数据中心机房的地线种类
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2013-12-30 00:00:00
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电子电气设备接地的目的主要有两个:一是出于人身安全的考虑;二是为了抑制外部的 干扰和防止对外干扰。一般来说,电子电气设备和由这些设备组成的系统有许多需要接地的 部位,由于电路性质和接地的目的不同,可以分为以下几种。
1. 安全保护接地
电子电气设备的金属底盘、机座用良好的导体与大地连接成等电位,称为保护接地。保 护接地作为一种措施,起源于强电技术。由于强电电压高容量大,容易危及人身和设备的安 全,所以从安全的角度考虑,电气设备的外壳、底盘、机座等都应与大地良好地连接成等电 位,当设备的绝缘破坏而使其带电时,促使电源保护动作而切断电源,以保护工作人员的安 全。实行保护接地后,设备的金属外壳和大地已有良好的电气连接,只要接地电阻符合规定 的要求,接地就能成为保障人身安全、防止触电事故发生的有效措施。通常交流电源设备和 交流用电设备,如低压配电柜、空调机组、变压器、稳压器、UPS、IT负载设备和机架等均 应按有关规范进行接地处理。
2. 防静电接地
在6. 1. 7节中介绍了数据中心中静电的产生过程和危害。对带静电或可能产生静电的物 体,通过导体与大地构成电气回路的接地叫防静电接地。静电是引起电子设备故障的重要因 素之一,在数据机房中,为了减少静电对计算机设备的影响,除采用防静电地板和隔离墙 外,一般也多采用接地屏蔽的方法(包括设备的外壳接地)。
3. 防雷接地
防雷保护接地主要用于将雷电电流迅速导人大地,以保护人员和设备等的安全。大量的 电子设备和布线系统,耐压等级一般都偏低。但是,由于雷电电流的电磁感应现象能产生强 大的电磁场,对计算机类的设备有极大的破坏作用,所以防雷接地的要求比较高。防雷接地 设计必须严谨、科学、可靠,要建立严密、完整的防雷结构体系,严格遵循防雷设施安装的 有关规定,按标准施工。有关防雷知识将在6. 7节中专门介绍。
4. 工作接地
工作接地是为设备的电路正常工作提供的一个基准电位。该基准电位可以设为电路系统 中的某一点、某一段或者某一块等。当该基准电位不与大地连接时,视为相对的零电位,这 种相对的零电位会随着外界电磁场的变化而变化,从而可能导致电路系统的不稳定。当该基 准电位与大地连接时,基准电位视为大地的零电位,不会随外界电磁场的变化而变化。但是 不正确的工作接地反而会增加干扰,如共地线干扰、地环路干扰等。为防止各种电路在工作 中产生相互干扰,使之能相互兼容,根据电路的性质,将工作接地分为不同的种类,如直流 地、交流地、数字地、模拟地、信号地、逻辑地、功率地、电源地等。
1) 信号地
信号地是各种物理量的传感器和信号源零电位的公共基准地。由于信号一般都较弱,易 受干扰,所以对信号地的要求较高。
2) 模拟地
模拟地是模拟电路零电位的公共基准地。由于模拟电路既承担小信号的放大,又承担大 信号的功率放大,既有低频的放大,又有高频的放大,所以模拟电路既可能受外界受干扰, 又可能产生干扰。对模拟地的接地点选择和接地线的敷设更要充分考虑。
3) 数字地
数字地是数字电路零电位的公共基准地。由于数字电路工作在脉冲状态,特别是脉冲的 前后沿较陡或频率较高时,易对其他电路产生干扰,所以对数字地的接地点选择和接地线的 敷设也要充分考虑。
4) 电源地
电源地是电源零(中线)电位的公共基准地线。由于电源往往同时供给系统中的各个 电路单元,而各个单元要求的供电性质和参数可能有很大的区别,所以既要保证电源稳定可 靠地工作,又要保证其他电路单元同样稳定可靠。
5) 功率地
功率地是负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准地。由于负载电路和功率驱动电 路的电流较强,电压较高,所以功率地线上的干扰较大。因此,功率地要尽可能与其他弱电 地分别装置,以保证整个系统稳定可靠地工作。
5. 屏蔽接地
屏蔽与接地必须配合使用,才能起到屏蔽的效果。这种屏蔽一般有两种:一是前面讲的 静电屏蔽接地,二是交变电场屏蔽接地。交变电场屏蔽接地是为了降低交变电场对敏感电路 的耦合干扰而设置的,使干扰源与敏感电路的耦合干扰电压变得很小。具体屏蔽接地方法有 以下几种。
1)电路的屏蔽罩接地
各种信号源和放大器等易受电磁辐射干扰的电路应设置屏蔽罩。由于信号电路与屏蔽罩 之间存在寄生电容,所以要将信号电路地线末端与屏蔽罩相连,以消除寄生电容的影响,并 将屏蔽罩接地,以消除共模干扰。