通信設(shè)備的接地型式簡介

摘要：接地是通信設(shè)備電氣安全的核心技術(shù)，但通信設(shè)備的接地并不是孤立的，它和通信設(shè)備的網(wǎng)管系統(tǒng)的接地，通信設(shè)備的供電系統(tǒng)的接地，通信機(jī)房的接地，通信線路的接地等是彼此關(guān)聯(lián)的。因此，必須用系統(tǒng)的觀念來全面認(rèn)識通信設(shè)備的接地。通過對通信設(shè)備的幾種接地型式的闡述，比較系統(tǒng)地探討了計(jì)算機(jī)設(shè)備的接地型式、配電系統(tǒng)、通信設(shè)備、通信機(jī)房、通信線路的接地型式，以期為做好通信設(shè)備的電氣安全工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：通信設(shè)備；接地；型式

中圖分類號：F626 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1000-8772（2013）05-0183-02

1 通信設(shè)備接地系統(tǒng)

通信設(shè)備主要是電子設(shè)備，電子設(shè)備的接地一般有三種：信號接地、功率接地、保護(hù)接地。根據(jù)需要，有可能還包括重復(fù)接地、屏蔽接地、防靜電接地等，這時(shí)它們可以和保護(hù)接地統(tǒng)稱安全接地。電子設(shè)備的接地型式一般根據(jù)其工作頻率和設(shè)備到接地母線或總接地端子（板）等上的接地引線長度來決定，主要有以下幾種：

（1）當(dāng)接地引線長度小于波長二十分之一，頻率在1MHZ以下時(shí)，一般采用輻射式（星形）接地系統(tǒng)。這種接地系統(tǒng)是將電子設(shè)備的信號地、功率地、保護(hù)地分開，用絕緣接地引線分別先接到電源室總接地端子（板）上，再引至接地體。這種接地系統(tǒng)又叫“一點(diǎn)接地系統(tǒng)”或“單點(diǎn)接地系統(tǒng)”。

（2）當(dāng)接地引線長度大于波長二十分之一，頻率在10MHZ以上時(shí)，一般采用環(huán)狀（網(wǎng)形）接地系統(tǒng)。這種接地系統(tǒng)是將電子設(shè)備的信號地、功率地、保護(hù)地都接在一個(gè)公用的環(huán)狀（網(wǎng)形）接地母線上，再引至接地體。這種接地系統(tǒng)又叫“多點(diǎn)接地系統(tǒng)”。這種接地型式的特點(diǎn)是不同接地之間的接地引線在較多點(diǎn)互相連接起來，不會產(chǎn)生的電位差，減少了通信回路的干擾。（3）當(dāng)接地引線長度等于波長二十分之一，頻率在1MHZ到10MHZ之間時(shí)，可以采用混合式接地系統(tǒng)。輻射式（星形）接地系統(tǒng)與環(huán)狀（網(wǎng)形）接地系統(tǒng)相結(jié)合的接地系統(tǒng)稱為混合式接地系統(tǒng)。這種接地型式的采用是輻射式接地引線將電子設(shè)備的信號地、功率地、保護(hù)地分開，在機(jī)殼或機(jī)架上匯接一點(diǎn)，然后再把若干設(shè)備的匯接點(diǎn)接至公用的環(huán)狀（網(wǎng)形）接地母線上，再引至接地體。多用于電子儀表等的接地。

2 計(jì)算機(jī)設(shè)備的接地型式

以計(jì)算機(jī)設(shè)備為主的現(xiàn)代通信設(shè)備的網(wǎng)管系統(tǒng)自成體系，因此計(jì)算機(jī)設(shè)備的接地與通信設(shè)備的接地密切相關(guān)。計(jì)算機(jī)設(shè)備一般有三種接地：邏輯地、功率地、保護(hù)地。根據(jù)需要，有可能還包括重復(fù)接地、屏蔽接地、防靜電接地等，這時(shí)它們可以和保護(hù)地統(tǒng)稱安全地。計(jì)算機(jī)設(shè)備的接地型式實(shí)際上是邏輯地與其他地的關(guān)系，一般有四種型式。

（1）懸浮接地系統(tǒng)。即計(jì)算機(jī)邏輯地不接大地，與大地嚴(yán)格絕緣。采用直流地懸空的理論依據(jù)是：可以避免地磁場及地電位差的影響，不使其形成回路而造成噪聲耦合；同時(shí)邏輯地與交流功率地分開，可以避免交流電網(wǎng)的干擾以及儀器儀表、檢修工具等漏電進(jìn)入計(jì)算機(jī)造成的干擾。

懸浮接地又有兩種型式：一種是電路設(shè)計(jì)上“地電位點(diǎn)”，機(jī)內(nèi)各個(gè)懸浮電路均分別有各自獨(dú)立的基準(zhǔn)電位。懸浮電路之間保持嚴(yán)格隔離，（依靠電感線圈的磁場耦合來傳遞信號）；整個(gè)設(shè)備包括機(jī)殼都與大地絕緣隔離。另一種是將機(jī)柜固定在地板上，由于空氣干燥時(shí)，積聚在機(jī)柜上的靜電荷將對某些地電位點(diǎn)放電造成干擾，因此可以將機(jī)柜保護(hù)地與邏輯地分開而將機(jī)柜外殼接地。

（2）交直流接地系統(tǒng)。這種接地系統(tǒng)是把邏輯地與直流功率地合接在一起，接在單獨(dú)接地網(wǎng)上（即將計(jì)算機(jī)的直流地用編織銅線或多股銅線連接成地網(wǎng)，再用接地線引出機(jī)房外，焊接到單獨(dú)的接地體上，有稱分支式直流工作地布局）；交流功率地和保護(hù)地合接在一起，接到單獨(dú)的接地網(wǎng)及接地體上，或交流功率地通過電容器與邏輯地、直流功率地聯(lián)接在一起，接在單獨(dú)的接地網(wǎng)及接地體上。這兩種作法都可以避免交流電網(wǎng)的干擾。

（3）一點(diǎn)接地系統(tǒng)。這種接地系統(tǒng)是將邏輯地、功率地、保護(hù)地分開，相互絕緣并分別與（地板下）銅排網(wǎng)或格柵均壓網(wǎng)相聯(lián)，然后通過同一點(diǎn)（如電源室總接地端子板上）再接到接地體上。這種接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是通過銅排網(wǎng)或格柵均壓網(wǎng)來使邏輯地有一個(gè)統(tǒng)一的相對穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位（零電位），減少了相互干擾，同時(shí)靜電荷得到了泄漏。

（4）聯(lián)合接地系統(tǒng)。這種接地系統(tǒng)是將邏輯地、功率地、保護(hù)地均接到機(jī)柜內(nèi)專用接地端子上，然后通過保護(hù)地或交流功率地的接地引線接地。這種接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是安裝簡單，只需將符合要求的接地引線接到接地端子上即可。

3 配電系統(tǒng)的接地型式

通信設(shè)備由低壓配電系統(tǒng)直接或間接供電，其接地安全與低壓配電系統(tǒng)的接地型式往往密切相關(guān)。低壓配電系統(tǒng)的接地一般可以區(qū)分為工作接地和保護(hù)接地，保護(hù)接地又可以分為“接地”和“接零”兩種（這里“接地”具體指受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分對地直接的電氣連接；而“接零”指外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線（PE線）或保護(hù)中性線（PEN）與低壓配電系統(tǒng)的接地點(diǎn)（即中性點(diǎn)）進(jìn)行直接的電氣連接。其接地型式一般有以下三種：

（1）TN系統(tǒng)。電源端有一點(diǎn)直接接地，受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線（PE線）或保護(hù)中性線（PEN）與電源端的接地點(diǎn)相連接，且必須將能同時(shí)觸及的所有受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接至同一接地裝置上。

按照中性線（N）與保護(hù)線（PE線）的組合情況，又可分為三種型式：TN-S系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是分開的；TN-C系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是合一的；TN-C-S系統(tǒng)，系統(tǒng)中前一部分的線路的中性線與保護(hù)線是合一的，然后從某點(diǎn)（一般為進(jìn)戶處）分開后不再合并，且中性線與相線絕緣水平相當(dāng)。

TN-S系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)，中性線N必須與設(shè)備機(jī)架、機(jī)殼、機(jī)盤和全部建筑物鋼筋等嚴(yán)格絕緣。為防止中性線斷線造成的危險(xiǎn)，可以做重復(fù)接地。

（2）TT系統(tǒng)。電源端有一點(diǎn)直接接地，受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線直接接至與電源端接地點(diǎn)直接無關(guān)的接地極。

（3）IT系統(tǒng)。電源端的帶電部分與大地?zé)o直接連接（或有一點(diǎn)經(jīng)足夠大的阻抗接地），而受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分可以通過保護(hù)線接至接地極。也稱為“不接地系統(tǒng)”。在IT系統(tǒng)中的任何帶電部分（包括中性線）嚴(yán)禁直接接地；系統(tǒng)中的電源系統(tǒng)對地應(yīng)保持良好的絕緣水平。

4 通信機(jī)房的接地型式

通信機(jī)房的接地是為通信設(shè)備及其相關(guān)設(shè)備的接地服務(wù)，主要是提供基準(zhǔn)電位參考點(diǎn)并確保設(shè)備的安全運(yùn)行。常見的接地型式有以下兩種：

（1）一點(diǎn)接地系統(tǒng)。即所有要接地的設(shè)備接地線都絕緣地接到一個(gè)單獨(dú)的接地匯集點(diǎn)上，從而為所有設(shè)備提供一個(gè)公共參考點(diǎn)，不受地電流和電位差的影響；同時(shí)將設(shè)備的電容、電阻、電感、變壓器等元件和機(jī)殼之間在機(jī)殼上進(jìn)行一點(diǎn)接地，以便使雜散電容短路，保持元件底板或外殼與機(jī)殼的等電位。

這個(gè)接地匯集點(diǎn)一般是總接地端子板，它向外用絕緣接地引線與機(jī)房外的接地體或閉合環(huán)形接地網(wǎng)連接，向內(nèi)用絕緣接地引線與機(jī)房內(nèi)的接地端子板或接地母線連接，再從接地端子板或接地母線引出絕緣接地線與設(shè)備的機(jī)殼或機(jī)架內(nèi)的接地螺栓連接。

（2）共用接地系統(tǒng)。即將不同設(shè)備和不同接地點(diǎn)的接地線，在較多點(diǎn)互相連接起來，形成一個(gè)等電位面，不致產(chǎn)生較大電位差，減少通信回路干擾并防止雷電等過電壓反擊。

現(xiàn)在多層建筑一般利用鋼筋作為避雷引下線，若想將建筑物的防雷接地系統(tǒng)與通信設(shè)備等的接地系統(tǒng)從電氣上真正分開，兩接地體必須保持20米以上且設(shè)備極其有電氣連系的各中線纜、金屬管道等也必須與鋼筋等保持一定距離絕緣，以防雷電反擊、閃擊、電位差干擾等。共用接地系統(tǒng)與般是建筑物的主鋼筋互相焊接成一個(gè)法拉第籠，在建筑物頂敷設(shè)閉合避雷帶，在建筑物外敷設(shè)閉合環(huán)形接地網(wǎng)，在樓層敷設(shè)閉合均壓網(wǎng)，在機(jī)房內(nèi)敷設(shè)環(huán)形接地母線，上述帶、網(wǎng)、線、主鋼筋之間應(yīng)多點(diǎn)且均勻分布連接。機(jī)房內(nèi)設(shè)備的各種接地，電纜金屬外皮、金屬管道、金屬結(jié)構(gòu)等都要與環(huán)形接地母線多點(diǎn)且均勻分布連接。

5 通信線路的接地型式

通信線路（一般分為信息線路和供電線路，供電線路包括低壓交流線路和直流線路兩種）的接地主要是防雷、防靜電、防電磁干擾、防強(qiáng)電誤碰等，全長地埋電纜還要防腐蝕，有的線路還要提供零電位。即有防雷接地、防靜電接地、屏蔽接地、保護(hù)接地，及防腐蝕接地、工作接地等。其接地型式單一，即將電纜金屬外皮或屏蔽層兩端接地且每隔一定長度接地；架空電纜進(jìn)入通信站（通信機(jī)房等）前還要入地直埋一定長度和深度并兩端接地；線路的其他設(shè)施（如電桿、鋼絞線、分線箱、接頭盒等）也要接地等。具體做法詳見有關(guān)規(guī)程。

6 選擇接地型式時(shí)主要注意的問題

無論采用哪種接地型式，應(yīng)根據(jù)其安全保護(hù)所具備的條件及所供電的通信設(shè)備的實(shí)際情況來確定：

（1）IT系統(tǒng)一般用于有特殊安全要求的場合如井下，紡織車間等，通信設(shè)備一般不采用IT系統(tǒng)這種接地型式。

（2）TN-C系統(tǒng)因其中性線（N）與保護(hù)線（PE線）合為PEN線，具有簡單、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，但PEN線帶有電位（運(yùn)行中的PEN線不僅要通過正常負(fù)荷電流，有時(shí)尚有三次諧波電流通過），可能產(chǎn)生雜音干擾，通信設(shè)備等電子設(shè)備不宜采用；另外，當(dāng)PEN線斷線或相線對地短路等事故發(fā)生時(shí)，故障電壓會沿PEN線串擊，從而使事故范圍擴(kuò)大。

（3）TN-S系統(tǒng)，PE線不通過正常負(fù)荷電流，避免了交流電網(wǎng)的干擾，可以用于通信設(shè)備等電子設(shè)備；絕緣損壞時(shí)短路故障電流大，易使保護(hù)裝置動作來切除故障。但不能解決對地故障電壓蔓延和相線對地短路引起的中性點(diǎn)電位升高或位移等問題。

（4）TN-C-S系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)簡單，又保證一定的安全水平（建筑物內(nèi)的PE線消除了電源線路的PEN線上的電壓降），也可以用于通信設(shè)備等電子設(shè)備。

（5）TT系統(tǒng)內(nèi)，由于設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分采用單獨(dú)的接地體接地，和電源的接地在電氣上沒有聯(lián)系，避免了故障電壓會沿PEN線串擊的危險(xiǎn)；也適用于對接地要求較高的通信設(shè)備的供電。

（6）當(dāng)專用變壓器位于通信設(shè)備所在建筑物院內(nèi)或建筑物內(nèi)等時(shí)，只能采用TN-S系統(tǒng)供電；無論是采用TT系統(tǒng)還是TN-S系統(tǒng)哪種接地型式，通信設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)都不得采用中性線（N）作為保護(hù)線且中性線（N）必須采用絕緣導(dǎo)線。

（7）一點(diǎn)接地要求機(jī)房內(nèi)的所有設(shè)備及其接地線都必須與建筑鋼筋、電纜管道、其他金屬結(jié)構(gòu)或管道等保持絕緣。一點(diǎn)接地還要求直流地及直流功率地的接地裝置與交流工作地及防雷地的接地裝置分設(shè)。一點(diǎn)接地系統(tǒng)抗交流電網(wǎng)干擾及地電位干擾能力較強(qiáng)，但實(shí)施比較困難?，F(xiàn)在通信機(jī)房一般采用共用接地系統(tǒng)。

通信設(shè)備的接地還涉及到很多具體內(nèi)容及細(xì)節(jié)，如接地的具體做法等，本文僅對通信設(shè)備極其相關(guān)系統(tǒng)的接地的概念性問題作一個(gè)探討，從而對通信設(shè)備的接地有一個(gè)初始的、比較全面的認(rèn)識，以利于做好通信設(shè)備的電氣安全工作。

（責(zé)任編輯：陳喜輝）