信息网络机房的接地保护技术研究

郑 敏

(福建省气象信息中心，福建 福州 350001）

1 信息网络机房接地及其价值概述

在互联网信息化时代，气象信息具有高度重要性，及时、准确、全面、科学、客观的发布天气预报、气象云图、台风、灾害预警、旅游天气、暴雨雪等各种各样的气象信息，提供全面精确的气象服务，对于促进我国生产生活的发展，保障人民群众和国家集体的安全和利益具有十分重要的意义与价值。

而气象系统的信息网络数据中心机房通常指的是在一个相对固定的物理空间内实现对各种数据信息（不仅局限于气象数据）的集中化的搜集、存储、交换、传输以及管理，从而实现数据信息功能的发挥，信息网络机房的关键设备主要包括计算机硬件设备、数据存储设备、网络连接设备、服务器设备、数据通讯设备等等。信息网络中心机房的数据信息往往都是动态的，处于实时变化发展之中。而且这些数据信息往往重要性级别比较高，但是数据信息固有的脆弱性给数据的管理和保护带来了极大的挑战。这些数据非常容易受到外来电磁波以及一些电子设备的干扰而让数据的完整性被破坏，从而使得数据变得不可用甚至产生误导，导致决策错误。正是在这种情况下，如何保证气象系统信息网络中的数据信息的持续性与安全性就变得十分重要。信息网络机房数据的安全性取决于数据中心的电源设备、冷却设备、物理支架、布线、管理系统、接地、物理安全和防火措施等各种网络关键基础设施的可靠性。

所谓接地指的是运用导体将机房设备的金属壳体或设备线路中的某一点与大地连接在一起，从而形成一个电流通路。让电流流人大地较为方便，从而实现气象系统信息网络机房的人员和信息设备的有效保护，科学合理的接地对于有效地保证电子信息网络系统信号的正常工作具有十分重要的意义与价值，还可以在很大程度上确保系统的稳定性和可靠性。对于系统的电磁兼容(EMC)功能也能起到有效保护，适当降低网络与其他设备之间的相互干扰。如果没有可靠的接地系统，雷电、电磁脉冲、内部操作等产生的过电压，会对用于处理、存储、传输、交换数据的电子设备产生电子干扰，会造成错误的数据信号以及数据丢失。因而降低数据信息的持续性、安全性，影响网络的可靠性和总效率。如果因为不能准确及时科学的提供气象预测预报等服务而导致的损失或者潜在风险往往是难以预估的，由此，我们也不难发现气象系统信息网络中心机房的接地保护技术的重要意义与价值。

2 信息网络机房接地保护技术的基本类型

（1）信息网络系统的逻辑接地。将电子设备的金属板作为逻辑信号的参考点而进行的接地称为逻辑接地。

（2）信息网络系统的信号接地。各种电子线路都有一个基准电位点，这个基准电位点就是信号地。它的作用是保证电路中有一个统一的基准电位，不至于浮动而引起信号误差。

（3）信息网络系统的保护接地。保护接地就是将设备正常运行时不带电的金属外壳和接地装置之间做良好的电气连接，如果不做保护接地当电气设备其中一相的绝缘破损，易产生漏电事故。实行保护接地后，如发生漏电，只要接地电阻符合规定的要求，可防止触电事故的发生。另外保护接地还可防止静电的积聚。

（4）信息网络系统的防雷接地。电子信息网络系统的防雷接地，是当发生雷电时，为把雷电流迅速导入大地，以防止雷害为目的的接地称为防雷接地。电子信息网络系统设备与布线系统一般均属于耐压等级低，防干扰要求高，最怕受到雷击的部分。不管是直击，串击，反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此对这些系统的防雷接地设计必须严密，可靠。

（5）信息网络系统的屏蔽接地。为使设备或布线达到电磁适应性要求而采取的屏蔽措施的接地称为屏蔽接地。对于电子设备电磁兼容设计是非常重要的，为防止内部自身传导和外来干扰，必须采取保护屏蔽措施。电子设备电路单元之间以及电子设备之间，存在着电磁场感应的干扰和电源馈线与地线传导的干扰。采用屏蔽可以抑制干扰。设计合理的电源馈线和接地系统，可以抑制传导干扰和电磁场的干扰。

3 信息网络机房接地保护技术方案及其实现

接地保护技术目前经过不断的研究发展，取得了一定的进步，本文结合抗腐蚀降阻剂在信息网络机房的接地保护中的运用加以研究。研究表明，金届接地体直接埋入土中时，其有效接触面积受土壤颗粒大小影响而仅有40%~70%，土壤颗粒愈大，有效接触面积愈小。此外，由于金属接地体与土壤的电阻率相差太大，两者之间存在着电阻率突增带。这种电阻率突增将会导致对电流的阻抗增加，这对雷击过电流的疏导是十分不利的，有可能出现小电流测试时接地网电阻值不高，但雷击时电气设备暂态电位激增，从而损坏设备，影响工作人员的人身安全。

为解决上述问题，在分析了国内外各种降阻剂的优缺点之后，取长补短，可以运用电阻率为1~3Ω/m的降阻剂，这种降阻剂颗粒稍细，凝固前对土壤有良好的渗透性，将其施用于接地体和土壤之间，在凝固后，降阻剂就紧密地包裹在接地体周围，并与土壤层呈“树根”状交叉连接，延伸到土壤层深处。因此，由于金属接地体的有效接触面增大，以及降阻剂本身也成为接地体，从而增加了接地体的几何尺寸，起到了扩大地网的作用，降低了接地电阻。由于接地体周围的土壤电阻率降低，使电阻率的变化也趋于平缓，消除了电阻率突增带，便于雷击过电流在低电位下迅速进入大地，从而保证了设备、设施和工作人员的安全。具体的实现方案大致可以参照如下方法。

挖1m宽接地坑，深度以达到当地冻土深度以下（无冻土时以1.5m深为宜），根据不同土质，所挖深度为1.4~1.8m之间，长度为4~9m。将5*50镀锌钢排用电焊做成网状，置于坑中，并在沟底将1.5m长、25mm的16根镀锌垂直打入地下，且与接地网连接，在坑底用5~10m左右垫物垫平、浇水将坑底土壤湿润，同时，在接地沟边置一灰斗，将降阻剂干粉倒于其中，浇水（水必须浇透）并搅拌均匀，然后将搅拌成糊状降阻剂均匀连续地浇灌在接地体周围，待降阻剂凝固后先将好的土壤覆盖接地体，然后再加添原土夯实。接地体湿状埋设，每坑用量为700~1000kg即可。

[1]俞永杰.信息网络机房的接地与抗干扰技术[J].工矿自动化，2011，37(11):92-94.

[2]陈呈生,熊小卫,陈国平，等.县级气象信息网络业务系统电源接地探讨[J].现代农业科技，2011，(13):25-26.