淺談電子計算機機房防雷接地系統

邱玉英   陳春景

福建交通職業技術學院 350001    福建省凱特智能裝飾工程有限公司  350001

基本要求

    電子計算機機房內的各種線纜密布、系統設備繁多、微電子元器件復雜，且防護能力單薄，因此，必須要對系統設備的電源進行防雷、接地、抗高頻干擾等采取措施，只有做好防雷、接地、抗高頻干擾的工作，才能保證系統、設備安全正常運行，才能使系統、設備處于正常的電磁環境中而不受干擾，才能使工程建設符合并達到規范的要求。電子計算機機房接地裝置是計算機系統的直流地、交流工作地、安全保護地和防雷保護地與大地的關系，其設置應滿足人身的安全及電子計算機正常運行和系統設備的安全要求，同時系統工程設備的電源與接地保護應做到安全可靠、經濟合理。電子計算機機房應采用以下四種接地方式：

    1、交流工作接地，接地電阻不應>4Ω；

    2、安全保護接地，接地電阻不應>4Ω；

    3、直流工作接地，接地電阻不應>lΩ；

    4、防雷接地，接地電阻不應>10Ω；

    以上四種接地宜共用一組接地裝置，其接地電阻按其中最小值確定。

一、交流工作接地：

    交流工作地的作用是為確保人身安全和保障設備的安全。在計算機系統的交流設備中其交流工作地的實施是將其中性點用絕緣導線聯起來接到配電柜的中線上，然后用接地母線將其接地。交流工作地的接地電阻應不>4Ω

二、安全保護地：

    安全保護地的作用為在絕緣被擊穿時保護人身和設備的安全和在絕緣未被擊穿時也有保護人身安全的作用。計算機機房內的安全保護地是將所有機柜的機殼，用數根絕緣導線聯起來，再用接地母線與大地相連。安全保護地的接地電阻應不>4Ω。

三、計算機系統的直流邏輯接地：

    計算機以及一切微電子設備，大部分采用中、大規模集成電路，工作于較低的直流電壓下，同一系統的計算機、微電子設備的工作回路要有統一的基準電位，把這個點進行接地稱為邏輯接地。它是保證信號具有穩定的基準電位而設置的接地。

    對于大中型計算機一般要求做直流接地，因為大中型計算機通常由多個機柜組成，各柜都有自己的獨立的直流電源，要保證機柜間電平相等，信號穩定傳輸，就要把各機柜的直流信號的邏輯基準電位連成一體。

    計算機直流邏輯接地電阻的大小、接法以及諸地之間的關系，應依不同計算機系統要求而定。一般要求該電阻不>1Ω，接地電阻越小越好。在條件許可的情況下，機房應單獨做一套計算機直流邏輯接地。在直流接地設備較多的房間里，可以設置等電位銅排網格或等電位閉合銅環，供直流邏輯接地用。

四、計算機系統的防雷保護地

    計算機房電子設備雷電過電壓及電磁干擾防護，是保護通信線路、設備及人身安全的重要技術手段，是確保通信線路、設備運行必不可少的技術環節。計算機系統的防雷接地其目的就是要避免雷電的發生，從而保護建筑物、計算機設備和人員的安全。防雷地阻<10Ω。

    1、防直擊雷：

    新建大樓一般已考慮了防雷直擊，若無防雷直擊措施，及旁邊又無高樓間接保護，可按滾球法確定避雷針高度及保護范圍，形成避雷針，樓內所有鋼筋構成的接閃器、引下線、接地體的防直擊雷系統。

    2、防感應雷

    在計算機網絡系統中，局域網電纜、通信電纜將大量的數字處理設備連接在一起，而所有與這些設備相連的導線在雷擊時均可在被雷擊后產生感應雷電波。此時極高的電壓必然由局域網線，信號電纜或電源線等導體傳遞到網絡設備，從而可能使整個系統所有設備遭受破壞。防止雷電感應危害的方法是在各進入機房的線路上加裝過壓保護裝置，據IECl312提出的“分區防護，多級防流”的防護原則，避雷器主要加裝在配電、通信線路部分。鋼管或線槽必須可靠接地。

    2.1配電部分

    對機房電源系統的防雷宜采用三級的防護，最大限度的保證機房的安全性。

    一級保護：安裝于變壓器進線柜或大樓的總配電柜，防止強雷電流對電氣設備造成損壞。

    二級保護：防止感應雷沿機房電源線進入，損壞機房內所有用電設備，在各配電柜進線處均設置避雷器。

    三級保護：安裝于重要設備的專用電源進線端，保護主機電源及用電設備。

    2.2信號防雷部分

    信號防雷器適用于計算機及網絡通信系統、同軸和非同軸的傳輸線路。在信號部分防雷按頻率可分為低頻信號防雷器，高頻信號防雷器。

    3、等電位連接

    等電位連接主要減少雷電流感應所造成的電位差。為防止防雷地對直流地反擊，防雷地與直流地應加裝地極保護器，當發生雷擊時，地極保護器短路，使防雷地與直流地等電位。

    等電位連接的做法為：

    (1)總等電位銅排：用長度為lm的100mm×10mm銅排，每50mm間距開13mm直徑20個，總等電位銅排直接通過2根以上主鋼筋與接地網格連接。

    (2)輔助等電位銅排：在每個樓層弱電井或配電箱內設置輔助等電位銅排，其截面積按照保護接地干線PE選擇，輔助等電位銅排上鉆一些孔。

    實際應用

一、交流工作接地：

    由于機房中設備價格昂貴，設備要求連續不問斷運行，故機房設備一般配置不問斷電源，配電柜方面常常配置動力配電柜及UPS專用配電柜，動力柜提供機房照明、墻面輔助插座、空調等用電。UPS柜提供計算機設備用電。配電柜中均配置直流、交流接地匯流銅排。當使用大樓綜合接地(直流、交流共用一個接地系統)時，兩個銅排相通，而當使用獨立的直流接地系統時，兩個銅排不相通。計算機系統設備的交流工作地的中性點用絕緣導線并接到配電柜的中線上，然后通過接到配電柜的接地母線將其接地。交流工作地的接地電阻應不>41)。UPS輸出零線重復接地。

二、安全保護地：

    計算機機房內的安全保護地是將機房內所有機柜的機殼、機房內所有金屬線槽、動力及照明的穿線鋼管、活動地板鋼支架、金屬吊頂板等用6.0mm㎡多芯絕緣銅線接到機房活動地板下的等電位匯流排。墻面若裝飾彩鋼板等金屬表面，彩鋼板金屬面的活動地板下、金屬吊頂上用一般用2.5mm㎡多芯絕緣銅線做接地跨接線，彩鋼板主體接地可用6ram2多芯絕緣銅線接到機房等電位匯流排。

三、計算機系統的直流邏輯接地：

    現在新建的大樓綜合接地裝置的接地電阻，可以符合以上四種接地共用的條件，對直流邏輯工作接地有特殊要求而大樓綜合接地系統達不到要求的，則應單獨設置直流邏輯接地(建議采用物理實體接地法)。視現場場地情況開挖一個長  約20m，寬約2m的地溝，深度約2m，一般要見地下水即可，當然地極的選址宜處于潮濕低洼的地方為佳，或者臨近綠化帶、大樹等。將加工制作好的紫銅(必須是紫銅板，不宜采用黃銅板)主極板(1200mm×1200mm×2mm)放置中間，兩塊輔助極板(1200mm×600mm×2mm)放置兩邊，用輔助銅帶(25mm×2mm)將三塊極板焊接連為一體，在主輔極板四角及主輔極板之間(每隔約lm)的地溝底部垂直向下打入50mm×50mmX2500mm鍍鋅角鋼，用30 mm×3mm扁鐵將這些角鋼焊接連為一體，同時主輔極板之間扁鐵和銅帶用銅螺栓連接鎖緊(在條件許可的情況，銅鐵連接處先用“熱鍍化”后，再把鐵一端跟扁鐵用鍍鋅螺栓錨固，銅一端跟銅帶用銅螺栓錨固)，用截面面積不<35m㎡ 的多芯絕緣銅線穿鋼管或線槽與接地銅排對接，并在地極板上鋪設一層高效降阻劑(減少土壤的電阻系數)后回填土方。其接地電阻值不應>1Ω。若機房距離地下配電房較遠，為減少干擾應采用屏蔽軟線作為接地線。若條件允許，獨立設置直流邏輯接地組應與大樓原接地距離l5m以上。 

四、計算機系統的防雷保護地

    1、配電部分：

    對機房電源系統的防雷宜采用三級的防護。

    一級保護：采用OB0—V258系列三相避雷器接在大樓的總配電柜，保護機房輸入電力電纜。

    二級保護：在機房各配電柜進線處均設置避雷器。采用OBOV20C系列三相避雷器

    三級保護：機房中計算機設備的電源均由不問斷電源UPS提供，UPS本身具有浪涌吸收功能，可起三級防雷保護作用。若機房中設備未使用UPS供電的，可采用帶防雷功能的專用插座。

    2、信號防雷部分

    計算機及網絡通信系統的信號防雷采用OBO信號防雷器。

    3、等電位防雷部分

    在機房區域活動地板下、吊頂上，沿著墻體四周各用銅質金屬環帶環繞一周，此上下兩銅質金屬環帶之間必須可靠連接，作為機房等電位連接帶，采用sa型等電位連接方法，銅質金屬環帶應與大樓共用接地系統有效絕緣，通常用絕緣子每隔60—80cm支撐固定。金屬帶應與接地基準點ERP連接。機房內設備所在建筑物的主要金屬構件、進入建筑物的金屬管道、供電線路含外露可導電部分、防雷裝置等均應與金屬環帶就近連接。

等電位防雷接地施工工藝：

    (1)工藝流程 

    (2)操作工藝

    ①接地支線應直接與干線連接，不許串聯連接。

    ②避雷網支件間距l000mm，跨越建筑物變形縫有補償裝置。

    ③避雷帶與支件以“T”字型焊接，兩鍍鋅元鋼相連，其中一根向下挺身彎，與另一根焊接。

    ④元鋼與其他鐵件焊接長度為6cm，兩面焊接，扁鋼間焊接長度為2倍其寬度，焊接三個邊。

    ⑤接地電阻應測量，達不到設計要求，應增加直到符合設計要求。

    ⑥總等電位端子箱、局部等電位端子箱施工。

    根據設計圖紙要求，確定各等電位端子箱位置，如設計無要求，則總等電位端子箱宜設置在電源進線或進線配電盤處。確定位置后，將等電位端子箱固定。

    ⑦機房內等電位施工

    機房內便于檢測位置設置等電位MEB接地端子板，端子板與等電位聯結干線連接。地面上的抗靜電活動地板的支撐架、抗靜電的鋁板、金屬線槽、穿線鋼管等宜與等電位聯結線連通，隔斷上的鋼結構支架、墻上的鋁塑板(或彩鋼板)也宜與等電位聯結線連通，交換機、服務器、配線架的機柜、防盜門、防火門、鋼質或鋁合金門窗、UPS外殼及電池柜等設備通過等電位聯結線與總等電位MEB接地端子板連接。配電柜上40 X 4接地紫銅排與總等電位MEB接地端子板連接線宜>50m㎡。

    靜電接地：

    基本工作間不用活動地板時，可鋪設導靜電地面，若靜電地毯，導靜電地面可采用導電膠與建筑地面粘牢，導靜電地面的體積電阻率均應為10X107—1.×1010Ω．cm，其導電性能可長期穩定，且不易發塵。

    主機房內靜電防護：主機房內應采用防靜電活動地板，其表面是導靜電的。敷設高度應按實際需要確定，宜為200—350mm。

    在重要區域和工作人員經常走動的地方設置相對的抗高頻干擾接地組。

結束語

    多年來，許多金融、證券、政府、稅務、學校等中心機房均按接地規范實施，保證了機房設備的安全運行，獲得用戶的好評。

參考文獻

[1]GB／T 2887—2000，電子計算機場地通用規范[s]．

[2]謝秉正．建筑智能化系統監理手冊[z]．江蘇：江蘇科學技術出版社，2003．

[3]楊紹胤．智能建筑實用技術[z]．北京：機械工業出版社，2003．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)