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机房防雷与接地

摘要

伴随着我国经济建设与科技建设的高速发展，计算机产业和信息产业的快速普及，计算机机房得到了快速发展。机房接地系统涉及多方面的综合性信息处理工程，是机房建设中的一项重要内容。接地系统是否良好是衡量一个机房建设质量的关键性问题之一。先进的电子设备耐受过电压、过电流的能力相对较低，缺乏必要的雷害防护技术措施，成为困扰广大电气设计人员的问题之一。

机房供电系统通常采用TN-S运行方式。工程上采用较为常见和经济的等电位连接做法，避免发生雷电反击而损耗设备。控制接地电阻小于1欧姆，就可以保证接地线不产生电位差，避免相互干扰，保证计算机设备及人员的安全运行要求。建筑物防雷作为一个综合系统工程，考虑不同的防雷分区在等电位连接的原则下以及根据不同电气设备耐压值等级等因素，对机房防雷按照外部防雷，内部防雷和电涌保护作为一个整体进行综合分析和设计。文章通过一个工程中的案例，详细剖析机房防雷和接地的具体做法。理论和机房实际运行经验表明，该方式是安全可靠的。

机房接地

1.1防雷与接地需求分析

低压配电系统的接地方式直接关系到人身、设备安全及设备的正常运行。从机房建设来看，既需要建立可靠的接地系统，又需要建设完善的防雷系统，而接地系统和防雷系统二者之前存在着密不可分的关系。《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343－2004[1]，电子信息系统应采用外部防雷和内部防雷综合防护如图1-1所示

图1-1电子信息系统应采用外部防雷和内部防雷综合防护

由图1-1可知，接地装置的设置，接地系统的选择，等电位连接都是防雷措施的一部分。因此，防雷与接地两个系统是一个相互交织的综合系统，密不可分。

按照目前现行《电子计算机机房设计规范》GB50174-93[2]，机房电气接地系统有四种：

交流工作接地，接地电阻不应大于4

安全工作接地，接地电阻不应大于4

直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定。

防雷接地，应按现行国家标准GB50057——1994（2000版）《建筑物防雷设计规范》[3]执行。

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004指出，防雷接地应与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置，接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。目前数据中心机房常见和经济的做法是将交流接地与安全工作接地合二为一，与直流接地，防雷接地分别用三根接地引线引至大楼的地面总等电位箱，再将它们引至避雷地桩形成综合接地网，从而形成等电位，避免发生雷电反击而损耗设备。只要接地电阻小于1欧姆，就可以保证接地线不产生电位差，避免相互干扰。

若防雷接地必须设置单独接地装置时，其余三种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻不应大于其中最小值，并应按照《建筑物防雷设计规范》的要求采取雷电反击措施，使防雷接地和其他两种接地间有一定的距离，否则量系统在形式上分开了，而实际（电气上）仍未分开，许多工程实际情况已经证明采用统一接地体是解决多系统接地的最佳方案。

1.2机房等电位连接

不同低压配电系统的接地方式决定了系统中低压保护电气选择和供电系统的实现方式。根据必威体育精装版修订的《低压配电设计规范》GB50054-95[4]，将配电系统分为TN，TT，IT三类系统。机房供电系统采用TN-S系统，该系统具有干扰少，适用于数据处理和精密电子仪器要求。

由一个系统的诸外露导电部分做等电位连接的导体所组成的网络称等电位连接网络，系统的诸外露导电部分是指：电源线、信号线、金属管道、大尺寸金属物架、建筑物柱内钢筋都必须通过电涌保护器或直接进行等电位连接，各保护区界面处同样要彼此进行局部等电位连接，各局部等电位相互连接后，最后与主等电位相连，构成一个完整的等电位连接网络[5]。

等电位连接是当今世界防雷理论的前沿，是雷电防护前沿重要的技术措施。等电位理论的提出基于国内外众多对闪电过程的观测结果：闪电电流不是一个电压源而是一个电流源，严格讲是一个电流波。雷电的破坏力在于强大的电流特性而不在于放电时产生的高压，当雷电流在泄放的渠道上一旦冲击设备时，雷击也就发生了。如果在所有设备及管线，以及建筑物之间不存在电流差，雷电流的泄放渠道按照设计要求入地，设备防雷也就实现了。由此可见，彻底消除雷电引起的带有毁坏性的电位差，是设备防雷的重要技术措施，实现这一技术措施的手段就是等电位连接。现行《建筑物防雷设计规范》GB50057-94：信息系统的所有外露导电物应建立一等电位网络，而且信息系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件与建筑物的共用接地系统也要进行等电位连接。《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》GA267-2000[6]也明确规定：所有进入计算机信息系统设备机房建筑物的外来导电物体，都应在建筑物面做等电位连接。以上国家强制性