浅谈计算机机房接地方法及防雷

【摘要】随着当今计算机和网络通信技术的飞速发展，现代机房网络设备对防雷过电压的要求越来越高。本文主要阐述了计算机机房接地的方法、应用及防雷设计。

【关键词】计算机机房；接地；防雷设计；

1 计算机机房的直流地

计算机机房的直流地是系统中所有逻辑电路的共同参考点，设计直流地应考虑两个方面：

（1）消除各电路电流流向一个公共地线阻抗时所产生的噪声电压；

（2）避免受磁场和地电位差的影响，不让其形成回路；如果接地方式或接法不妥当将会形成噪声耦合。

1.1 直流地接法分类

计算机系统的直流地是数字电路的基准电位，不一定是大地电位，如该地线经一低阻通路接至大地，则该地线的电位可认为是大地电位，被称为接大地。在计算机术语中人们常常把计算机设备直流地的接地形式称为计算机的接地。从目前的接法及形式看，与大地的接法不外乎两种：一是直流地悬浮；二是直流地接大地。

1.2 直流地悬浮

直流地悬浮就是直流地不接大地，与地严格绝缘，要求对地电阻的大小一般在1ＭΩ以上。那么直流地为什么要悬空？因为如果数字电路的直流地与交流地接在一起，有可能引入交流电力网电压的干扰，为了防止这种干扰需要把交流地和直流地严格地分开。直流地悬浮的缺点是由于交流电电网的中线一般接地（接大地）这就等于把数字电路的直流地也接大地，这样容易形成漏电，使交流与直流两者之间形成电流回流，还可能因直流地悬浮使这些设备带有瞬态电压，通过相互间连线的电容耦合去干扰邻近设备，万一发生交流火线与机柜相碰现象，就会使机柜带有很高的交流电压，如果机柜无安全地，大量的静电荷无处可去，淤积到机柜外壳上，使静电荷越积越多，影响机器的稳定运行，遇雷雨季节而避雷设备又不完善时，会遭雷击的危害。

1.3 直流地接大地

直流地接大地就是将计算机机房中数字电路的等位地与大地相接，为了取得一定的公共电位，以减少电路的耦合，降低干扰影响，减少电气元件的电腐蚀和因线路对地绝缘不良而产生的串音等现象，一般接地电阻应＜4Ω。直流地接大地方式克服了直流地悬空所带来的问题，笔者建议在计算机局域网机房系统中采用直流地接大地的做法。由于直流地与机柜外壳是分开的，因此机柜外壳接大地为高频干扰提供了低阻通路，对防止高频干扰和防止静电也起到一定的保护作用。

1.4 直流地的具体接法

在直流地的接法上可以分为3种类型：串联接地、并联接地和网状接地。

1.4.1 串联接地

机房中设备直流地线以串联的方式接在直流地的铜皮上，此种接法虽然个别处电位有差异，但由于电阻非常小，所以在简单的接地系统中应用较多。其缺点是在要求较高配置时，从防止噪声的角度来看，因串联接地，各串联的电阻使得各点电位产生偏差，容易产生噪声。

1.4.2 并联接地

此方法中各电路的地电位只与本电路的地电流和地线阻抗有关，各点间的电位差较平衡，可获得较好的低频接地，因此应用得较多。由于计算机的直流电压较低，各机架之间的地电流不容易形成耦合，但这种连接方式需要很多根地线，布线较繁杂。

1.4.3 网状地

在大型机房中，对地要求相对严格，目前广泛使用网状地线作为直流地，称为网状地。直流网状地是用一定截面积的铜带在活动地板下面交叉排列成600ｍｍ×600ｍｍ的方格，其交叉点与活动地板支撑点的位置交错排列，脚点处用锡焊焊接或压接在一起。为了使直流网状地和大地绝缘，在铜带下面应垫2～3ｍｍ厚的绝缘胶皮或聚氯乙烯板等绝缘材料，要求对地电阻在10ＭΩ以上。直流网状地系统不仅有助于更好地保证逻辑电路电位参考点的一致，而且大大提高了机器内部和外部抗干扰能力。但是网状地系统比较庞大，施工复杂，且费用较高，因而只适用在大型计算机机房中应用。

2 交流工作地、安全保护地和避雷地

2.1 交流工作地

在计算机系统中，除了使用直流电器设备外，还大量配备和使用交流电器设备。交流工作接地就是把计算机系统中使用交流电的设备做2次接地或经特殊设备与大地作金属连接，其作用是确保人身和设备安全。交流工作地的实施可分为计算机系统使用的交流设备和计算机系统配套的交流设备两种情况，应各自独立地按电器标准规定接地，以防止因绝缘损坏而发生触电危险。

2.2 安全保护地

把与电器设备带电部分相绝缘的金属外壳或机架同地之间做良好的接地称为安全保护地。若机壳不接地则机壳带有较高电位，人体接触后就有触电的危险，当绝缘被击穿时，接地短路电流将沿着接地线和人体两条通路同时流入大地。通常计算机机房使用的交流设备的机壳（如：空调机、稳频稳压装置、变压器、ＵＰＳ备份电源等设备的外壳）也应按有关电器规范进行接地处理。

2.3 避雷地

防雷保护地主要是用来向大地引泄雷电流的，目的在于保护人员和建筑物的安全。防雷保护地与计算机中心建筑物采用的避雷措施有关，由于雷电流产生的电磁感应现象，造成巨大的电磁场，对计算机中心及相关设备具有极大的破坏作用，要求防雷地线装置与所有其他电器设备之间保持足够的距离。因此防雷保护措施是不可忽视的。在1997年夏季的一次雷雨天气，国航内蒙古分公司因未完善避雷装置，致使网络瘫痪、设备损坏，造成直接经济损失。因此建筑物避雷设施必须严格遵循防雷设施的规定，按标准进行施工，每年至少要检测一次避雷接地桩的良好程度。

3 接地网制作设计

接地是避雷技术非常重要的环节之一，无论是直击雷或感应雷，最终都是把雷电流引入大地。因此，对于敏感的数据（信号）通信设备而言，没有合理而良好的接地系统是不能可靠避雷的。因此，对接地电阻>1Ω的大楼地网，需按照规范要求整改，以提高机房接地系统的可靠性。根据具体情况，通过沿机房大楼建立不同形式的接地网（包括水平接地体、垂直接地体）来扩大接地网的有效面积和改善地网的结构。基本要求如下：

3.1 在大楼周围做接地网，用较少的材料和较低的安装成本，完成最有效的接地装置；

3.2 接地电阻值要求R＜1Ω；

3.3 接地体应离机房所在主建筑物3―5m左右设置；

3.4 水平和垂直接地体应埋入地下0.8m左右，垂直接地体长2.5m，每隔3―5m设置一个垂直接地体；

3.5 垂直接地体采用50×50×5mm的热镀锌角钢，水平接地体则选50×5mm的热镀锌扁钢；

3.6 在地网焊接时，焊接面积应≥6倍接触点，且焊点做防腐蚀防锈处理；

3.7 各地网应在地面下0.6―0.8m处与多根建筑立柱钢筋焊接，并作防腐蚀、防锈处理；

3.8 土壤导电性能差时采用敷设降阻剂法，使接地电阻≤1Ω；

3.9 回填土必须是导电状态较好的新粘土；

3.10 与大楼基础地网多点焊接，并预留接地测试点。

以上是一种传统的廉价实用的接地方式，根据实际情况，接地网材料也可以选用新型技术接地装置，如免维护电解离子接地系统、低电阻接地模块、长效铜包钢接地棒等等。

4 结束语：

总之，为了让防雷系统更好地保护机房设备，就要从防雷设计及接地方法应用开始去全面规划，应根据计算机网络机房所在的地理环境进行综合考虑，并根据现有的一些成熟的防雷技术经验，采取经济有效的防护措施，保障计算机网络系统设备的安全稳定运行。“地线”在计算机应用技术中要求也越来越高，还需要我们在工作中不断探索总结经验。