信息網絡機房的接地保護技術研究

鄭 敏

(福建省氣象信息中心，福建 福州 350001）

1 信息網絡機房接地及其價值概述

在互聯網信息化時代，氣象信息具有高度重要性，及時、準確、全面、科學、客觀的發布天氣預報、氣象云圖、臺風、災害預警、旅游天氣、暴雨雪等各種各樣的氣象信息，提供全面精確的氣象服務，對于促進我國生產生活的發展，保障人民群眾和國家集體的安全和利益具有十分重要的意義與價值。

而氣象系統的信息網絡數據中心機房通常指的是在一個相對固定的物理空間內實現對各種數據信息（不僅局限于氣象數據）的集中化的搜集、存儲、交換、傳輸以及管理，從而實現數據信息功能的發揮，信息網絡機房的關鍵設備主要包括計算機硬件設備、數據存儲設備、網絡連接設備、服務器設備、數據通訊設備等等。信息網絡中心機房的數據信息往往都是動態的，處于實時變化發展之中。而且這些數據信息往往重要性級別比較高，但是數據信息固有的脆弱性給數據的管理和保護帶來了極大的挑戰。這些數據非常容易受到外來電磁波以及一些電子設備的干擾而讓數據的完整性被破壞，從而使得數據變得不可用甚至產生誤導，導致決策錯誤。正是在這種情況下，如何保證氣象系統信息網絡中的數據信息的持續性與安全性就變得十分重要。信息網絡機房數據的安全性取決于數據中心的電源設備、冷卻設備、物理支架、布線、管理系統、接地、物理安全和防火措施等各種網絡關鍵基礎設施的可靠性。

所謂接地指的是運用導體將機房設備的金屬殼體或設備線路中的某一點與大地連接在一起，從而形成一個電流通路。讓電流流人大地較為方便，從而實現氣象系統信息網絡機房的人員和信息設備的有效保護，科學合理的接地對于有效地保證電子信息網絡系統信號的正常工作具有十分重要的意義與價值，還可以在很大程度上確保系統的穩定性和可靠性。對于系統的電磁兼容(EMC)功能也能起到有效保護，適當降低網絡與其他設備之間的相互干擾。如果沒有可靠的接地系統，雷電、電磁脈沖、內部操作等產生的過電壓，會對用于處理、存儲、傳輸、交換數據的電子設備產生電子干擾，會造成錯誤的數據信號以及數據丟失。因而降低數據信息的持續性、安全性，影響網絡的可靠性和總效率。如果因為不能準確及時科學的提供氣象預測預報等服務而導致的損失或者潛在風險往往是難以預估的，由此，我們也不難發現氣象系統信息網絡中心機房的接地保護技術的重要意義與價值。

2 信息網絡機房接地保護技術的基本類型

（1）信息網絡系統的邏輯接地。將電子設備的金屬板作為邏輯信號的參考點而進行的接地稱為邏輯接地。

（2）信息網絡系統的信號接地。各種電子線路都有一個基準電位點，這個基準電位點就是信號地。它的作用是保證電路中有一個統一的基準電位，不至于浮動而引起信號誤差。

（3）信息網絡系統的保護接地。保護接地就是將設備正常運行時不帶電的金屬外殼和接地裝置之間做良好的電氣連接，如果不做保護接地當電氣設備其中一相的絕緣破損，易產生漏電事故。實行保護接地后，如發生漏電，只要接地電阻符合規定的要求，可防止觸電事故的發生。另外保護接地還可防止靜電的積聚。

（4）信息網絡系統的防雷接地。電子信息網絡系統的防雷接地，是當發生雷電時，為把雷電流迅速導入大地，以防止雷害為目的的接地稱為防雷接地。電子信息網絡系統設備與布線系統一般均屬于耐壓等級低，防干擾要求高，最怕受到雷擊的部分。不管是直擊，串擊，反擊都會使電子設備受到不同程度的損壞或嚴重干擾。因此對這些系統的防雷接地設計必須嚴密，可靠。

（5）信息網絡系統的屏蔽接地。為使設備或布線達到電磁適應性要求而采取的屏蔽措施的接地稱為屏蔽接地。對于電子設備電磁兼容設計是非常重要的，為防止內部自身傳導和外來干擾，必須采取保護屏蔽措施。電子設備電路單元之間以及電子設備之間，存在著電磁場感應的干擾和電源饋線與地線傳導的干擾。采用屏蔽可以抑制干擾。設計合理的電源饋線和接地系統，可以抑制傳導干擾和電磁場的干擾。

3 信息網絡機房接地保護技術方案及其實現

接地保護技術目前經過不斷的研究發展，取得了一定的進步，本文結合抗腐蝕降阻劑在信息網絡機房的接地保護中的運用加以研究。研究表明，金屆接地體直接埋入土中時，其有效接觸面積受土壤顆粒大小影響而僅有40%~70%，土壤顆粒愈大，有效接觸面積愈小。此外，由于金屬接地體與土壤的電阻率相差太大，兩者之間存在著電阻率突增帶。這種電阻率突增將會導致對電流的阻抗增加，這對雷擊過電流的疏導是十分不利的，有可能出現小電流測試時接地網電阻值不高，但雷擊時電氣設備暫態電位激增，從而損壞設備，影響工作人員的人身安全。

為解決上述問題，在分析了國內外各種降阻劑的優缺點之后，取長補短，可以運用電阻率為1~3Ω/m的降阻劑，這種降阻劑顆粒稍細，凝固前對土壤有良好的滲透性，將其施用于接地體和土壤之間，在凝固后，降阻劑就緊密地包裹在接地體周圍，并與土壤層呈“樹根”狀交叉連接，延伸到土壤層深處。因此，由于金屬接地體的有效接觸面增大，以及降阻劑本身也成為接地體，從而增加了接地體的幾何尺寸，起到了擴大地網的作用，降低了接地電阻。由于接地體周圍的土壤電阻率降低，使電阻率的變化也趨于平緩，消除了電阻率突增帶，便于雷擊過電流在低電位下迅速進入大地，從而保證了設備、設施和工作人員的安全。具體的實現方案大致可以參照如下方法。

挖1m寬接地坑，深度以達到當地凍土深度以下（無凍土時以1.5m深為宜），根據不同土質，所挖深度為1.4~1.8m之間，長度為4~9m。將5*50鍍鋅鋼排用電焊做成網狀，置于坑中，并在溝底將1.5m長、25mm的16根鍍鋅垂直打入地下，且與接地網連接，在坑底用5~10m左右墊物墊平、澆水將坑底土壤濕潤，同時，在接地溝邊置一灰斗，將降阻劑干粉倒于其中，澆水（水必須澆透）并攪拌均勻，然后將攪拌成糊狀降阻劑均勻連續地澆灌在接地體周圍，待降阻劑凝固后先將好的土壤覆蓋接地體，然后再加添原土夯實。接地體濕狀埋設，每坑用量為700~1000kg即可。

[1]俞永杰.信息網絡機房的接地與抗干擾技術[J].工礦自動化，2011，37(11):92-94.

[2]陳呈生,熊小衛,陳國平，等.縣級氣象信息網絡業務系統電源接地探討[J].現代農業科技，2011，(13):25-26.