次的谐波频率处。 由电容器和电抗器串联而成,被调谐于较低次的谐波频率处。滤波器阻 抗对较低次的谐波频率呈容性、高阻抗,对较高次的谐波频率呈感性、 抗对较低次的谐波频率呈容性、高阻抗,对较高次的谐波频率呈感性、 低阻抗,即在低于调谐频率时呈高阻特性。 低阻抗,即在低于调谐频率时呈高阻特性。 双带通滤波器 由一个主电容器、一个主电抗器和一个调谐装置串联而成, 由一个主电容器、一个主电抗器和一个调谐装置串联而成,这种滤波器 的阻抗在二个调谐频率处到达最低值。 的阻抗在二个调谐频率处到达最低值。 阻尼滤波器 可以是1阶 阶和3阶的 阶的。 可以是 阶、2阶和 阶的,常用 阶的。一个 阶的阻尼滤波器由一个电 阶和 阶的,常用2阶的 一个2阶的阻尼滤波器由一个电 容器、一个电抗器和一个电阻的并联组合串联而成, 容器、一个电抗器和一个电阻的并联组合串联而成,它在一个较宽的频 率范围内呈现为低阻抗,因而而具有较宽的滤波频带。 率范围内呈现为低阻抗,因而而具有较宽的滤波频带。

22.3 供配电系统的谐波防治
2)配电系统至少满足下列条件之一时,可设置无源滤波 )配电系统至少满足下列条件之一时, 器: A.配电系统中具有相对集中的大容量(如,200kVA或以 配电系统中具有相对集中的大容量( 或以 配电系统中具有相对集中的大容量 非线性负载; 上)非线性负载; B.配电系统的自然功率因数较低,需要作电容补偿; 配电系统的自然功率因数较低, 配电系统的自然功率因数较低 需要作电容补偿; C.必须降低电压畸变以避免灵敏负载被干扰; 必须降低电压畸变以避免灵敏负载被干扰; 必须降低电压畸变以避免灵敏负载被干扰 D.必须降低电流畸变以避免馈线(如,电缆的中性线等) 必须降低电流畸变以避免馈线( 电缆的中性线等) 必须降低电流畸变以避免馈线 与设备( 电容器等)过载。 与设备(如,电容器等)过载。

22.3 供配电系统的谐波防治
22.3.2-8 为X光机、CT机、核磁共振机等…… 应按低阻抗馈电线路的要求进行设计; 【注释】大功率谐波骚扰源一般可界定为设备 功率大于所在变压器容量的8%,且THDi大于 35%的用电设备。若把交流电网视作电源, 则降低电源的内阻便可有效地改善电源的输 出波形,而最简单有效的低阻抗设计方法是 将自变压器至大功率谐波骚扰源的馈线截面 放大。有条件时还可采用较低阻抗的变压器 ,具体可参照设备样本所供参数进行设计。

22.3 供配电系统的谐波防治
22.3.2- 9 功率因数补偿电容器组宜配电抗器。 【注释】谐波对功率因数的影响 在谐波环境中,计算静电补偿电容的容量时,应当扣除非相位所致(即畸 变所致)的无功功率。 谐波环境中功率因数的计算 2.1理论算法 当谐波存在时, PF < COS φ
P P S PF = = ? 1 = PFdisp ? PFdist S S1 S
PFdisp : 位移功率因数 PFdist : 畸变功率因数

也可以利用基波因素来计算谐波环境中的功率因数PF:
λ=
P UI1COSφ1 I 1 = = COSφ1 = νCOSφ1 S UI I

式中,v为基波因数,它等于基波电流有效值与总电流有效值之比,即 :v=I1/I 上式说明了实际功率因数是由基波电流位移和电流波形畸变两个因素 决定的。

22.3 供配电系统的谐波防治
2.2工程估算方法 在实际工程设计中,谐波所致的无功功率很难估算,故上述算法实际上不可行。由于电网规模巨大 ,通常可以认为电力系统的内阻为零(视作无限大系统),因而仅考虑谐波电流而忽略谐波电 压的影响,即THDV=0。此时,功率因数与THDi之间的关系如下图所示:

图中,PF为实际功率因数;cosφ为理想正弦波的功 率因数,即基波功率因数(我们传统算法所得即为此 值);THDi 则可用专门软件粗略估算得到。 从图上可见在谐波电流的影响下,实际功率因数将按 图示曲线下降,这是由于谐波产生了额外的无功功率。 以此,在工程设计中,特别是在开关和导线的选择计 算中,宜按上图所示曲线对功率因数进行粗略的修正, 否则的话,计算所得的电流值将会偏小,从而导致导 线载流能力不足以及开关整定电流偏小。

22.3 供配电系统的谐波防治
3谐波环境中补偿电容器参数的确定 3.1 根据Gh/ 的比值确定补偿电容器的参数
Gh < 15% Sn
标准电容器

15% ≤

Gh ≤ 25% Sn

25% <

Gh < 60% Sn

电容器额定电压增加10%

电容器额定电压增加10%+ 谐波抑制电抗

Gh:连接到有电容器组的母线上所有产生谐波源装置(静态变换器、变频器、速度控 制器等)的视在功率额定值的矢量和。 Sn:系统中变压器视在功率额定值的矢量和。

22.3 供配电系统的谐波防治
3.2 根据实测总谐波畸变率THDi来确定补偿电容器的参数
THDi × S < 5% Sn 5% ≤ THDi × S ≤ 10% Sn 10% < THDi × S < 20% Sn

标准电容器

电容器额定电压增加10%

电容器额定电压增加10%+ 谐波抑制电抗

Sn:变压器的 视在功率; S:变压器副边实测的视在功率(满负荷且不带电容器); THDi:变压器副边实测的电流畸变率。

22.3 供配电系统的谐波防治
4.串联调谐电抗器配比计算:
调谐频率 X X X
L

f h处

L C

XC h2 : 电抗器基波感抗值 = : 电容器基波容抗值

在确定电抗器容量时,应使实际调谐频率应小于理论调谐频率 (即希望抑制的谐波频率),以避免发生系统的局部谐振。 还应考虑一定裕度,因为当电容器使用时间较长后,其介质 材料退化,从而导致电容值下降,引起谐振频率的升高。 例如:
理论调谐次 数 3 5 7 理论调谐频 率 150 250 350 实际调谐频率(举 例) 135HZ 215HZ 315HZ 实际调谐次数(举例) 2.7 4.3 6.3 实际电抗器配比 13.7%,可选12.5~14% 5.4%,可选4.5~5.5% 2.52%,可选2~3%

22.4 电子信息系统的电磁兼容设计
22.4.3 电子信息系统所处的建筑物防雷,应 符合本规范第11章的规定。 【注释】应当注意尽量使电子信息系统与建 筑物防雷引下线保持足够距离,当不能靠 空间来隔离时,则应采取必要的等电位措 施。

22.5 电源干扰的防护
22.5.1 由配变电所引出的配电线路应采用TN-S或TN-C-S 系统。当采用TN-C-S系统时,自电子信息系统机房电源 进户端起,中性导体(N)与保护导体(PE)应分开。 【注释】这样设计可有效地避免由中性导体电流引起的传 导干扰。 22.5.3 谐波较严重的大容量设备宜采用专线供电,且按低 阻抗的要求进行设计。 【注释】主要指X光机、大功率UPS和整流设备等谐波源 ,最简单有效的低阻抗设计方法为将自变压器至大功率 谐波骚扰源的馈线截面放大。当技术经济条件许可时, 也可采用低阻抗变压器配电,具体可参照设备样本所供 参数进行设计。

22.6 信号线路的过电压保护
22.6.1 户外信号传输电缆的金属外护层和户 外光缆的金属增强线应在进户处接地。 【注释】 这是为了防止过电压经由电缆的 金属保护层和户外光缆的金属增强线窜入 电子信息设备。 22.6.2 户外信号传输电缆的信号线,应在进 户配线架处设置适配的浪涌电压保护器。 【注释】 此处指应将信号线本身(而非护套 或机架等)经浪涌电压保护器进行接地。

22.7 管线设计
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。 【注释】 不同电压等级的电力电缆,如10kV、 6kV、0.4kV的电力电缆应分别穿导管或在不同的 6kV 0.4kV 电缆桥架内敷设;电力电缆不得与电子信息系统 的传输线路合用保护导管和线槽;信号电压明显 不同的电子信息系统的传输线路,例如,同为模 拟信号的音响广播传输线路与有线电视广播传输 线路等,也不得合用保护管和线槽;不同信号类 型的传输线路,例如,模拟信号与数字信号,不 宜合用保护导管和线槽,否则很可能造成信号干 扰。

22.7 管线设计
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; 广播线路与其它电子信息系统传输线路交叉时,宜垂直相交。 【注释】 不同传输线路垂直交叉敷设时,由电磁感应造成的相 互干扰最小。由于广播线路的工作电压通常为100V或70V,明 显高于其它电子信息系统传输线路的工作电压,且其工作电流 也相对较大,容易对其它电子信息系统产生干扰,故也需作一 定程度的限制。 22.7.4 用于电子信息系统传输线路保护的金属导管和金属线槽应 接地,并作等电位联结。 【注释】 为确保保护金属导管或金属线槽的屏蔽效果,应将其 两端作有效的接地,且相关设施之间应作等电位联结。当采用 屏蔽线缆时,其外包屏蔽层的两端也应作有效的接地。

22.7 管线设计
22.7.7 涉及国家安全的计算机网络等电子信息系统,应采 用光缆或屏蔽型电缆。银行、证券交易所的省级总部及 其结算中心的计算机网络系统,宜采用光缆或屏蔽型电 缆。 【注释】 根据上海某项目的现场检测结果,采用非屏 蔽型传输电缆(UTP)的计算机网络的辐射信号(包括 从网络设备和传输线路所辐射出的信号)在数百米范围 内均可稳定地测到,因而存在较严重的泄密隐患。当采 用UTP穿金属管保护时,末段线路(从信号口至计算机 、交换机等设备的明线)有可能成为无线电信号发射天 线,从而成为主要的泄露源。当采用屏蔽型电缆(STP 、FTP)时,应注意末段明线两端的接地处理,避免成 为无线电信号发射天线。相比之下,光缆传输的保密性 能更佳。

22.8 接地与等电位联结
22.8.1 电子信息系统宜采用共用接地网,其接地电阻值应符合相 关各系统中最低电阻值的要求。当无相关资料时,可取值不大 于1 。 【注释】 民用建筑中,如果电子信息系统要设置一个或几个 专用的接地网,将很难确保这些“地”与强电系统接地网之间 的独立性(例如这些地极之间应保持足够的距离、引线之间应 保持足够的绝缘水平等),因此,采用共用接地网是明智之举 。 22.8.2 当同一电子信息系统涉及几幢建筑物时,这些建筑物之间 的接地网宜作等电位联结,但由于地理原因难以联结时除外。 【注释】 例如当数栋相邻建筑物由一套BA系统监控时,BA系 统中的许多现场控制箱将分别接在各自所在建筑物的接地网中 ,由于地理、雷击等原因,很可能造成这几栋建筑接地网之间 的电位不等,从而造成差模干扰。为此,相关建筑物的接地网 之间作等电位联结是可取的。但如果建筑物之间相距过远或被 河流阻隔,则应采取其它措施来解决干扰问题。

22.8 接地与等电位联结
22.8.3 当几幢建筑物的接地网之间难以互相连通时,应 将这些建筑物之间的电子信息系统作有效隔离。 【注释】 彼此间采用无金属增强线的光缆连接、设置 信号隔离变压器、采用微波传输网络等方法均可阻断 高电位等干扰信号的传递途径。当采用有金属增强线 的光缆时,应将金属增强线的两端作有效接地。 22.8.5 建筑物每一层内的等电位联结网络宜呈封闭环形 ,其安装位置应便于接线。 【注释】 做成封闭环是为消除等电位网络中任意两点 间的电位差,确保各点之间的电位相等,但在应用中 必须注意避免让大电流电力线缆在接地环路中穿心而 过,否则电力线缆将在接地环路上感应出电流,造成 不必要的干扰。

22.8 接地与等电位联结
22.8.6 根据建筑物及电子信息系统的特点,可采用星形网络、多个网状 连接的星形网络或公共网状连接的星形网络等接地形式。 【注释】 图22-2~22-5为各种不同的等电位联结网络及其适用范围:

22.8 接地与等电位联结
配电盘 用电设备 配电盘

用电设备

总接地端子

总接地端子

星形接地网络,适 用于小型电子信息 系统机房

星形接地网络适用 于中小型电子信息 系统机房

22.8 接地与等电位联结
用电设备 配电盘

总接地端子

多个网状联结的接地网络,适用于中小型电子信息系统机房群 或设备较分散的大型电子信息系统机房。

22.8 接地与等电位联结
网格 配电盘

用电设备

总接地端子

接地导体 (保护性的或功能 性的)

功能性等电位导体 其长度应尽可能短 (例为﹤50cm)

公共网状联结的接地网络,适用于大型电子信息系统机房,当 主设备的工作频率很高时,可采用铜箱或铜质扁平编织带构建 接地网格。

22.8 接地与等电位联结
22.8.7 功能性等电位联结导体,可采用金属带、扁平编织带和圆形截面电缆等。 高频设备的功能性等电位联结导体,宜采用铜箔或铜质扁平编织带。 【注释】 为了确保联结导体在高频下仍具有较小的阻抗,而且由于集肤效应, 表面积大的接地联结导体形式更适合于高频系统,故铜箔和编织铜线常常用于 高频设备的接地网络中。 22.8.8 当电子信息系统接地母线用于功能性目的时,建筑物的总接地端子可用接 地母线延伸,使信息技术装置可自建筑物内任一点以最短路径与其相连接。当 此接地母线用于具有大量信息技术设备的建筑物内等电位联结网络时,宜作成 一封闭环路。 【注释】 用于功能性目的的电子信息系统接地母线可与建筑物总接地端子合一 (将总接地端子的某一段用作电子信息系统的功能性接地母线),以确保该接 地母线的接地性能。而将该母线作成封闭环路是为了确保接地母线上任意两点 间的电位基本相等,但此时须避免让大电流电力电缆在接地环路中穿心而过 。 22.8.9 UPS不间断电源装置输出端的中性导体应重复接地。 【注释】 为了避免UPS输出端中性点悬浮,这一措施对于三相UPS下带多个单 相负载时尤为重要,因为在此情形下一旦中性点悬浮,很容易发生中性点偏移 ,从而造成某相过电压,并引起过压回路中设备的损坏。

谢谢各位!


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