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信息系统设备防雷接地问题探析一、引言 信息系统设备的雷电防护是一个系统工程，而接地系统在防雷系统中占有十分重要的地位。无论你采用什么样的防雷方式，最终都归结为在适当的地点、提供适当的通道把雷电流泄入大地。因此，防雷不能没有接地系统，但有了接地系统却不一定能够很好地防雷。所以，本文结合自己近十几年的实践，谈一谈雷电防护中的接地问题。 二、关于接地方式 传统的防雷观念中，接地问题的关注点集中于接地电阻上；而现代防雷观念更注重接地方式 。 （一）联合接地与独立接地 所谓联合接地，就是建立公共连接地网，将建筑物内所有金属物，如混凝土内的钢筋、自来水管、煤气管及其他金属管道、电缆金属屏蔽层、电力系统的零线、建筑物的接地线统统用电气连接的方式连接起来，使整个建筑物成为一个良好的等电位体，形成一个准法拉第笼，从而为雷电流提供良好的泄放通道，避免高电位反击引起的设备损坏。实践证明，联合接地干扰小、占地少，而且对人身和设备更加安全，容易得到较小的接地电阻值。但是，联合接地网的建立应最好与建筑设计同步进行，利用房屋建筑深埋地下的钢筋混凝土立柱与大地紧密相连而获得优良的接地电阻。而值得注意的是，联合接地体地网应做成闭合环路，因当雷电发生时，构成联合接地网的接地线中，将存在时变的电流，从而在缺口处产生很大的电位差，该电位差可高达数千伏，甚至上万伏。例如：山东某油田大火，造成直接经济损失数千万元，是雷电灾害的典型案例，其起因就是由于油罐内连接不良的金属环造成的（即开口）。因此，地网回路不闭合，是设备损坏的潜在因素，必须引起足够的重视。 独立接地方式，即各接地系统分别接地。采用单独接地方式，由于各个系统分别接地，当雷击发生时，各系统的接地点电位可能相差很大，那么设备上分别与不同接地系统相接地部分 ，将承受各地网之间的高电压而受损，因此，这一方式逐渐被联合接地方式所取代。IEC标准 和TTLI相关标准均不提倡单独接地，IEEE STDUOO-1992标准中，明确指出“不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、绝缘的、专用的、干净的、静止的、信号的、计算机的、电子的和其它这类不正确的大地接地体为设备接地导体的一个连接点。” （二）多点接地与一点接地 对于一个系统里的各种设备，是通过一点（或一个接地母线）还是通过多点与地网相连，这就是一点接地与多点接地问题；处理好这一问题，是解决设备之间电磁干扰的重要措施。在低频电路中，绝大部分干扰产生于线路之间的相互耦合，即所谓的共阻抗耦合，当采用多点接地时，由于接地点可能处于不同的电位，而产生共模干扰电压，如果把各系统的接地线接到接地母线同一点或同一金属平面上，即采用一点地，由于解决了各系统的接地线等电位问题，各系统之间的干扰问题得到了解决，尤其是50Hz工频信号对系统的干扰基本消除， 所以在低频系统中应采用一点接地法。当频率升高时，电容耦合效应将会产生某种干扰耦合 ，这时引下线长度成为主要矛盾，应采用多点接地的方式，使串联阻抗、驻波减到最小。为了兼顾高低频信号的要求，实际中往往采用混合接地的方式，如低频信号回路、电源地采用一点接地，高频回路采用多点接地，然后再以并联的方式连接到接地网的同一点上。 三、关于接地电阻 接地电阻是衡量一个接地系统性能优劣重要标志，所以防雷工程规范也大都对不同保护对象的接地电阻提出了明确的要求。一般来讲，防雷接地的接地电阻要求达到10Ω以下，有弱电设备的感应防雷要求达到4Ω以下或1Ω以下的接地电阻。 （一）决定接地电阻的诸因素 接地电阻是接地极至无穷远的散流电阻，根据不同的接地方式可知：接地体的接地电阻与土壤的电阻率呈正比，对于垂直接地体与水平接地体，接地电阻主要取决于接地体的深度，而与接地体直径呈现较弱的对数关系。而对于接地网，接地电阻主要决定于接地网的面积。由此可见，减少土壤电阻率，增大地网面积，增加接地极深度，是减小接地电阻的根本途径。 （二）关于接地电阻的思考 尽管减小接地电阻的措施很多，特别是近年来出现了一些新型接地体，为减小接地电阻提供了新的途径，但对于高山、岩石等恶劣的地质结构条件，要达到规范所要求的接地电阻值是非常困难的。是否就无法满足防雷的需求呢？ 首先，根据国际电工委员会的规定，建筑物内220/380V的用电设备的绝缘耐冲击电压为6KV，假如雷电流的幅值为10KA，它与1Ω的接地电阻的乘积为10KV，远高于6KV。若采用先进的等电位连接技术，在建立公共接地网的同时，在电力线、信号线、天线馈线等与外界有联系的金属线上合理安装过压保护装置，并使其与接地网直接进行电气连接，形成等电位，当雷电过电压来到时，可在瞬间使过压保护器动作，使设备承受的过电压在规定的范围之内，这样一来，苛求接地电阻的大小就没有实际意义了。 其次，从电