信息網(wǎng)絡(luò)機房的接地保護(hù)技術(shù)研究

鄭 敏

(福建省氣象信息中心，福建 福州 350001）

1 信息網(wǎng)絡(luò)機房接地及其價值概述

在互聯(lián)網(wǎng)信息化時代，氣象信息具有高度重要性，及時、準(zhǔn)確、全面、科學(xué)、客觀的發(fā)布天氣預(yù)報、氣象云圖、臺風(fēng)、災(zāi)害預(yù)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(wù)，對于促進(jìn)我國生產(chǎn)生活的發(fā)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(tǒng)的信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心機房通常指的是在一個相對固定的物理空間內(nèi)實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)信息（不僅局限于氣象數(shù)據(jù)）的集中化的搜集、存儲、交換、傳輸以及管理，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息功能的發(fā)揮，信息網(wǎng)絡(luò)機房的關(guān)鍵設(shè)備主要包括計算機硬件設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、服務(wù)器設(shè)備、數(shù)據(jù)通訊設(shè)備等等。信息網(wǎng)絡(luò)中心機房的數(shù)據(jù)信息往往都是動態(tài)的，處于實時變化發(fā)展之中。而且這些數(shù)據(jù)信息往往重要性級別比較高，但是數(shù)據(jù)信息固有的脆弱性給數(shù)據(jù)的管理和保護(hù)帶來了極大的挑戰(zhàn)。這些數(shù)據(jù)非常容易受到外來電磁波以及一些電子設(shè)備的干擾而讓數(shù)據(jù)的完整性被破壞，從而使得數(shù)據(jù)變得不可用甚至產(chǎn)生誤導(dǎo)，導(dǎo)致決策錯誤。正是在這種情況下，如何保證氣象系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息的持續(xù)性與安全性就變得十分重要。信息網(wǎng)絡(luò)機房數(shù)據(jù)的安全性取決于數(shù)據(jù)中心的電源設(shè)備、冷卻設(shè)備、物理支架、布線、管理系統(tǒng)、接地、物理安全和防火措施等各種網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性。

所謂接地指的是運用導(dǎo)體將機房設(shè)備的金屬殼體或設(shè)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(xiàn)氣象系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)機房的人員和信息設(shè)備的有效保護(hù)，科學(xué)合理的接地對于有效地保證電子信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)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(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。對于系統(tǒng)的電磁兼容(EMC)功能也能起到有效保護(hù)，適當(dāng)降低網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備之間的相互干擾。如果沒有可靠的接地系統(tǒng)，雷電、電磁脈沖、內(nèi)部操作等產(chǎn)生的過電壓，會對用于處理、存儲、傳輸、交換數(shù)據(jù)的電子設(shè)備產(chǎn)生電子干擾，會造成錯誤的數(shù)據(jù)信號以及數(shù)據(jù)丟失。因而降低數(shù)據(jù)信息的持續(xù)性、安全性，影響網(wǎng)絡(luò)的可靠性和總效率。如果因為不能準(zhǔn)確及時科學(xué)的提供氣象預(yù)測預(yù)報等服務(wù)而導(dǎo)致的損失或者潛在風(fēng)險往往是難以預(yù)估的，由此，我們也不難發(fā)現(xiàn)氣象系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)中心機房的接地保護(hù)技術(shù)的重要意義與價值。

2 信息網(wǎng)絡(luò)機房接地保護(hù)技術(shù)的基本類型

（1）信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邏輯接地。將電子設(shè)備的金屬板作為邏輯信號的參考點而進(jìn)行的接地稱為邏輯接地。

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

（3）信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的保護(hù)接地。保護(hù)接地就是將設(shè)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(hù)接地當(dāng)電氣設(shè)備其中一相的絕緣破損，易產(chǎn)生漏電事故。實行保護(hù)接地后，如發(fā)生漏電，只要接地電阻符合規(guī)定的要求，可防止觸電事故的發(fā)生。另外保護(hù)接地還可防止靜電的積聚。

（4）信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷接地。電子信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷接地，是當(dāng)發(fā)生雷電時，為把雷電流迅速導(dǎo)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備與布線系統(tǒng)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(shè)備受到不同程度的損壞或嚴(yán)重干擾。因此對這些系統(tǒng)的防雷接地設(shè)計必須嚴(yán)密，可靠。

（5）信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的屏蔽接地。為使設(shè)備或布線達(dá)到電磁適應(yīng)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(shè)備電磁兼容設(shè)計是非常重要的，為防止內(nèi)部自身傳導(dǎo)和外來干擾，必須采取保護(hù)屏蔽措施。電子設(shè)備電路單元之間以及電子設(shè)備之間，存在著電磁場感應(yīng)的干擾和電源饋線與地線傳導(dǎo)的干擾。采用屏蔽可以抑制干擾。設(shè)計合理的電源饋線和接地系統(tǒng)，可以抑制傳導(dǎo)干擾和電磁場的干擾。

3 信息網(wǎng)絡(luò)機房接地保護(hù)技術(shù)方案及其實現(xiàn)

接地保護(hù)技術(shù)目前經(jīng)過不斷的研究發(fā)展，取得了一定的進(jìn)步，本文結(jié)合抗腐蝕降阻劑在信息網(wǎng)絡(luò)機房的接地保護(hù)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(dǎo)致對電流的阻抗增加，這對雷擊過電流的疏導(dǎo)是十分不利的，有可能出現(xiàn)小電流測試時接地網(wǎng)電阻值不高，但雷擊時電氣設(shè)備暫態(tài)電位激增，從而損壞設(shè)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(nèi)外各種降阻劑的優(yōu)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(xì)，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(wǎng)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(jìn)入大地，從而保證了設(shè)備、設(shè)施和工作人員的安全。具體的實現(xiàn)方案大致可以參照如下方法。

挖1m寬接地坑，深度以達(dá)到當(dāng)?shù)貎鐾辽疃纫韵拢o凍土?xí)r以1.5m深為宜），根據(jù)不同土質(zhì)，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(wǎng)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(wǎng)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(xù)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(shè)，每坑用量為700~1000kg即可。

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

[2]陳呈生,熊小衛(wèi),陳國平，等.縣級氣象信息網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)系統(tǒng)電源接地探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011，(13):25-26.