淺談電子計(jì)算機(jī)機(jī)房防雷接地系統(tǒng)

邱玉英   陳春景

福建交通職業(yè)技術(shù)學(xué)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(jì)算機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)的各種線纜密布、系統(tǒng)設(shè)備繁多、微電子元器件復(fù)雜，且防護(hù)能力單薄，因此，必須要對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的電源進(jìn)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(tǒng)、設(shè)備安全正常運(yùn)行，才能使系統(tǒng)、設(shè)備處于正常的電磁環(huán)境中而不受干擾，才能使工程建設(shè)符合并達(dá)到規(guī)范的要求。電子計(jì)算機(jī)機(jī)房接地裝置是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的直流地、交流工作地、安全保護(hù)地和防雷保護(hù)地與大地的關(guān)系，其設(shè)置應(yīng)滿足人身的安全及電子計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行和系統(tǒng)設(shè)備的安全要求，同時(shí)系統(tǒng)工程設(shè)備的電源與接地保護(hù)應(yīng)做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。電子計(jì)算機(jī)機(jī)房應(yīng)采用以下四種接地方式：

    1、交流工作接地，接地電阻不應(yīng)>4Ω；

    2、安全保護(hù)接地，接地電阻不應(yīng)>4Ω；

    3、直流工作接地，接地電阻不應(yīng)>lΩ；

    4、防雷接地，接地電阻不應(yīng)>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(shè)備的安全。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的交流設(shè)備中其交流工作地的實(shí)施是將其中性點(diǎn)用絕緣導(dǎo)線聯(lián)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(yīng)不>4Ω

二、安全保護(hù)地：

    安全保護(hù)地的作用為在絕緣被擊穿時(shí)保護(hù)人身和設(shè)備的安全和在絕緣未被擊穿時(shí)也有保護(hù)人身安全的作用。計(jì)算機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)的安全保護(hù)地是將所有機(jī)柜的機(jī)殼，用數(shù)根絕緣導(dǎo)線聯(lián)起來，再用接地母線與大地相連。安全保護(hù)地的接地電阻應(yīng)不>4Ω。

三、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的直流邏輯接地：

    計(jì)算機(jī)以及一切微電子設(shè)備，大部分采用中、大規(guī)模集成電路，工作于較低的直流電壓下，同一系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)、微電子設(shè)備的工作回路要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)電位，把這個(gè)點(diǎn)進(jìn)行接地稱為邏輯接地。它是保證信號(hào)具有穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位而設(shè)置的接地。

    對(duì)于大中型計(jì)算機(jī)一般要求做直流接地，因?yàn)榇笾行陀?jì)算機(jī)通常由多個(gè)機(jī)柜組成，各柜都有自己的獨(dú)立的直流電源，要保證機(jī)柜間電平相等，信號(hào)穩(wěn)定傳輸，就要把各機(jī)柜的直流信號(hào)的邏輯基準(zhǔn)電位連成一體。

    計(jì)算機(jī)直流邏輯接地電阻的大小、接法以及諸地之間的關(guān)系，應(yīng)依不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)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(jī)房應(yīng)單獨(dú)做一套計(jì)算機(jī)直流邏輯接地。在直流接地設(shè)備較多的房間里，可以設(shè)置等電位銅排網(wǎng)格或等電位閉合銅環(huán)，供直流邏輯接地用。

四、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的防雷保護(hù)地

    計(jì)算機(jī)房電子設(shè)備雷電過電壓及電磁干擾防護(hù)，是保護(hù)通信線路、設(shè)備及人身安全的重要技術(shù)手段，是確保通信線路、設(shè)備運(yùn)行必不可少的技術(shù)環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的防雷接地其目的就是要避免雷電的發(fā)生，從而保護(hù)建筑物、計(jì)算機(jī)設(shè)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(hù)，可按滾球法確定避雷針高度及保護(hù)范圍，形成避雷針，樓內(nèi)所有鋼筋構(gòu)成的接閃器、引下線、接地體的防直擊雷系統(tǒng)。

    2、防感應(yīng)雷

    在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，局域網(wǎng)電纜、通信電纜將大量的數(shù)字處理設(shè)備連接在一起，而所有與這些設(shè)備相連的導(dǎo)線在雷擊時(shí)均可在被雷擊后產(chǎn)生感應(yīng)雷電波。此時(shí)極高的電壓必然由局域網(wǎng)線，信號(hào)電纜或電源線等導(dǎo)體傳遞到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而可能使整個(gè)系統(tǒng)所有設(shè)備遭受破壞。防止雷電感應(yīng)危害的方法是在各進(jìn)入機(jī)房的線路上加裝過壓保護(hù)裝置，據(jù)IECl312提出的“分區(qū)防護(hù)，多級(jí)防流”的防護(hù)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(duì)機(jī)房電源系統(tǒng)的防雷宜采用三級(jí)的防護(hù)，最大限度的保證機(jī)房的安全性。

    一級(jí)保護(hù)：安裝于變壓器進(jìn)線柜或大樓的總配電柜，防止強(qiáng)雷電流對(duì)電氣設(shè)備造成損壞。

    二級(jí)保護(hù)：防止感應(yīng)雷沿機(jī)房電源線進(jìn)入，損壞機(jī)房?jī)?nèi)所有用電設(shè)備，在各配電柜進(jìn)線處均設(shè)置避雷器。

    三級(jí)保護(hù)：安裝于重要設(shè)備的專用電源進(jìn)線端，保護(hù)主機(jī)電源及用電設(shè)備。

    2.2信號(hào)防雷部分

    信號(hào)防雷器適用于計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、同軸和非同軸的傳輸線路。在信號(hào)部分防雷按頻率可分為低頻信號(hào)防雷器，高頻信號(hào)防雷器。

    3、等電位連接

    等電位連接主要減少雷電流感應(yīng)所造成的電位差。為防止防雷地對(duì)直流地反擊，防雷地與直流地應(yīng)加裝地極保護(hù)器，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，地極保護(hù)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(zhǎng)度為lm的100mm×10mm銅排，每50mm間距開13mm直徑20個(gè)，總等電位銅排直接通過2根以上主鋼筋與接地網(wǎng)格連接。

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

    實(shí)際應(yīng)用

一、交流工作接地：

    由于機(jī)房中設(shè)備價(jià)格昂貴，設(shè)備要求連續(xù)不問斷運(yùn)行，故機(jī)房設(shè)備一般配置不問斷電源，配電柜方面常常配置動(dòng)力配電柜及UPS專用配電柜，動(dòng)力柜提供機(jī)房照明、墻面輔助插座、空調(diào)等用電。UPS柜提供計(jì)算機(jī)設(shè)備用電。配電柜中均配置直流、交流接地匯流銅排。當(dāng)使用大樓綜合接地(直流、交流共用一個(gè)接地系統(tǒng))時(shí)，兩個(gè)銅排相通，而當(dāng)使用獨(dú)立的直流接地系統(tǒng)時(shí)，兩個(gè)銅排不相通。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的交流工作地的中性點(diǎn)用絕緣導(dǎo)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(yīng)不>41)。UPS輸出零線重復(fù)接地。

二、安全保護(hù)地：

    計(jì)算機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)的安全保護(hù)地是將機(jī)房?jī)?nèi)所有機(jī)柜的機(jī)殼、機(jī)房?jī)?nèi)所有金屬線槽、動(dòng)力及照明的穿線鋼管、活動(dòng)地板鋼支架、金屬吊頂板等用6.0mm㎡多芯絕緣銅線接到機(jī)房活動(dòng)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(dòng)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(jī)房等電位匯流排。

三、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的直流邏輯接地：

    現(xiàn)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(duì)直流邏輯工作接地有特殊要求而大樓綜合接地系統(tǒng)達(dá)不到要求的，則應(yīng)單獨(dú)設(shè)置直流邏輯接地(建議采用物理實(shí)體接地法)。視現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地情況開挖一個(gè)長(zhǎng)  約20m，寬約2m的地溝，深度約2m，一般要見地下水即可，當(dāng)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(shí)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(duì)接，并在地極板上鋪設(shè)一層高效降阻劑(減少土壤的電阻系數(shù))后回填土方。其接地電阻值不應(yīng)>1Ω。若機(jī)房距離地下配電房較遠(yuǎn)，為減少干擾應(yīng)采用屏蔽軟線作為接地線。若條件允許，獨(dú)立設(shè)置直流邏輯接地組應(yīng)與大樓原接地距離l5m以上。 

四、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的防雷保護(hù)地

    1、配電部分：

    對(duì)機(jī)房電源系統(tǒng)的防雷宜采用三級(jí)的防護(hù)。

    一級(jí)保護(hù)：采用OB0—V258系列三相避雷器接在大樓的總配電柜，保護(hù)機(jī)房輸入電力電纜。

    二級(jí)保護(hù)：在機(jī)房各配電柜進(jìn)線處均設(shè)置避雷器。采用OBOV20C系列三相避雷器

    三級(jí)保護(hù)：機(jī)房中計(jì)算機(jī)設(shè)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(jí)防雷保護(hù)作用。若機(jī)房中設(shè)備未使用UPS供電的，可采用帶防雷功能的專用插座。

    2、信號(hào)防雷部分

    計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的信號(hào)防雷采用OBO信號(hào)防雷器。

    3、等電位防雷部分

    在機(jī)房區(qū)域活動(dòng)地板下、吊頂上，沿著墻體四周各用銅質(zhì)金屬環(huán)帶環(huán)繞一周，此上下兩銅質(zhì)金屬環(huán)帶之間必須可靠連接，作為機(jī)房等電位連接帶，采用sa型等電位連接方法，銅質(zhì)金屬環(huán)帶應(yīng)與大樓共用接地系統(tǒng)有效絕緣，通常用絕緣子每隔60—80cm支撐固定。金屬帶應(yīng)與接地基準(zhǔn)點(diǎn)ERP連接。機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備所在建筑物的主要金屬構(gòu)件、進(jìn)入建筑物的金屬管道、供電線路含外露可導(dǎo)電部分、防雷裝置等均應(yīng)與金屬環(huán)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(yīng)直接與干線連接，不許串聯(lián)連接。

    ②避雷網(wǎng)支件間距l000mm，跨越建筑物變形縫有補(bǔ)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(zhǎng)度為6cm，兩面焊接，扁鋼間焊接長(zhǎng)度為2倍其寬度，焊接三個(gè)邊。

    ⑤接地電阻應(yīng)測(cè)量，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)增加直到符合設(shè)計(jì)要求。

    ⑥總等電位端子箱、局部等電位端子箱施工。

    根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，確定各等電位端子箱位置，如設(shè)計(jì)無要求，則總等電位端子箱宜設(shè)置在電源進(jìn)線或進(jìn)線配電盤處。確定位置后，將等電位端子箱固定。

    ⑦機(jī)房?jī)?nèi)等電位施工

    機(jī)房?jī)?nèi)便于檢測(cè)位置設(shè)置等電位MEB接地端子板，端子板與等電位聯(lián)結(jié)干線連接。地面上的抗靜電活動(dòng)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(lián)結(jié)線連通，隔斷上的鋼結(jié)構(gòu)支架、墻上的鋁塑板(或彩鋼板)也宜與等電位聯(lián)結(jié)線連通，交換機(jī)、服務(wù)器、配線架的機(jī)柜、防盜門、防火門、鋼質(zhì)或鋁合金門窗、UPS外殼及電池柜等設(shè)備通過等電位聯(lián)結(jié)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(dòng)地板時(shí)，可鋪設(shè)導(dǎo)靜電地面，若靜電地毯，導(dǎo)靜電地面可采用導(dǎo)電膠與建筑地面粘牢，導(dǎo)靜電地面的體積電阻率均應(yīng)為10X107—1.×1010Ω．cm，其導(dǎo)電性能可長(zhǎng)期穩(wěn)定，且不易發(fā)塵。

    主機(jī)房?jī)?nèi)靜電防護(hù)：主機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)采用防靜電活動(dòng)地板，其表面是導(dǎo)靜電的。敷設(shè)高度應(yīng)按實(shí)際需要確定，宜為200—350mm。

    在重要區(qū)域和工作人員經(jīng)常走動(dòng)的地方設(shè)置相對(duì)的抗高頻干擾接地組。

結(jié)束語(yǔ)

    多年來，許多金融、證券、政府、稅務(wù)、學(xué)校等中心機(jī)房均按接地規(guī)范實(shí)施，保證了機(jī)房設(shè)備的安全運(yùn)行，獲得用戶的好評(píng)。

參考文獻(xiàn)

[1]GB／T 2887—2000，電子計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范[s]．

[2]謝秉正．建筑智能化系統(tǒng)監(jiān)理手冊(cè)[z]．江蘇：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2003．

[3]楊紹胤．智能建筑實(shí)用技術(shù)[z]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003．

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)