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计算机房接地系统


《计算机房接地系统》 计算机房接地系统》 接地系统
计算机房的接地系统是防止寄生电容耦合的干扰,保护设备和人身的安全, 保证计算机系统稳定可靠地运行的重要手段。 电子计算机的接地系统,在抗干扰设计上最简便,最经济而且也是效果最显著的 一种方式。接地如能和屏蔽正确的结合起来,则能更好的解决噪声问题。 因此,为了能保证计算机系统安全、可靠、稳定地运行,保证设备、人身的安全,

针对不同类型计算机的不同要求,应设计出适当形式的接地系统。 根据国家标准“计算机技术要求”中对计算机接地系统的要求做了具体的规定, 计 算站一般具有以下几种地: 计算机系统的直流地;电阻值不大于 1 。 交流工作地;电阻值不大于 4 。 安全保护地;电阻值不大于 4 。 防静电接地;电阻值不打于 4 。 防雷保护地;电阻值不打于 10 。 所谓接地,即把电路中的某一点或某一金属壳体用导线与大地连在一起,是 以接地电流易于流动为目标, 因此接地电阻越越低, 接地电流越容易流动。 另外, 电子计算机系统的接地,还希望尽量减少成为噪声原因的电位变动。所以接地电 阻也是越低越好。 在处理计算机接地时,应注意以下两点: 信号电路和电源电路,高压电路和低压电路不应使用共地回路; 灵敏电路的接地, 应各自隔离或屏蔽, 以防止地回流和静电感应而产生干扰。 下面就几种地线作用和实施办法叙述如下: 交流工作地的作用 在计算机系统中,还有大量使用 380V/220V 交流电源的电气设备,如计算 机的外部设备、变压器、空调设备机柜上的风机和维修设备,按国家规定要进行 工作接地,即把中性点接地,也称二次接地。其作用在于确保人身安全和设备的 安全。 在计算机系统中,交流设备很多,但交流设备的二次接地问题常常不为人们所重 视,为此常常给人身和设备造成一些不必要的伤害。

具体措施: 把计算机外部的中性点用绝缘导线串联起来接到配电柜的中线上, 然后用接地母 线将其接地。其它交流设备,如空调机、新风机、稳频稳压设备等中性点各自独 立按电气规范的规定接地。 安全保护地 把机房内所有设备外壳以及电动机、 空调机等设备的壳体与地之间做良好的 接地,称为安全保护地。当绝缘被击穿由于机壳与地之间杂散阻抗的数值很大, 使得机壳上的电压基本上等于交流电源的电压(220V)。当人体触及机壳,且 人体对地的绝缘不好时, 将有相当大的电流通过人体进入大地, 这是十分危险的, 如将机壳接地情况就完全不同了。当绝缘被击穿时,接地短路电流沿着接地线和 人体两条通路入大地。由于接地电阻很小,远远小于人体电阻。数值很大的电流 通过接地电阻入大地,从而保护了人身安全。 实施措施: 计算机房内的安全保护地是将所有机柜的机壳、用数根绝缘导线串联起来,再用 接地母线(多股编织线与大地相连)。 计算机房的其它设备,如空调另接。 计算机系统的直流地又称逻辑地。 为了使计算机正常工作, 机器的所有电子线路必须工作在一个稳定的基础电 位上,就是零电位参考点。在设计直流地时要注意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。我们不把直流地悬浮,还是用直流地接大地的方 法,就是电子计算机中数字电路等电位与大地相连接,阻值按照甲方要求而定。 在采用直流地接大地的系统中,也应同时具有良好的安全保护地系统。而且,直 流地与机壳安全保护地在很多计算机系统中都是分开的, 即在机房内是彼此绝缘 的。这样即为高频干扰提供了对地释放的低阻通路,同时也为机壳电(静电)也 提供泄放的低阻通路。 直流地的接法和选择: 串联接地:多点接地,所谓串联接地,就是将计算系统中各个设备的直流地 线以串联的方式接在作为直流地线的铜皮上。应该注意的是,此时所用的直接导 线是多股编织或铜带,应与机壳绝缘。

并联接地:单点接地计算机系统中用多股屏蔽软线接到铜块地线上,铜块下 垫绝缘物质。 防雷保护地 雷电是大气中的一种自然放电现象。雷击的放电速度很快,雷电电流的变化 也很剧烈。雷云开始放电时雷电电流急剧增大,在闪电时,电流可达 200~300 千安。雷电的破坏作用基本上可以分为三类。第一类是直击雷的作用即雷电直接 击在建筑物或设备上。造成破坏。第二类是雷电的二次作用,通常称为感应雷, 即雷电电流产生的磁效应和静电效应所产生的作用,表现在:雷电电流产生的电 磁场随着雷电电流一起在剧烈的变化。 另一方面还由于静电荷感应都会在金属物 件上或电气线路上感应出很高的电压(可达数十万伏),可严重危及设备和人员 的安全。第三类是雷电电流沿电气线路和管道线路把高电压传到建筑物内部,形 成所谓电位引入,这当然是十分危险的。 防雷装置的组成 一般说来,防雷装置可分为三个基本部分。 接闪器 接闪器也叫受雷装置, 是接收雷电电流的金属导体, 也即通常所说的避雷针, 避雷带或避雷网。 引下线 引下线是连接避雷针(网)与接地装置的导体,一般敷设在房顶和墙壁上。 它的作用是把雷电流由受雷装置引到接地装置。 接地装置——接地地桩 要注意的是,为了设备和人身的安全,防雷保护地与直流地和安全保护地之 间应间隔 15m 以上。 几种接地系统的相互关系 尚若将直流地、安全保护地、交流工作地和防雷保护地各组成系统,并分别 接入不同的地桩上,这方案的最大优点在于可防止其它设备干扰计算机稳定运 行,但施工复杂造价昂贵,难找出合适的场合。 现在我们采用这样一种方案,直流地、防雷地各自单独接地,把安全保护地与交 流工作地共用一个地桩。 即机房内的所有交流用电设备的中线接在一起与配电柜

的中线端相接;再把各设备的机壳(架)用绝缘导线连在一起,也接在配电柜的 中线端子上,然后再用母线引至机房外接在接地地桩上。

关于计算机房工程电气设计的探讨

1.1、保证计算机系统运行的可靠性 计算机系统是由许多复杂的高密度组装的电子器件组成的中央处理机 (CPU) 以及高精密的外部设备组成的。 由于其系统的复杂性决定了计算机系统的某一环 节很难避免发生故障。 因此计算机系统的可靠性问题成为影响计算机发展与应用 的核心问题。而计算机房工程的可靠性与机房环境、供配电、接地等因素是密不 可分的,对供配电系统和接地系统而言,如果处理不得当,诸如电网过渡引发直 流电源振荡将会使计算机在运行过程中,该为"0"的变成"1",使软件出现"奇偶 位错误",影响计算机系统的可靠运行,象这样的例子不胜枚举。 1.2、保证计算机系统的设计寿命 对计算机房内静电的影响而言,静电可以通过人体、导体触及计算机可导电 外壳时,有可能击穿其电子器件而使计算机出现偶然性故障及器件损坏。 1.3、保证信息安全的要求 据有关资料介绍,大部分计算机运行时频率介于 0.16MHz~400MHz 之间,辐 射强度大致为 40dbθV。如果供电电源质量没有保证,供电频率超出计算机要求 的稳态频率偏移范围,将降低计算机抗干扰能力,辐射到空间的信息将面临有可 能被干扰,被篡改,甚至被窃取的危险。 1.4、保证计算机操作人员的工作环境 例如:计算机房照明,如果处理得当,将会大大提高操作人员的工作效率, 减缓操作人员的视疲劳程度,减少操作上的误动作。 以上是从计算机系统正常 运行为出发点对计算机机房工程电气部分提出的基本要求,做为电气设计人员, 应该满足这些基本的要求。在做计算机机房电气设计的同时,应该严格执行国家 的有关规范和标准,如《电子计算机房设计规范》GB50174-93 等。下面将从供 配电系统、接地系统、防静电几个方面对计算机房工程电气设计做进一步探讨。

2.1

供电系统

电子计算机房的用电负荷等级和供电要求应满足《供配电系统设计规范》 GB50052-95,其供配电系统应采用电压等级 220V/380V,频率工频 50HZ 或中频 400HZ~1000HZ 的 TN-S 或 TN-C-S 系统,电子计算机的主机电源系统按设备 的要求确定。电子计算机房供配电系统应考虑系统扩展、升级的可能,并应预留 备用容量。 为提高计算机设备的供配电系统可靠性,最理想的技术措施是在配 电设备前端增加交流不间断电源系统 UPS(10~15Min),在下列各种情况中,该 措施应是必不可少的。 (1)对供电可靠性要求较高,采用备用电源自动投入方式或柴油发电机组 应急自启动方式仍不能满足要求时。 (2)一般稳压、稳频设备不能满足要求时。 (3)需要保证顺序断电安全 停机时。 (4)电子计算机系统实时控制时。 (5)电子计算机系统联网运行时。
2.2 供电质量

为了提高电网的供电质量,计算机房的供配电系统设计应该注意以下事项: ★ 机房容量较大时,宜设置专用电力变压器,容量较小时,可采用专用低 压馈电线路供电。 ★ 电子计算机电源设备应靠近主机房设置。 ★ 机房内其它电力电力负荷不得由计算机主机电源和 UPS 供电。主机房内 为计算机设备宜设置专用动力配电箱,与其它负荷应分别供电。 ★ 单相负荷应均匀地分配在三相上,三相负荷不平衡度应小于 20%。 ★ 计算机电源系统应限制接入非线性负荷,以保持电源的正弦性 2.3 设备选型及综合布线

计算机房内设备选型以及综合布线从形式上虽然没有具体要求,但根据《低 压配电设计规范》GB50054-95,并结合上述计算机设备的供配电特性,应注意 以下几点:

2.3.1 设备选型 (1)专用配电箱内保护和控制电器的选型应满足规范和 设备的要求。 (2)专用配电箱应有充足的备用回路,用以计算机系统的扩容。 (3)专用配电箱进线断路器应设置分励脱扣器,以保证紧急情况下,切断所有 用电设备电源。 (4)专用配电箱设置电流、电压表以监测三相不平衡度。 (5) 专用配电箱设置足够的中线和接地端子。 2.3.2 综合布线 (1)电子计算机房的电源进线应按照《建筑物防雷设计 规范》采取过电压保护措施,专用配电箱电源应采用电缆进线,不得不采用架空 进线时, 在低压架空电源进线处或专用电力变压器低压配电母线处装设低压避雷 器。 (2)主机房活动地板下部的低压配电线路宜采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽 电缆。 (3)主机房活动地板下部的电源线应尽可能地远离计算机信号线,避免 并排敷设,应采取相应的屏蔽措施。 3.1 接地方式

电子计算机房接地方式概括来讲,可以分成两类,一类是系统接地,还有一 类是屏蔽接地。系统接地又可以细化成下面四种接地方式: (1)交流工作接地(中性线),接地电阻不应大于 4Ω。 (2)安全保护接地,接地电阻不应大于 4Ω。
(3)直流工作接地(逻辑接地),接地电阻按照计算机系统具体要求确定,如 IBM 计算机要求 接地电阻 R≤2Ω,而 DEC 公司、太极系列机则要求接地电阻 R≤1Ω,HP 公司则只要求接地电阻 R≤3Ω 就行。

(4)防雷接地,应按照现行的《建筑物防雷设计规范》GB50057-94 设计。 计算机辅助设备中有许多静电屏蔽,如专用供电变压器的静电屏蔽层,局部空间 或线路的屏蔽罩(设备外壳)。这些静电屏蔽的导体只有良好接地才能充分发挥 作用。这就是所描述的屏蔽接地。 系统接地和屏蔽接地宜共用一组接地装置, 其接地电阻按照其中最小值确定。当单独设置防雷接地时,应采取《建筑物防雷 设计规范》中规定的防止反击措施。 电子计算机接地系统应采用单点接地并宜 采取多个计算机接地系统经铜排网和 PE 线接至同一接地干线的等电位措施。 4.1 防静电

防静电接地是电气设计中容易但又不允许被忽视的组成部分, 在生产和生活中有许多静电导

致设备故障的事例,主机房内所有导静电地板、活动地板、工作台面和座椅垫套必须进行静 电接地,不得有对地绝缘的孤立导体。导静电活动地板接地方法如图 4-1 所示。 静电接地 可以经限流电阻及自己的连接线与接地装置相联, 在有爆炸和火灾隐患的危险环境, 为防止 静电能量泄放造成静电火花引发爆炸和火灾,限流电阻值宜为 1M 。


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