机房接地系统浅析

计算机机房接地系统浅析摘要：本文通过对计算机机房几种接地的作用和标准进行简要分析，提出机房接地系统施工时应该注意的问题，在机房建设时，要根据计算机厂家的要求和机房环境的实际情况建立好机房接地系统。关键词：接地作用标准注意事项前言计算机机房的接地问题，既是一个复杂的理论问题，在实际施工中又是要求比较严格的具体问题。不同的计算机生产厂家在计算机的安装问题上提出了不同的要求。计算机的使用单位在机房建设中是否满足《电子计算机机房设计规范》GB50174—93对地线的要求，是衡量每一个机房建设质量的关键性问题之一。1.接地、接零的概念供电系统中用变压器的中性点直接接地；以及电器设备在正常工作情况下，不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。前者为工作接地，后者为保护接地。配电变压器低压侧的中性点直接接地，则此中性点叫做零点，由中性点引出的线叫零线。用电设备的金属外壳直接接到零线上，称接零。在接零系统中，如果发生接地故障即形成单相短路，使保护装置迅速动作，断开故障设备，从而使人体避免触电的危险。2.计算机机房的接地类型计算机机房一般应该有以下几种接地：交流工作接地V=、安全保护接地、计算机系统直流接地（有的叫逻辑地）、防雷保护接地、防静电接地、屏蔽接地、重复接地、中性点接地和综合接地。2.1计算机安全保护接地在中性点不接地系统中，如果电器设备没有保护接地，当该设备某处绝缘损坏或被击穿时，外壳将带电（保险装置所允许的电流），同时由于线路与大地间存在电容，人体触及此绝缘损坏的电器设备外壳，则电流流入人体形成通路，人体遭受触电的危险。设有接地装置后，当该设备某处绝缘损坏或被击穿时，接地电流将同时沿着接地体和人体两条通路流入大地，因为电流大，保险装置将电源断开，可以防止机壳带电的危险。电流经过每一条通路的大小与其通路的电阻值成反比。因此，接地体愈小，流过人体的电流也愈小，通常人体电阻值比接地电阻大得多。2.2计算机交流工作接地计算机设备如主机、外部设备、UPS电源、空调机组以及机柜上的风机、电烙铁和示波器等都用交流电。这些设备在工作时必须进行工作接地，实质上是中性点接地，即把计算机机房中使用交流电的设备作二次接地或经特殊设备与大地作金属连接。工作接地的作用：确保人身和设备的安全。当中性点不接地时，如一相碰地，另一相触及人体，人体所接触的电压将是相电压的倍。当一相碰地时，由于接地电流很小，保护装置不能迅速切断电源，因而接地故障将长期持续下去，这样对人体和设备都极为不安全；而在中性点接地，当一相碰地时，接地电流就成为很大的单相短路电流，这时保护装置将准确地切断电源，保护人体和设备的安全。在大、中型计算机机房里，计算机系统中交流设备如主机、外部设备的磁盘机、磁带机、打印机及机柜上的风机，其中性点可以直接接到配电柜的中性线上，也可以联在一起用其接地母线将其连接。在计算机机房里，其它设备如UPS电源、空调机组、稳压电源、加（除）湿机等的中性点应独立的按电气规范要求接地。2.3计算机机房的防雷接地接地极流过冲击电流时的电阻值比正常状态下大，冲击电流通过接地极时的电位取决于过渡阻抗特性。这种特性随着正常接地电阻、土壤电阻率、接地等效面积和其接地构成的状态的不同而异。一般过渡特性的电阻是正常状态下的几倍至上百倍。由于雷击电流的通过，接地极及其附近大地将瞬时产生相当高的电位。如果在防雷接地极附近还有其它接地系统，将产生干扰。所以防雷接地极要与其它计算机机房接地严格分开并保持一段距离，但在工程设计时有时很难做到。如多层建筑的防雷接地一般利用钢筋混凝土中的钢筋作为接地线和接地体，无法满足与其它接地体之间保持安全距离的要求，可能产生反击现象没，而采用共用一组接地体，降低了雷击时相互间的电位差，可以防止这种反击现象。共用接地装置的接地电阻应按最小值的一种要求确定，并按现行国家标准《建筑防雷设计规范》的要求采取相应措施。当工程能满足防雷接地装置的接地体与其它器接地体之间的安全距离要求时，可单独设置防雷接地的接地装置。相邻近的建筑物之间有电力线或信号线缆连通时，宜将其接地装置相互连接。简易计算机机房的防雷设施应按第三类防雷建筑物的要求设置，计算机接地系统应与防雷地共地时，宜于交界处设置与接地线相应的电涌保护器。为了避免对电子计算机系统的电磁干扰，宜采用将多种接地的接地线分别接到接地母线上，由接地母线采用一根接地线单点与接地体连接的单点连接方式，尽量缩短连接距离且各点处于同一等电位上。2.4计算机直流接地系统计算机直流接地系统就是计算机系统中数字电路的等电位地，也称为逻辑地，它是计算机系统中所有逻辑电路的共同参考点。其作用是：消除各电路电流流经一个公共地线阻抗时所产生的噪声电压；避免受磁场和地电位差的影响，即不使其形成回路。如果接地方式处理不好，就会形成噪声耦合。直流接地一般没有统一的标准，其情况比较复杂，不同计算机的生产厂家有不同的标准，不同的机型又有不同的要求。一般直流接地有两种类型：直流地悬空和直流接大地。2.5计算机机房的屏蔽接地计算机机房屏蔽接地的目的和作用主要体现在：防止外来杂波的干扰；屏蔽计算机本身的信号；防止静电产生。3.做机房接地系统时应注意的问题由于接地体是隐蔽工程，一般做好后埋于地下或水泥混凝土内。因此，在做接地系统接地体时，施工管理人员要熟知地线有关图纸、设计要求、施工工艺标准。完工后一定进行测量和检查后方可埋设。3.1做地线时应尽量减少土壤的电阻系数在电阻系数较高如砂质、烟土、长期冰冻的土壤中，要达到所要求的接地电阻值，往往是很困难的。为了改变这种情况，使做出地线的接地电阻值达到要求，一般采取下列措施能减少土壤的电阻系数。使用电阻系数较低的土壤。这种方法是用粘土、黑土及砂质性粘土等代替原有电阻系数较高的土壤。用埋深的方法。经实验得知：若在3m深处土壤的电阻系数为100%，，则在4m处为75%，在5m处为60%，在9m处为20%。在同类土壤中，深埋不仅降低土壤的电阻系数，还能避免因土壤冻结和干枯所造成的电阻系数增大。采用人工处理的方法。即在接地体周围的土壤中加入煤渣、木炭、炭黑、炉灰等可以提高接地体周土壤的导电率。另外，将氯化钙、、食盐、硫酸铜、硫酸铁等溶液浸渍接地体周围的土壤，对提高土壤的导电率也有利。实际防雷工程中，大都采用食盐或降阻剂与回填土搅拌均匀来提高土壤的导电率。用增加接地体数量的数量和布局的方法来减少接地电阻。3.2在做接地体和接地体连线时应注意的问题在做接地体和接地体连线时一定要注意施工使用的材料和具体的施工工艺。这部分属于埋在地下的隐蔽工程，将会造成难以弥补的损失。因此，要注意以下几个问题。在一般土壤中接地体可使用镀锌角铁，规格一般为40×40×4(mm)或50×50×5（mm）的角铁，长度为2.5m，端部削尖以便打入土中。接地线一般用40×4（mm）的扁钢或直径为16mm的圆钢相连接。在坚实的土壤中接地体应使用管形接地体。管形接地体一般使用2英寸直径（有的地方使用的直径更大一些），长2.5m的镀锌钢管。埋接地体时应先挖一条沟，沟宽一般0.5m，深度0.7m以下，如果当地冻土层比较深，还应挖的更深一些。焊接接地体和接地连线时一定防止假焊并做好防腐处理；切记两种不同性质的金属不要焊在一起，以免在土壤中引起化学反应而加剧接地体的腐蚀。接地体连线向地面引出时最好不要只引一根。做完接地体时，一定先测量接地电阻值，达到设计要求后方可埋土并夯实。3.3防雷接地在设计施工时的特殊要求为防止直击雷和感应雷的危害，在做防雷接地线系统时应注意以下几点：3.3.1防雷接地的引下线应尽量利用现有的自然导体。如：建筑物本身的防火梯、金属柱子、衍架以及钢筋都可以直接做引下线。在做防雷引下线时，各种金属之间必须有可靠的金属连接。在这种情况下，所有金属连接部分都应焊接，并在接缝处另加跨接线。如果建筑物的混凝土柱子中钢筋被作为引下线，则最少有四根柱子，每根柱子最少有2根主钢筋的接点应焊接。防雷引下线应以最短的距离连到防雷接地体上。尽量减少弯曲，并避免采用直角和锐角。如果必须要弯曲时，则弯曲开口处的距离不得大于弯曲部分弧长的1/10，以免在雷击时增加感应电阻。引下线在地面上2.5m，地面下200mm范围内应做机械保护装置。4.小结计算机机房良好的接地是保障设备、人员安全和设备正常工作的保障。由于计算机设备和通信设备等都有可靠的数字电路。这些电路都要求有可靠的工作参考点，即等电位。另外还有防干扰的屏蔽问题，防静电问题都需要通过建立良好地接地系统来解决。因此，在机房建设时，要根据计算机厂家的要求和机房环境的实际情况建立好机房接地系统。