Структурированная кабельная система офисного здания на основе протокола BACnet

Длительная работа с компьютером может приводить к расстройствам состояния здоровья. Вредное воздействие компьютерной системы на организм человека является комплексным.

6.4 Пожаро- и взрывобезопасность в сфере телекоммуникаций

Вычислительные центры, решающие задачи управления и контроля с применением ЭВМ, имеют категорию пожарной опасности В (согласно СНиП II-09-85). Поэтому здания данного типа высотой не более 3-х этажей соответствуют I степени огнестойкости. По пожароопасности данное помещение классифицируется как помещение класса П-IIа. По взрывоопасности помещение относится к зоне класса В-Iа.

Пожарная опасность обуславливается применением разветвленных систем вентиляции и кондиционирования, электропитания ЭВМ, а также особенностями объемно-планировочных решений помещения.

Вероятные причины пожара: нарушение правил противопожарной профилактики, перегрузки в электросети, большое переходное сопротивление, короткое замыкание, разрушение изоляции проводников; горение бумажных носителей информации, плохой контакт в местах соединения (окисление).

Для предотвращения пожарной опасности необходимо: не совмещать системы кондиционирования воздуха машинного зала и других помещений, применять общие или местные противопожарные преграды, запрещать применение открытого огня в помещении, регулярно осуществлять контроль сопротивления изоляции. Для обнаружения пожара в помещении предусмотрен комбинированный тепловой и дымовой извещатель типа ИПК-5 "Премьер" из-за высокой "интеллектуальности" и надежности, реагирующий на появление дыма или повышение температуры свыше 55 °С. Извещатели устанавливают в зоне наиболее вероятного возгорания - на потолке над рабочим местом оператора ПЭВМ. Помещение оснащено углекислотным огнетушителем категории *Е из расчета 1 огнетушитель на каждые 20 м2 площади помещения, согласно ГОСТ 27331-87. Также в помещении находится ящик с песком. Для взрывопредупреждения необходимо исключить образование взрывоопасной среды и возникновения источника инициирования взрыва. Предотвращение взрывоопасной среды в помещениях и технологических аппаратах достигается контролем состава воздушной среды, герметичностью оборудования, отводов взрывоопасной среды с помощью вентиляции, поддержанием состава среды вне области воспламенения, применением ингибирующих и флегматизирующих добавок [28]. Для предотвращения пожара и взрыва от тепловых источников электрического происхождения во взрывоопасных зонах помещений необходимо применить электрооборудование во взрывозащищенном исполнении.

6.5 Рекомендации по обеспечению безопасности в чрезвычайных ситуациях

В случае возникновения производственной аварии начальник гражданской обороны объекта срочно организует оповещение руководства и всех работников предприятия об опасности. Наиболее действенным методом защиты, при большинстве чрезвычайных ситуаций может защитить или минимизировать последствия является эвакуация работников. Планы эвакуации вывешен на видном месте рядом с основным выходом из рабочего помещения, в коридоре, на лестнице. Высота и ширина дверей на пути эвакуации сотрудников соответствует НАПБ А.01.001-2004 и составляет 2000мм на 900мм, а минимальная ширина путей эвакуации - 1150мм. Пути эвакуации обеспечиваются эвакуационным освещением, а пути, не имеющие естественного освещения, постоянно освещаются (при наличии людей). В работе предусмотрели включение светильников эвакуационного освещения в ночное время. В светильниках эвакуационного освещения установлены только лампы накаливания [29]. Эвакуационная освещенность в помещениях составляет 0,5 Лк, вне помещения - 0,2 Лк.

Схема размещения оборудования и план эвакуации из помещения приведены на рисунке 6.1

Рисунок 6.1 - размещения оборудования и план эвакуации в чрезвычайной ситуации из помещения лаборатории

6.6 Расчет защиты от воздействия электрического тока

В сетях с глухозаземленной нейтралью проводимость зануляющих проводников должна быть не менее половины проводимости фазных проводников. При одинаковом материале фазных и зануляющих проводников это требование обеспечивается, если сечение зануляющего проводника будет не меньше половины фазного.

В электроустановках с глухозаземленной нейтралью сечения зануляющих проводников должны быть такими, чтобы при замыкании фазы на корпус возникающий в петле фазовый провод - нулевой провод ток однофазного короткого замыкания обеспечивал срабатывание защиты - отключение автомата. Для этого возникающий ток однофазного короткого замыкания в невзрывоопасных установках должен не менее чем в 3 раза превышать номинальный ток уставки автомата с обратно зависимой от тока характеристикой а при автоматах с электромагнитным расцепителем - в 1,25 - 1,4 раза номинальный ток вставки мгновенного срабатывания автомата [30].

Величину тока однофазного короткого замыкания, возникающего в петле фаза - нулевой провод при однофазном замыкании на корпус, определяют по формуле:

(6.1)

где Uф - фазовое напряжение сети, В;

- полное сопротивление петли фаза-нуль, Ом;

r_ф и r_н - активное сопротивление фазных и зануляющих проводников, Ом;

Zт/3 - сопротивление трансформатора, Ом.

Активное сопротивление жил проводов и кабелей, и алюминиевой оболочки трехжильных кабелей, а также расчетные сопротивления трансформаторов приведены в таблицах 6.2 и 6.3 соответственно.

Таблица 6.2 - Активное сопротивление жил проводов и кабелей, и алюминиевой оболочки трехжильных кабелей

Таблица 6.3 - Расчетные сопротивления трансформаторов

Выбираем кабель ВБВ с медными жилами сечением 3Ч25+11Ч16 мм2, с допускаемой нагрузкой 105 А, что составляет 138% номинального тока. В качестве защитного аппарата устанавливается автоматический выключатель LR Legrand 604806 на номинальный ток 20 А, с комбинированным расцепителем - тепловым на 20 А для защиты от перегрузки и электромагнитным для защиты от токов короткого замыкания с установкой мгновенного срабатывания на 100 А. При пуске автомат не отключится, так как пусковой ток 57 А, а электромагнитный расцепитель срабатывает при 100 А.

Для проверки действия защиты при однофазном коротком замыкании на корпус электродвигателя определим суммарное сопротивление петли фаза - нуль.

Сопротивление трансформатора: 100 кВЧА -- 0,259 Ом;

Активное сопротивление фазных шин медного кабеля 35 мм² = 0,636 Ом/км; сопротивление нулевой жилы 16 мм² = 1,39 Ом/км (табл. А.1). Сопротивление на участке длиной 30 м (0,030 км): фазной жилы 35 мм² -- 0,636Ч0,03 = 0,01908 Ом; нулевой жилы 16 мм² -- 1,39Ч0,03 = 0,417 Ом.

Активное сопротивление фазных жил медного кабеля 25 мм² = 0,888 Ом/км; сопротивление нулевой жилы 16 мм² = 1,39 Ом/км. Сопротивление на участке 95 м (0,095 км): фазной жилы 25 мм², -- 0,888Ч0,095 = 0,08436 Ом, нулевой жилы 16 мм² -- 1,390Ч0,095 = 0,13205 Ом.

Полное сопротивление петли фаза-нуль: RП = 0,259+0,01908+0,417+ +0,08436+0,13205 = 0,91149 Ом.

Ток однофазного короткого замыкания определится по формуле (6.1):

что превышает номинальный ток теплового элемента расщепителя автоматического выключателя в 241/100 = 2,41 раза. Таким образом, выбранный автомат надежно отключает поврежденный участок.

Зануляющие (заземляющие) проводники из стальных полос крепятся в сухих помещениях непосредственно к опорной поверхности. Непрерывность электрической цепи стальных труб электропроводки обеспечивается муфтами на резьбе, а тонкостенных труб приваркой в двух точках соединительной манжеты к трубе. Отдельные элементы используемых строительных металлоконструкций соединяют между собой перемычкой на сварке, а в местах пересечения температурных швов гибкой перемычкой из стального троса с соединительной гильзой.

Устройство максимальной токовой защиты обеспечивает надежное отключение потребителей электроэнергии от сети, если выполняется условие:

где - номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток вставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя при КЗ, А;

К - коэффициент кратности тока. Согласно НПАОП 40.1-1.21-98, для электромагнитного расцепителя К = 1,4 или 1,25. В нашем случае К = 1,25.

Проверяем данное условие:

Условие выполняется, следовательно устройство максимальной токовой защиты обеспечивает надежное отключение потребителей электроэнергии от сети.

Заключение

В рамках дипломной работы составлена модель структурированной кабельной системы для административного здания предприятия на основе протокола BACnet. СКС соответствует принятым международным стандартам (ANSI/TIA/EIA-568-A и ISO/IEC11801).

В данной работе выполнено обеспечение здания следующими системами:

- внутренняя компьютерная сеть и сети бесперебойного и стабилизированного электропитания, объединенные в СКС,

- коммутатор локальной компьютерной сети;

- сервер локальной компьютерной сети;

- контроль доступа;

- система сигнализации;

- система видеонаблюдения;

- система автоматического контроля уровня освещенности;

- система бесперебойного и стабилизированного электропитания;

- система контроля микроклимата.

Применение протокола BACnet нацелено на возможность взаимодействия рабочих станций от разных поставщиков с широким ассортиментом устройств через шлюзы, в которых осуществляется преобразование данных, представленных в соответствии с протоколами таких устройств, в вид, соответствующий протоколу BACnet.

BACnet составляет хорошую основу для всех систем управления зданием. Стандарт постоянно расширяется, охватывая все новые сферы применения. Работа над расширением применения BACnet в область систем безопасности направлена на создание гибких и надежных систем, способных обмениваться данными между собой.

Для построения сети передачи данных в работе выбрана топология одноточечного администрирования. Реализована топология типа "иерархическая звезда" с центром в помещении аппаратной. Для получения наибольшей гибкости использования всей кабельной системы не существует разделения на сеть передачи данных и телефонную. В работе предоставлены необходимые расчеты, спецификация оборудования и материалов, необходимых для построения СКС. Кроме того, даны требования по монтажу, рекомендации по администрированию, обслуживанию и эксплуатации системы.

В данной работе также был произведен расчет защиты от воздействия электрического тока с учетом замыкания в системе петля фаза - нулевой провод. Автомат надежно отключает поврежденный участок, устройство максимальной токовой защиты обеспечивает надежное отключение потребителей электроэнергии от сети. А в экономическом разделе приведены экономические обоснование и целесообразность, стоимость научно-исследовательской работы, полная смета затрат на реализацию, а также рассчитаны вполне приемлемые сроки окупаемости.

В идеале, все системы в здании будут обмениваться данными, используя один открытый протокол. То есть владелец зданий будут иметь возможность выбирать производителей оборудования, основываясь на возможностях и сервисах, предоставляемых их продукцией. Он сможет свободно заменить одно оборудование на другое без потери совместимости с уже установленными устройствами.

Безопасность и комфорт идут рука об руку, но, только когда климатическое оборудование, видеонаблюдение, контроль доступа, охранная и пожарная сигнализация будут общаться между собой на одном языке, может быть достигнут высочайший уровень безопасности и комфорта.

Перечень ссылок

1. Смирнов, И.Г. Структурированные кабельные системы [Текст] / И.Г. Смирнов. - М. : Эко-Трендз, 1998. - 178 с.

2. Семенов, А.Б. Структурированные кабельные системы [Текст] /

3. А.Б. Семенов, С.К. Стрижаков, И.Р. Сунчелей. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : ДМК Пресс, 2002. - 232 с.

4. Телекоммуникационные сети и технологии [Текст] / В.Г. Кривуца, С.Н. Скляренко, А.П. Улеев и др. : под ред. В.Г. Кривуцы. - Харьков : ООО "Компания СМИТ", 2007. - 324 с.

5. Автоматизация проектирования систем связи [Текст] : учеб. пособие / Т. Г. Калекина, О. Ю. Коляденко, О. Ю. Евсеева. - Харьков, 2005. - 124 с.

6. Бейли Д., Райт Э. Волоконная оптика: теория и практика [Текст] : Пер. с англ. / М. : КУДИЦ-ПРЕСС, 2008. - 320 с.

7. Многоканальная электросвязь и телекоммуникационные технологии [Текст] / В.В. Поповский, Ю.И. Лосев, С.А. Сабурова, В.С. Марчук и др., Харьков: ООО "Компания СМИТ". 2006 - 593 с.

8. Семенов, А.Б. Волоконно-оптические подсистемы современных СКС [Текст] / М. : Академия АйТи: ДМКПресс, 2007. - 632 с.

9. Яковлев, А.В. Волоконно-оптическая система передачи конфиденциальной информации [Текст] / Электросвязь. - 1994. - №10. - 227 с.

10. Поповский В.В. Математические модели в теории телекоммуникационных систем [Текст] / Всеукр. межвед. научн.-техн. сб. Радиотехника. Харьков, 2005. - №142. - 5-11 с.

11. Структурированные кабельные системы (СКС) - основные понятия [Электронный ресурс] / Режим доступа : www/URL: http://skslines.com.ua/ proektirovanie_sks/pages_sks/ - Загл. с экрана.

12. Протокол BACnet - вопросы и ответы [Электронный ресурс] / Режим доступа : www/URL: http://cbez.ru/?p=2670 - Загл. с экрана.

13. Краткое описание BACnet - открытого стандарта для систем автоматизации зданий [Электронный ресурс] / Режим доступа : www/URL: http://project-p.ru/files/article/BACnet.pdf - Загл. с экрана.

14. Структурированная кабельная система понятия [Электронный ресурс] / Режим доступа : www/URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/структурированная_ кабельная_система - Загл. с экрана.

15. "Умная" недвижимость" [Электронный ресурс] / Максим Шилкин.- Режим доступа : www/ URL: http://www.seti-ua.com/?in=seti_show_article&seti _art_ID=264&_by_id=1&_CATE GORY=36 - 01.12. 2007г. - Загл. с экрана.

16. Стандарты телекоммуникационной инфраструктуры коммерческих зданий ISO/IEC 11801, EN 50173 и ANSI/TIA/EIA-568-A [Электронный ресурс] / Режим доступа : www/URL: http://www.ixbt.com/comm/sks-1 - Загл. с экрана.

17. Защита от некорректной коммутации в СКС [Электронный ресурс] / Андрей Семенов.- Режим доступа : www/URL: http://www.osp.ru/lan/2003/07-08/137886/ - 08.07. 2003г. - Загл. с экрана.

18. Системы автоматизации зданий на базе сети BACnet [Электронный ресурс] / С. В. Золотарев.- Режим доступа : www/URL: http://www.abok.ru/for_spec/ articles.php?nid=2127 - 2003г. - Загл. с экрана.

19. Интеграция систем безопасности на основе открытого стандарта BACnet [Электронный ресурс] / Олег Обтовка.- Режим доступа : www/URL: http:// www.polyset.ru/article/st499.php - 2009г. - Загл. с экрана.

20. Международный стандарт ISO/TEC 11801:1995(E). Информационная технология - Универсальная Кабельная Система для зданий и территории заказчика [Текст] - 105 с.

21. Государственный стандарт Украины. ДСТУ 3008-95. Отчеты в сфере науки и техники. Структура и правила оформления [Текст] - Введ. 01.01.96.

22. Методические указания по выполнению дипломного проекта (работы) для студентов специальности 6.050901 [Текст] - Телекоммуникационные системы и сети / Сост. С.О. Епишкин. - Харьков: ХНУРЭ, 2009. - 45 с.

23. Стандарт ANSI/EIA/TIA-570. Стандарт телекоммуникационных кабельных систем жилых и малых коммерческих зданий [Текст] - Введ. 01.06.91. - 49 с.

24. Методичні рекомендації до виконання економічної частини дипломних проектів, робіт для студентів денної та заочної форми навчання усіх спеціальностей / Упорядник Л.В.Соколова, О.І. Горбач, С.В. Гришко, Є.В. Діденко, Л.В. Левченко, Г.М. Путятіна, В.Г. Харченко. - Харків: ХНУРЕ, 2010. - 53 с.

25. Методичні вказівки до виконання розділу "Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях" у випускних роботах студентів ОКР "спеціаліст" за спеціальностями підготовки 7.05090302 "Телекомунікаційні системи та мережі", очної та заочної форм навчання [Текст] / Сост.: Терещенко И.В., Штангей С.В., - Харьков: ХНУРЭ, 2013. - 55 с.

26. Охрана труда в електроустановках [Текст] / ред. Б.А.Князевского - М. : Энергия, 1982. - 319с.

27. Охрана труда в вычислительных центрах [Текст] / Ю.Г.Сибаров и др. - М., 1985. - 185 с.

28. Волков, О.М. Противопожарная защита вычислительных центров [Текст] / О.М. Волков, А.Т. Замулюкин. - М.: Стройиздат, 1982. - 64 с.

29. ДБН В.25-28-2006. Природне і штучне освітлення [Текст]. - Взамен СНиП II-4-79 ; введ. 05.15.2006 - Киев : Мин. строит. архитект. и жил-ком хоз. Укр., 2006. - 15 с.

30. ГОСТ 12.0.003-74. Классификация опасных и вредных производственных факторов [Текст] ; введ. 01.01.76. - М. : Издательство стандартов, 1976. - 4 с.

31. НПАОП 0.00-1.28-10. Правила охорони праці при експлуатації ЕОМ [Текст]; введ. 26.03.2010. - Киев, 2010. - 61 с.

Приложение

Размещено на Allbest.ru