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摘要: 在网络信息的安全中计算机系统接地起到了很重要的作用,针对如何有效的接地保护展开了讨论,从不同的角度对接地进行分析。
关键词: 计算机;网络系统;接地;防雷;保护
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671—7597(2011)0110105-01
计算机网络系统的接地和电力系统的接地同是把电气设备的某个部分(比如外壳、构架等)与大地之间进行可靠的电气连接。但是它们无论在设计上还是施工中都存在很大的不同。计算机网络系统中的电气设备大多是电子设备,工作电压都比较低,抗干扰能力差,因此对于接地的要求更高,这样才能保证网络系统中的信号正常、正确传输。计算机网络系统的接地包括:计算网络设备的接地、防雷保护接地、计算机网络机房屏蔽接地、计算机场地防静电接地与共点接地。下面就这些接地的要求及施工方法做一些介绍。
1 计算机网络设备的接地
1.1 计算机直流地悬浮。计算机直流地悬浮,就是计算机直流地不接大地,与地严格绝缘,对地电阻一般在1M欧姆以上。直流地悬浮的原因是:
1)数字电路的直流地与交流地接在一起,有可能引入交流电网的干扰,因此为防止这种干扰须把交流地和直流地分开,由于交流地刚是接大地的(中线接地),这就导致计算机直流地不接大地而悬空。
2)交流地和直流地接在一起并且入地,在计算机设备安装、调试、维修过程中均发生过元器件烧毁事故,其主要原田是设备、仪器、维修工具等漏电所致。而把交流地和直流地分开则可使交流与直流二者之问不会形成电流回路,防止漏电进入计算机系统毁坏元器件事故的发生。
直流地悬浮的局限性主要表现以下两个方面:1)在无安全接地的计算机系统中,一方面可能使设备带有瞬态电压,通过相互间连线的电容耦台去干扰临近设备;另一方面由于静电荷在机壳上的积累,影响计算机系统的稳定性和可靠性。2)若流线与机柜发生相碰的现象,就会使机柜带有很高的交流电压,威胁人和设备的安全。
1.2 计算机直流地接大地。计算机网络系统的直流接地处理应包括对系统接地的处理和现场接地的处理两计算机网络系统接地和现场接地处理时必须遵守单独引出与一点接地的原则。单独引出是指系统接地与现场接地必须采用绝缘铜导线分别单独引出后再进行接地处理。这是为了保证计算机本身的运行不受外部地线干扰的影响,而将系统接地和现场接地进行隔离单独处理。一点接地是指系统接地与现场接地只允许一点接地,如果两点或多点接地,地线电位的变化造成的影响就会扩大,如对模拟量测量,计算机接口处地线接地,现场变送器出口再接地,由于两个接地点不同,当其两点的电位不同时,就将通过信号地线和地回路形成通路,而在信号线上产生环流,这样就会对测量信号造成一定的影响,所以对系统接地和现场接地只能一点接地。计算机直流地接大地。计算机直流地接大地的接地电阻原则上越小越好,一般在1欧姆以下。这样可以提高计算机系统抗电磁干扰和静电防护能力。但直流地接大地之前,应保持对大地有足够的绝缘阻值,一般不小于1M欧姆。
1.3 计算机网络设备交流工作接地。在计算机网络系统中,除使用直流的计算机设备外,还有使用交流电的设备,如计算机的外部设备、发电机组、变压器、空调设备等。这些设备应按国家有关规程的要求进行工作接地,即是人们常说的交流接地,也称之为二次接地。其接地电阻要求小于4欧姆。设计交流接地的目的是:1)确保人身的发令。2)保障设备安全。
2 防雷保护接地
防雷保护接地是指为防止雷击过电压而设置的接地。一般的计算机机房所在的建筑物已经采取了避雷针、避雷器等防直击雷有效的避雷措施,但对于计算机网络系统而言,内部大多是电子元件,对雷击电磁脉冲极为敏感,易受到电磁干扰和损坏。雷击电磁脉冲由电磁感应产生。可以通过天线、信号线的耦合引入计算机网络设备,并造成这些设备的损坏。因此,该防雷保护接地应按照闪电电磁脉冲的屏蔽和等电位连接要求,将机房所在建筑物上的所有钢筋体、栏杆等金属体与防雷装置相连接,以形成庞大的屏蔽体。
3 计算机网络机房屏蔽接地
屏蔽是用导电(磁)材料制成盒(壳)子、屏板等,将电磁能限制在一定空间内,使场的能量从屏蔽体一面传到另一面而受到很大衰减。所谓的屏蔽效果是指屏蔽前后同一点场强之比。当然屏蔽可以用于被干扰设备(把被干扰设备屏蔽起来),也可以用于干扰源。总之,采取屏蔽后,可以免受干扰或不干扰其他设备(系统)。计算机设备、网络系统的屏蔽性能设计就是要克服经过场的耦合而产生能的干扰,对于两个指定的区域进行封闭性金属隔离,以消除电磁场(波)从一个区域对另一个区域的感应和传播。通常屏蔽有三种:
1)静电屏蔽(防止静电场影响)。这是利用电容分压原理,将静电感应电压减小或傍路。2)磁屏蔽(防止磁场影响,用于低频段)。低频磁场的屏蔽要用隔离的办法进行,原理是用高导磁率材料将被干扰设备(电路)周围磁场短路。3)电磁屏蔽(防止交变电磁场影响,适用于高频段)。金属板在电磁场中有三种损耗对屏蔽起作用。
4 计算机场地防静电接地
计算机网络机房静电接地是为消除计算机网络系统运行过程中产生的静电电荷而设计的一种接地系统。主要由防静电活动地板、引下线、接地装置组成,网络机房静电接地电阻一般≤10欧姆,静电地板系统泄漏电阻为1万欧姆1M欧姆,它是防静电活动地板的电阻、测试极等的接触电阻与接地电阻的综合电阻值。泄漏电阻测量的目的主要是检测作为防静电措施的接地效果是否良好。
由于防静电接地系统所要求的接地电阻值较大而接地电流很小(微安级),所以其接地线主要按机械强度来选择,其最小截面积为6mm2。对于固定式设备的防静电接地,接地线应与其焊接:对于移动式设备的防静电接地,接地线应与其可靠连接,防止松动或断线。
5 共点接地
点接地系统的保护原理:共点接地的基本原理就是等电位法。在实际工程中,设备的各种接地电位相等,就可以避免由于接地点的不同而引起公共阻抗耦合效应,消除低频(主要是指50Hz的工频信号)环路电流的影响。
用共点接地方式以其直流接地来分析其维持等电位的保护方法,采用并联接地方式连接在直流接地母线上,由于采用同一点连接,设备接地点的电位只与设备的工作电流和接地点电阻有关。一般情况下,接地点电阻和设备的工作电流都较小,造成的电位一般在2V以内,各设备之间的电位差就非常小(一般情况小于1V),在设备之间不易产生环路电流;另一方面,设备之间的电压参考点不易改变,有利于状态的长期稳定。同样,图1中描述的交流接地、直流接地和保护接地之间产生的电位差也非常小,可以有效地起到保护作用。
参考文献:
[1]DGJ0883-2008防静电工程技术规程[S].
[2]任会元,业与民用配电设计手册[M].北京:中国电力出版社,2008.
[3]GB50174-2007电子计算机房设计规范[S].
关键词: 计算机;网络系统;接地;防雷;保护
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671—7597(2011)0110105-01
计算机网络系统的接地和电力系统的接地同是把电气设备的某个部分(比如外壳、构架等)与大地之间进行可靠的电气连接。但是它们无论在设计上还是施工中都存在很大的不同。计算机网络系统中的电气设备大多是电子设备,工作电压都比较低,抗干扰能力差,因此对于接地的要求更高,这样才能保证网络系统中的信号正常、正确传输。计算机网络系统的接地包括:计算网络设备的接地、防雷保护接地、计算机网络机房屏蔽接地、计算机场地防静电接地与共点接地。下面就这些接地的要求及施工方法做一些介绍。
1 计算机网络设备的接地
1.1 计算机直流地悬浮。计算机直流地悬浮,就是计算机直流地不接大地,与地严格绝缘,对地电阻一般在1M欧姆以上。直流地悬浮的原因是:
1)数字电路的直流地与交流地接在一起,有可能引入交流电网的干扰,因此为防止这种干扰须把交流地和直流地分开,由于交流地刚是接大地的(中线接地),这就导致计算机直流地不接大地而悬空。
2)交流地和直流地接在一起并且入地,在计算机设备安装、调试、维修过程中均发生过元器件烧毁事故,其主要原田是设备、仪器、维修工具等漏电所致。而把交流地和直流地分开则可使交流与直流二者之问不会形成电流回路,防止漏电进入计算机系统毁坏元器件事故的发生。
直流地悬浮的局限性主要表现以下两个方面:1)在无安全接地的计算机系统中,一方面可能使设备带有瞬态电压,通过相互间连线的电容耦台去干扰临近设备;另一方面由于静电荷在机壳上的积累,影响计算机系统的稳定性和可靠性。2)若流线与机柜发生相碰的现象,就会使机柜带有很高的交流电压,威胁人和设备的安全。
1.2 计算机直流地接大地。计算机网络系统的直流接地处理应包括对系统接地的处理和现场接地的处理两计算机网络系统接地和现场接地处理时必须遵守单独引出与一点接地的原则。单独引出是指系统接地与现场接地必须采用绝缘铜导线分别单独引出后再进行接地处理。这是为了保证计算机本身的运行不受外部地线干扰的影响,而将系统接地和现场接地进行隔离单独处理。一点接地是指系统接地与现场接地只允许一点接地,如果两点或多点接地,地线电位的变化造成的影响就会扩大,如对模拟量测量,计算机接口处地线接地,现场变送器出口再接地,由于两个接地点不同,当其两点的电位不同时,就将通过信号地线和地回路形成通路,而在信号线上产生环流,这样就会对测量信号造成一定的影响,所以对系统接地和现场接地只能一点接地。计算机直流地接大地。计算机直流地接大地的接地电阻原则上越小越好,一般在1欧姆以下。这样可以提高计算机系统抗电磁干扰和静电防护能力。但直流地接大地之前,应保持对大地有足够的绝缘阻值,一般不小于1M欧姆。
1.3 计算机网络设备交流工作接地。在计算机网络系统中,除使用直流的计算机设备外,还有使用交流电的设备,如计算机的外部设备、发电机组、变压器、空调设备等。这些设备应按国家有关规程的要求进行工作接地,即是人们常说的交流接地,也称之为二次接地。其接地电阻要求小于4欧姆。设计交流接地的目的是:1)确保人身的发令。2)保障设备安全。
2 防雷保护接地
防雷保护接地是指为防止雷击过电压而设置的接地。一般的计算机机房所在的建筑物已经采取了避雷针、避雷器等防直击雷有效的避雷措施,但对于计算机网络系统而言,内部大多是电子元件,对雷击电磁脉冲极为敏感,易受到电磁干扰和损坏。雷击电磁脉冲由电磁感应产生。可以通过天线、信号线的耦合引入计算机网络设备,并造成这些设备的损坏。因此,该防雷保护接地应按照闪电电磁脉冲的屏蔽和等电位连接要求,将机房所在建筑物上的所有钢筋体、栏杆等金属体与防雷装置相连接,以形成庞大的屏蔽体。
3 计算机网络机房屏蔽接地
屏蔽是用导电(磁)材料制成盒(壳)子、屏板等,将电磁能限制在一定空间内,使场的能量从屏蔽体一面传到另一面而受到很大衰减。所谓的屏蔽效果是指屏蔽前后同一点场强之比。当然屏蔽可以用于被干扰设备(把被干扰设备屏蔽起来),也可以用于干扰源。总之,采取屏蔽后,可以免受干扰或不干扰其他设备(系统)。计算机设备、网络系统的屏蔽性能设计就是要克服经过场的耦合而产生能的干扰,对于两个指定的区域进行封闭性金属隔离,以消除电磁场(波)从一个区域对另一个区域的感应和传播。通常屏蔽有三种:
1)静电屏蔽(防止静电场影响)。这是利用电容分压原理,将静电感应电压减小或傍路。2)磁屏蔽(防止磁场影响,用于低频段)。低频磁场的屏蔽要用隔离的办法进行,原理是用高导磁率材料将被干扰设备(电路)周围磁场短路。3)电磁屏蔽(防止交变电磁场影响,适用于高频段)。金属板在电磁场中有三种损耗对屏蔽起作用。
4 计算机场地防静电接地
计算机网络机房静电接地是为消除计算机网络系统运行过程中产生的静电电荷而设计的一种接地系统。主要由防静电活动地板、引下线、接地装置组成,网络机房静电接地电阻一般≤10欧姆,静电地板系统泄漏电阻为1万欧姆1M欧姆,它是防静电活动地板的电阻、测试极等的接触电阻与接地电阻的综合电阻值。泄漏电阻测量的目的主要是检测作为防静电措施的接地效果是否良好。
由于防静电接地系统所要求的接地电阻值较大而接地电流很小(微安级),所以其接地线主要按机械强度来选择,其最小截面积为6mm2。对于固定式设备的防静电接地,接地线应与其焊接:对于移动式设备的防静电接地,接地线应与其可靠连接,防止松动或断线。
5 共点接地
点接地系统的保护原理:共点接地的基本原理就是等电位法。在实际工程中,设备的各种接地电位相等,就可以避免由于接地点的不同而引起公共阻抗耦合效应,消除低频(主要是指50Hz的工频信号)环路电流的影响。
用共点接地方式以其直流接地来分析其维持等电位的保护方法,采用并联接地方式连接在直流接地母线上,由于采用同一点连接,设备接地点的电位只与设备的工作电流和接地点电阻有关。一般情况下,接地点电阻和设备的工作电流都较小,造成的电位一般在2V以内,各设备之间的电位差就非常小(一般情况小于1V),在设备之间不易产生环路电流;另一方面,设备之间的电压参考点不易改变,有利于状态的长期稳定。同样,图1中描述的交流接地、直流接地和保护接地之间产生的电位差也非常小,可以有效地起到保护作用。
参考文献:
[1]DGJ0883-2008防静电工程技术规程[S].
[2]任会元,业与民用配电设计手册[M].北京:中国电力出版社,2008.
[3]GB50174-2007电子计算机房设计规范[S].