數據機房接地系統分析

賈煜 鄒超

摘要：本文依據國家相關部門對電子信息系統機房的法律規定及《數據中心電信基礎設施標準》的若干要求，主要分析和探討了數據機房接地系統的相關問題。在論述數據機房多種接地方法的基礎上，對接地系統進行分析，以期對加強數據安全信息防護有所幫助。

關鍵詞：數據機房;接地系統;連接導體

數據機房，又稱電子系統機房。它是指在一定空間里對所需各種數據信息進行一系列的加工管理過程，其中包括數據的收集、存儲、交換、傳輸等，對數據的加工處理離不開相關設備，其中主要包括網絡、服務器、通訊、計算機、存儲等設備，這些設備是數據機房得以正常運行的關鍵。數據機房中的數據信息在動態性和時效性方面有很高的要求，且有不同重要級別，數據信息由于其本身特有的弱點，較易受到外界干擾而遭受不同程度的損害，保持數據的安全性和連續性顯得尤為重要。

1.數據機房接地的重要性分析

數據機房接地是指將設備的金屬殼體或者將線路中的某一點用導體和地面相連，從而形成一個電氣通路，使得電流能夠及時流向地面。接地系統的設置有助于保護工作人員和設備，是一個強有力的安全保障系統。科學有效的接地系統不僅能使電子信息網絡系統信號正常工作，時刻保持系統的安全穩定，并且有助于保持系統的電磁兼容功能，在降低外界干擾方面也有很大優勢，尤其是其他信息系統之間存在的眾多干擾。一旦接地系統出現故障或由于某種原因不能正常工作，則會使由于各種原因產生電壓對電子設備產生不同程度的干擾，例如，由于雷雨天氣產生的雷電或是內部操作不當造成電壓值升高。電子干擾會造成數據信號出現錯誤，嚴重者數據甚至丟失，對數據信息的連續性和安全性有極大的破壞作用，對網絡的工作效率和準確性造成影響。據某權威報道，每年因電信系統非正常接地而被雷電損壞的財物、設備價值竟高達?5?億美元，不得引起人們的重視。科學有效的接地系統時確保網絡設備正常高效率運行的重要保障和最重要條件，由于接地系統故障而導致的修復受損設備以及停機造成的損失是十分巨大的。

2.數據機房接地的主要分類

鑒于上文所述數據機房接地的重要性分析，為最大程度的保障人員生命安全以及各項設備的正常運轉，通常情況下可將數據機房的接地分為如下幾種：直流接地、交流工作接地、屏蔽接地、防靜電接地、安全保護接地以及防雷接地等幾種。第一，直流接地的主要目的是保證信號具有較為穩定的基準電位，通常情況下，為保證信號能夠安全穩定的進行傳輸和相互轉換，與此同時能夠有效避開外界磁場和噪音的干擾，電子設備需要設定一個統一參考電位，這種接地又被成為邏輯地，它既可以是地面，也可以是電子設備的金屬外殼或是接地線。第二，交流工作接地的主要目的是將交流電源和直流電源造成的各種干擾進行控制或是消除，一般情況下，電源回路的功率遠大于電子回路的功率，所以，該種接地又被稱為功率接地。第三，屏蔽接地的主要目的是將各種電氣干擾源引回地面，以此來杜絕外界電磁對電子設備的干擾，同時，也能有效減少由于電子設備自身產生的電磁對其他電子設備的干擾。第四，防靜電接地的主要目的是把大量靜電荷引回地面，以防造成靜電荷的大量集聚，給電子設備和工作人員人身安全帶來隱患。第五，安全保護接地的主要目的是保證工作人員的生命安全，又稱保護接地。這是由于電氣設備在工作過程中，可能由于各種原因造成絕緣損壞，由此產生接觸性危險，接觸電壓造成安全隱患。第六，防雷接地的主要目的是防止在雷雨天氣建筑物的內部和外部遭受雷擊，給工作人員和各類設備造成損害，外部防雷有助于防直擊雷，內部防雷有助于防止雷電產生的電流在物理空間內產生電磁效應。

3.數據機房接地的主要方式

通常情況下，數據機房電子設備接地應該符合《民用建筑電氣設計規范》中的相關規定，電子設備的信號電路接地、?交流電源接地及保護接地等應根據接地導體長度及頻率大小分別采用單點（S形）、多點（M形）及混合接地的方式。如果接地的導體長度不大于0.02?λ（?λ為波長），并且電子設備的工作頻率小于30?kHz，則應該采用S形的接地方式;如果導體長度大于0.02?λ且頻率超過300?kHz，應該采用M形接地方式;如果電子設備的工作頻率處于30?kkHz至300?kHz之間，應該采用S形和M形相互混合的接地方式。S形接地方式比較適合相對簡單的系統，此種接地方式最大的弊端在于各個設備之間容易產生共模阻抗，并且在高頻信號傳輸過程中，容易產生電位差。M形接地方式比較實用與大型數字化信息系統，其最大的優勢在于能夠有效避免電位差，但是與S形接地方式比較而言，其實施需要花費較高成本。

一般情況下，數據機房內部應該作等電位聯結，電氣和電子設備的金屬外殼、機柜、機架、?金屬管、槽、屏蔽線纜外層、信息設備防靜電接地、安全保護接地、浪涌保護接地等均應以最短的距離與等電位聯結網絡的接地端子連接。

若同時存在多個接地系統，由于接地級的形狀、大小、尺寸以及埋藏的不同深度，導致每個接地點對地電壓也會有所出入，所以需要對建筑物內所有接地系統進行等電位聯結，也就是采用電氣連接的方法將所有接地系統聯結起來，形成一個連續、可靠的等電位網絡，防止設備之間、系統之間可能存在的電位差。電子設備的各種接地宜采用共用接地方式，?接地點在建筑物施工時就應進行預留。

通常情況下，為了在數據機房安裝一個低阻抗的等電位接地網，需要在機房的地板下面安裝金屬網格，金屬網格與橋架和各類金屬設備的外殼相連，外殼之間能夠形成等電位連接網絡，并且網格之間的距離其抗干擾能力成正比，網格的水平距離小于三米。

數據機房接地一般是把機房內的設備機柜和機架可靠連接到數據中心的接地網格，然后再與機房的接地母排連接，接地母排再通過接地主干線連接到通信系統總接地母排，最后引至共用接地系統。接地主干線作為各數據機房內?TGB?與?TMGB?連接主干線，一般采用截面大于25毫米的絕緣銅芯線纜，而不使用金屬管道。網格導體的寬度大于50毫米，厚度大于0.4毫米，一般使用銅條。網格既能夠絕緣，也能夠裸露，但最好使用絕緣的銅條，在需要連接的部位要先剝除絕緣層再連接。

美國電氣電子工程師協會的相關標準一直重視數據機房接地等電位和接地連續的重要性，并且建議安裝一個等電位聯結網格，其中銅導體網格是就是CBN?的重要組成部分之一。除了特殊要求的功能接地外，所有的信號接地、安全保護接地、屏蔽接地、防靜電接地等都應以最短的距離與?CBN?系統可靠連接，并應盡量減少設備與?CBN?系統等電位聯結導體的長度，等電位聯結導體的距離要小于50?毫米，同時CBN?應與機房內等電位接地母線TGB可靠連接。

4.總結

隨著經濟社會和科學技術的迅速發展，數據信息在現代社會發揮著至關重要的作用，各行各業都離不開數據信息的支撐。近年來，國家加大了對數據機房的支持力度，數據機房建設越來越成熟先進，其規模不斷增大，數量不斷增多，與此同時，數據機房的信息數據安全問題也成為人們關注的重點。接地系統是確保數據信息安全的重要保證，在數據機房中發揮著重要作用。因此，研究和探討數據機房的接地系統具有十分重要的現實意義。

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