防雷接地部分介绍较少。下面重点讲一下防雷和接地知识。
对于机房的接地，我们通常参考三个规范。
《电子计算机机房设计规范》 (GB 50174)
《建筑物防雷设计规范》 (GB 50057)
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 (GB50343)
本期我们将通过一个实例来详细了解如何做好机房的防雷接地。
一、为什么要做防雷接地？
计算机和网络越来越深入地参与到人们的生活和工作中，也预示着数字化和信息化时代的到来。这些微电子网络设备的广泛应用使得防雷问题变得越来越重要。微电子设备具有高密度、高速度、低电压、低功耗的特点，使得其对雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等各种电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力，随时随地都可能遭受重大损失。
二、计算机房防雷的必要性
雷击会造成不同形式的损害。国际电工委员会已将雷电灾害称为“电子时代的一大公害”，雷击、感应雷击、电源尖波等瞬时过电压成为破坏电子设备的罪魁祸首。通过对大量通信设备雷击案例的分析，专家认为雷电感应和雷电波入侵产生的雷电电磁脉冲(LEMP)是造成机房设备损坏的主要原因。为此采取的预防原则是“全面防御、综合治理、多重防护”。力争将其危害降低到最低点。
三、机房防雷接地系统设计
一、防雷设计
防雷接地系统是弱电精密设备和机房保护的重要子系统，主要保证设备的高可靠性，防止雷电的危害。中心机房是一个设备价值非常高的地方。一旦发生雷击事故，将造成不可估量的经济损失和社会影响。根据GB50057 《建筑物防雷设计规范》及IEC61024-1-1标准的相关规定，中央机房防雷等级按二类标准设计。
目前，该建筑的主配电间按照《建筑防雷设计规范》提供一级防雷保护。因此，本工程网络中心配电柜前设置第三级综合防雷装置二、。
防雷装置采用独立模块，并应有故障报警指示。当一个模块因雷击而失效时，可以单独更换，无需更换整个防雷装置。
二级和三级复合避雷器的主要参数为：单相电流40KA(8/20s)，响应时间25ns。
二、接地系统设计
在国家标准GB50174 《计算机机房设计规范》中，机房应有以下四个场所：DC场所、交流工作场所、交流防护场所和防雷场所。
每个接地系统的电阻如下：
计算机系统设备的DC接地电阻不大于1。
交流保护接地的接地电阻不应大于4；
防雷接地的接地电阻不大于10；
交流工作场所的接地电阻不应大于4；
1、机房内的等电位连接
机房内设置环形接地母线。机房内的设备和外壳以S形等电位连接的形式与接地母线相连。用50*0.5铜铂带铺设在活动地板支架下，形成纵横1200*1200的网格状。机房周围铺设30*3(40*4)铜带。铜带配有专用接地端子，机房内所有金属材料均采用编织软铜线。
所有接地线(包括设备、电涌保护器、线槽等。)及工程中金属线槽跳线要求短、平、直，接地电阻小于等于1欧姆。
2、阏氏机房
由于机房对接地电阻要求较高，在建筑物附近增加了人工接地装置，将15根镀锌角钢打入接地网的凹槽内，与扁钢焊接，并回填降阻剂。机房静电接地采用50mm多股铜芯线穿管引入。
接地装置的接地电阻应小于或等于1欧姆。
四、机房接地网的制作方法
一、标准接地网制造
在距建筑物1.5~3.0m处，以6m*3m的矩形框线为中心，挖宽0.8m、深0.6~0.8m的土沟，两长边中间贯通。采用长2.5m的L5(5*50*50)镀锌角钢，在沟底每个交叉点垂直打入1根，共6-20根，作为垂直接地极。
然后用4号(4*40)镀锌扁钢焊接连接6根角钢作为水平接地极；然后用4号镀锌扁钢焊接在接地网架中间，引出到机房外的角落，离地0.3m高，作为PE接地端子；最后从接地端子引出16-50平方毫米以上的铠装接地线，沿墙穿墙进入室内，接入机房内的等电位接地汇集排。
二、利用建筑物的钢筋作为接地网
新建或改建计算机房时，可利用预埋混凝土柱中的钢筋作为接地装置。选取柱内至少四根主筋(对角或对称钢筋)，用氧气焊接后焊接在伸出柱面的M12以上的两根铜螺纹管上，作为接地端，引线至机房并与等电位接地母线连通，等电位接地母线可设在防静电地板下。
五、机房防雷接地怎么做？
所谓接地，就是电路中的一个金属外壳与大地相连，形成一个电气回路。目的是使电流容易流入大地，保护人员和设备。
接地方法：
DC地悬挂法是指DC地不与地面相连，与地面严格绝缘；
DC接地方法将计算机和其他设备中的数字电路电位连接到网络。
不管是什么形式，都要有接地母线和接地棒。特别强调的是，建议使用接地网板，以更好地将其引导至大地。接地时，应注意以下问题：
尽量不要在机房内短路或混用DC地和交流地。
不允许将交流线路与DC地线平行敷设，以防干扰或短路；
DC接地网应安装在地板下，便于边缘连接，这样可以降低接地电阻，便于漏电。
1、接地铜排
室内机房的接地采用30*5(宽*厚，单位mm)铜片，沿机房墙壁四周离地10cm高，接至室外接地体的母线上。在铜片上每隔50 cm钻一个小孔，方便分布在机房各个区域的设备接地。
2、接地铜板
接地铜板用一个宽60mm(厚10mm)的L型铜板固定在地板上，这个铁墙板作为所有应与机房接地的设施的总接地。
3、接地网络
如果机房有高架地板，应利用接触高架地板柱的2.5mm多芯裸铜线作为接地网。
六、机房防雷与接地工程实例
一、项目状态
某数据中心的机房位于大楼的三楼，面积约1000 m。
本工程配电采用TN-S系统，接地线(PE)独立设置。采用建筑共用接地系统，接地要求小于1欧姆。
机房内有功能接地和保护接地，共用一套接地装置。
1、保护接地、防雷接地延伸了建筑物的接地。
2、机器中应制作M型网格结构的等电位网格
一个完整的防雷方案包括两部分：直击雷保护和感应雷保护。中心机房所在的建筑物有防直击雷措施，因此本方案仅对机房内电子设备的配电系统采取相应的防感应雷措施。
工程计算机交流配电系统采用三级防雷；
第一级是在建筑物低压配电室安装防雷装置，实现第一级防雷(由建筑物实现)。
第二阶段，在UPS输入配电柜内安装一个B级避雷器，实现第二阶段防雷。
第三阶段在机房UPS输出列头配电柜内安装一个C级避雷器，实现第三阶段防雷。
计算机房防雷设计示意图如图2-1所示：
三、防雷设计思路
由于网络集成系统的保护点多、范围广，为了保护建筑物和建筑物内的电子网络设备免受雷击损害或尽量减少雷击损害，应从整体防雷的角度设计防雷方案。目前采用综合防雷，综合防雷设计方案应包括直击雷防护和感应雷防护两个方面。缺少任何一个方面，它都是不完整的、有缺陷的和潜在危险的。
1、直击雷保护
如果没有直击雷保护，据IEC1312介绍，几乎所有的雷电流都是通过进出建筑物的导电线路(如电源线、信号线)流入并侵入设备，所以危害非常严重。所以做直击雷防护是感应雷防护的前提。直击雷保护按国家标准GB50057 《建筑物防雷设计规范》设计和施工，主要采用避雷针、网、线、带和良好的接地系统。其目的是保护建筑物外部免受雷击损害，并为建筑物内的人员或设备提供一个相对安全的环境。
2、电力系统保护
统计表明，微电子网络系统中80%以上的雷击事故是由连接到系统的电力线上感应的雷电浪涌过电压引起的。因此，电力线路的保护是整体防雷不可或缺的一部分。
3、信号系统保护
虽然在供电、通信线路等外部引入线上安装了防雷装置，但雷击网络线路(如双绞线)仍会影响网络的正常运行，甚至完全破坏网络系统。雷击时会产生巨大的瞬态磁场，1公里范围内的金属线路，如网络金属连接，会被强雷击感应；
此外，当电力线路或通信线路传输雷击电压时，或建筑物的接地系统对雷击放电时，产生强烈的暂态电流，感应过电压对网络输电线路来说，足以一次性破坏网络。即使不是特别高的过电压，也无法一次性破坏设备，但每一次过电压冲击都会加速网络设备的老化，影响数据的传输和存储，甚至崩溃，直至完全损坏。因此，网络信号线的防雷是网络综合系统整体防雷的一个非常重要的环节。
4、等电位连接
综合网络系统主干交换机所在的中心机房应设置均压环，将机房内的所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳以及所有进出建筑物的金属管道等进行电气连接，并连接到均压环上，以均衡电位。
5、接地
机房采用公共接地可以有效解决地电位上升的影响，合格的接地网是有效防雷的关键。计算机房的组合接地网通常由计算机房建筑物的基础(包括桩)、环形接地装置、工作(电力变压器)接地网等组成。用于敏感数据通信的防雷保护
供电系统的防雷采用三级防雷。机房配电箱的防雷保护应采用不低于二级保护(精细保护)。机房内总配电箱的输入端应安装二级避雷装置，机房内配电箱的输出端应安装三级避雷装置。也就是说，在配电柜内的总开关前端安装一个二级避雷器，既节省了空间，又起到了美观和便于维护的作用。在市电配电柜和UPS配电柜的总开关前端分别安装一个三级避雷器，保护机房内的设备。
五、接地系统
本机房有四种接地形式，分别是：计算机专用DC逻辑接地、交流工作接地、安全保护接地和防雷接地。
1、计算机房接地系统
在机房活动地板下安装铜排网，将机房内计算机系统的所有不带电外壳接入铜排网并引入大地。机房接地系统采用专用接地系统，由大楼提供，接地电阻1。
2、机房等电位接地的具体方法：
用3mm30mm铜带在机房活动地板下交叉呈正方形排列，其交叉点与活动地板支撑的位置错开，交叉点压在一起，在铜带下用垫绝缘子固定。在距离机房墙壁400mm处，沿墙用3mm30mm紫铜棒形成M形或S形接地网，紫铜棒之间的连接处用10mm抹子压接后钎焊，通过35mm2铜缆引下线连接建筑物的联合接地体，形成法拉第笼接地系统，保证接地电阻不大于1。
机房等电位连接：吊顶龙骨、墙面龙骨、活动地板支架、非计算机系统管道、金属门窗等做等电位连接。多点分别通过16m2接地线接入机房接地铜排网。
3、交换工作场所
电力系统运行所需的接地(配电柜的中性接地)应不大于4欧姆。与直接接地到变压器或发电机的中性点相连的中性线称为零线；将零线上的一点或多点重新接地称为重复接地。交流工作的中性点可靠接地。中性点不接地时，如果一相接地，人接触另一相，人体上的接触电压会超过相电压，而中性点接地且中性点接地电阻很小时，人体上的电压相当于相电压。同时，如果中性点不接地，由于中性点对地的杂散阻抗较大，接地电流很小；相应的保护设备不能迅速切断电源，对人和设备有害；反过来。
4、安全保护站点
安全保护是指机房内所有机械设备的外壳与电机、空调等辅助设备的机体(外壳)之间的良好接地，应不大于4欧姆。当机房内各种电气设备的绝缘子损坏时，会对设备及操作人员和维护人员的安全造成威胁。因此，设备外壳应可靠接地。
5、防雷网站
即机房防雷系统的接地一般采用水平导线和垂直接地桩埋于地下，主要是将雷电电流从防雷装置引至接地装置，要求不大于10欧姆。
防雷装置可分为三个基本部分：接闪器、引下线和接地装置。接闪器是接收雷电流的金属导体。本方案中，只有带避雷器的引下线连接到配电柜内的接地铜排上。要求接地电阻4。
六、防雷设计方案
：
(1)网络集成系统的电源线路保护，首先，进入系统主配电室的电源进线应敷设金属铠装电缆，电缆铠装层两端应良好接地；电缆无铠装层时，应穿钢管埋地敷设，钢管两端均应接地，埋地长度不小于15m。从主配电间到所有建筑物的配电箱和机房楼层的配电箱的电源线应采用金属铠装电缆敷设。这可以大大降低电力线感应过电压的可能性。
(2)在电力线路上安装电力避雷器是必不可少的保护措施。根据IEC防雷规范中防雷分区的要求，供电系统分为三个等级的保护。
可在系统总配电室配电变压器低压侧安装一级电源防雷箱，流通容量80KA~100KA。
(2)在每栋建筑的总配电箱内安装二级电源防雷箱，流量为60KA ~ 80KA
(3)在机房内重要设备(如交换机、服务器、UPS等)的电源入口处安装一个三级避雷器，通流能力为20~40KA。);
(4)在机房控制中心的硬盘刻录机和电视墙设备电源用插座避雷器。
所有避雷器应良好接地。选择避雷器时，应注意接口的形式和接地的可靠性。重要场所应设置专用接地线。防雷接地线和避雷针接地线不得并联，并应尽可能远离和远离地面。
3、信号系统的防雷
(1)网络传输线路主要采用光纤和双绞线。光纤不需要特殊的防雷措施，但室外光纤架空的话，光纤的金属部分需要接地。而双绞线屏蔽效果差，更容易诱发雷击。这种信号线应敷设在屏蔽线槽内，并应良好接地。也可通过金属管敷设，金属管应全线电连接，金属管两端应良好接地。
(2)在信号线上安装信号避雷器是防止感应雷的有效方法。对于网络集成系统，可在网络信号线进入广域网路由器前安装专用信号避雷器；具有RJ45接口的信号避雷器(如RJ45-E100)分别安装在系统主干交换机、主服务器、分支交换机和服务器的信号线入口处。信号避雷器的选择应综合考虑工作电压、传输速率和接口形式。避雷器主要串联在线路两端的设备接口处。
在服务器的输入端口安装一个单端口RJ45信号避雷器，以保护服务器。
24口网络交换机与24口RJ45信号避雷器串联，避免雷电感应或电磁场干扰损坏设备。
在DDN专线的接收设备上安装单端口RJ11信号避雷器，以保护DDN专线上的设备。
在卫星接收设备前端安装同轴端口天馈避雷器，以保护接收设备。
(3)监控系统机房的防雷保护。
在硬盘录像机的文章线出线端增加文章信号防雷装置或机架式文章信号防雷盒，12端口全保护，安装方便。
在矩阵和文章分配器的控制线入口端增加一个控制信号避雷器(DB-RS485/422)。
机房电话线采用音频信号避雷器，串联在电话前端的电话线上。易于安装和维护。
(4)在报警器前端信号线接入处安装控制信号避雷器，有效保护报警器信号线。
注意：所有防雷装置都应良好接地。选择防雷装置时，应注意接口的形式和接地的可靠性。重要场所应设置专用接地线。闪电专业版
在机房防静电地板下，沿地面布置40*3铜排，形成闭环接地母线。通过配电箱的金属外壳、电源接地、避雷器接地、机柜外壳、金属屏蔽线槽、门窗等。穿过防雷区交界处的金属部件和系统设备的外壳，并在进入母线前在防静电地板下的隔离架上进行多点等电位接地。并使用等电位联结线的线夹4-10mm2铜芯螺栓作为连接材料。同时找出机房内的建筑主筋，经检测与避雷带连接良好。通过铜铁转换接头用14mm镀锌圆钢连接接地母线。形成等电位。采用共用接地网的目的是消除局部网络间的电位差，保证设备不受雷击反击的损坏。
5、接地网的设计
接地是防雷技术中最重要的环节之一。无论是直击雷还是感应雷，雷电流最终都是引入大地的。因此，对于敏感的数据(信号)通信设备，没有合理良好的接地系统，防雷是不可能可靠的。因此，应按规范要求对接地电阻为1的建筑物接地网进行整改，以提高机房接地系统的可靠性。根据具体情况，沿机房建筑设置不同形式的接地网(包括水平接地体和垂直接地体)，以扩大接地网的有效面积，完善接地网的结构。
当采用共用接地装置时，共用接地电阻值不应大于1；
使用专用接地装置时，其接地电阻值不应大于4。
基本要求如下：
1)在建筑物周围做一个接地网，用较少的材料和较低的安装成本完成最有效的接地装置；
2)接地电阻值要求r1；
3)接地体应设置在距机房所在主楼约3~5m处；
4)水平接地体和垂直接地体埋深约0.8m，垂直接地体长2.5m。每隔3~5m应设置一个垂直直接接地体。垂直接地体采用50505mm热镀锌角钢，水平接地体采用505mm热镀锌扁钢。
5)接地网焊接时，焊接面积应为接触点的6倍及以上，焊点应做防腐防锈处理；
6)所有局部网应在地下0.6~0.8m处与多根建筑柱钢筋焊接，并做防腐防锈处理；
7)土壤导电性差时，采用敷设降阻剂的方法，使接地电阻1；
8)回填土必须是导电性好的新粘土；
9)与建筑物基础接地网多点焊接，并预留接地测试点。
以上是传统的低成本实用接地方式。根据实际情况，接地网材料还可以选择新技术接地装置，如免维护电解离子接地系统、低电阻接地模块、长效铜包钢接地棒等。
七、机房防雷接地注意事项
1、考虑到雷电或其他电信设备的干扰，机房不宜设在建筑物的顶层或靠近外墙。如有特殊情况，应设置屏蔽层，防止雷电干扰。对于特别重要的计算机系统，要考虑设置独立的屏蔽室。建筑物内(包括机房)设备和管道的接地安装应按照相关规范进行，并做好等电位联结；
2、为防止雷击损害，还应防止雷击引起的电磁脉冲。机房配电箱应安装SPD(防电磁浪涌)保护装置，防止因雷电电磁脉冲而切断机房电源。此外，对于重要的系统主机，通信电缆还应配备电涌保护器
因此，电气防雷设计应在机房内设置专用的等电位联结杆，通过引下线与建筑物的总等电位联结杆相连。根据共用接地系统的逐层等电位原理，利用结构主筋作为引下线更适合于共用接地系统。此外，还强调了建筑接地系统的接地电阻不应大于1。
审核编辑：李倩
