《計算機(jī)應(yīng)用的電工技術(shù)》單元九計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)接地以及防雷

1、計算機(jī)應(yīng)用的電工技術(shù)單元九 計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)接地以及防雷訓(xùn)練任務(wù) 通過本單元的學(xué)習(xí)，了解接地、防靜電和防雷的概念，學(xué)習(xí)典型實際應(yīng)用，掌握接地系統(tǒng)和防靜電防雷的措施。訓(xùn)練目標(biāo)（1）了解接地電阻的測試方法。（2）熟悉接地系統(tǒng)的組成。（3）掌握機(jī)房防靜電的常用措施。（4）了解機(jī)房防雷區(qū)域的計算和防雷系統(tǒng)組成。9.1 接地9.1.1 接地的概念1. 什么是接地接地通過金屬導(dǎo)線與接地裝置連接來實現(xiàn)，常用的有保護(hù)接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。接地裝置將電工設(shè)備和其他生產(chǎn)設(shè)備上可能產(chǎn)生的漏電流、靜電荷以及雷電電流等引入地下，從而避免人身觸電和可能發(fā)生的火災(zāi)、爆炸等事故。電路中使用 符號代表

2、接地。2. 接地裝置接地裝置由接地體和接地線組成。直接與土壤接觸的金屬導(dǎo)體稱為接地體。電工設(shè)備與接地體連接的金屬導(dǎo)體稱為接地線。接地體可分為自然接地體和人工接地體兩類。自然接地體為建筑物中的鋼筋網(wǎng)等，這些鋼筋網(wǎng)之間通過焊接連接，一般小于1歐姆。人工接地體可用垂直埋置的角鋼、圓鋼或鋼管，以及水平埋置的圓鋼、扁鋼等。當(dāng)土壤有強(qiáng)烈腐蝕性時，應(yīng)將接地體表面鍍錫或熱鍍鋅，并適當(dāng)加大截面。9.1 接地3. 接地電阻接地電阻一般指接地體上的工頻交流或直流電壓與通過接地體而流入地下的電流之比。接地電阻主要是電流在地下流散途徑中土壤的電阻。接地體與土壤接觸的電阻以及接地體本身的電阻小得可以忽略。接地電阻值與土壤

3、電導(dǎo)率、接地體形狀、尺寸和布置方式、電流頻率等因素有關(guān)。圖9-1 接地裝置和流散電流分布電網(wǎng)中發(fā)生接地短路時，短路電流通過接地體向大地近似作半球形流散。圖9-1中畫出了與電流垂直的等位線，越接近接地體的等位線其電位越高。因為球面積與半徑平方成正比，所以流散電流所通過的截面隨著遠(yuǎn)離接地體而迅速增大。因電阻與電流通道的截面積成反比，故同半球形面積對應(yīng)的土壤電阻隨著遠(yuǎn)離接地體而迅速減小。一般情況下，接地裝置散泄電流時，離單個接地體20米處的電位實際上已接近零電位。9.1 接地4. 接地的種類1）直流地直流地又稱為邏輯地，是計算機(jī)硬件中數(shù)字邏輯電路的零電位，為數(shù)字電路提供穩(wěn)定的電位參考點(diǎn)。2）交流工作

4、地在三相四線制的供電方式中，零線的接地即為交流工作地。3）保護(hù)接地即用電設(shè)備的金屬外殼接地。4）屏蔽接地防止電磁干擾和電磁泄露。5）靜電接地為了消除機(jī)房內(nèi)各種因素產(chǎn)生的靜電電荷而設(shè)置的一種接地。6）防雷接地防雷接地是避雷針、避雷帶、避雷器等設(shè)施有效發(fā)揮作用的保障。5. 接地的方式分散接地就是將通信大樓的防雷接地、電源系統(tǒng)接地、通訊設(shè)備的各類接地以及其它設(shè)備的接地分別接入相互分離的接地系統(tǒng)。聯(lián)合接地方式也稱單點(diǎn)接地方式，即所有接地系統(tǒng)共用一個共同的“地”。聯(lián)合接地有以下一些特點(diǎn)：1）整個大樓的接地系統(tǒng)組成一個籠式均壓體，對于直擊雷，樓內(nèi)同一層各點(diǎn)位比較均勻；對于感應(yīng)雷，籠式均壓體和大樓的框架式結(jié)

5、構(gòu)對外來電磁場干擾也可提供1040dB的屏蔽效果；2）一般聯(lián)合接地方式接地電阻非常小，不存在各種接地體之間的耦合影響，有利于減少干擾；3）可以節(jié)省金屬材料，占地少。由上不難看出，采用聯(lián)合接地方式可以有效抑制外部高壓輸電線路的干擾。9.1 接地9.1.2 接地電阻的測試1. 國標(biāo)規(guī)定依據(jù)GB/T2887電子計算機(jī)場地通用規(guī)范第條接地電阻及相互關(guān)系要求：1）計算機(jī)系統(tǒng)直流工作地，接地電阻應(yīng)按計算機(jī)系統(tǒng)具體要求確定；2）交流工作接地，接地電阻不應(yīng)大于4；3）安全保護(hù)接地，接地電阻不應(yīng)大于4；4）防雷接地接地電阻不應(yīng)大于10。依據(jù)民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范第十四章接地與安全，第條要求：當(dāng)機(jī)房接地與防雷接地系

6、統(tǒng)共用時，接地電阻要求小于1。2. 測試工具1）接地電阻儀；2）輔助接地棒兩根；3）導(dǎo)線5m，20m，40m各一根。接地電阻測試儀可用于測量各種電力系統(tǒng)，電氣設(shè)備，避雷針等接地裝置的電阻值。亦可測量低電阻導(dǎo)體的電阻值和土壤電阻率。儀表工作由手搖發(fā)電機(jī)、電流互感器、滑線電阻及檢流計等組成。9.1 接地3. 測試步驟1）在EE兩個接線柱測量接地電阻時，用鍍鉻銅板短接，并接在隨儀表配來的5m長純銅導(dǎo)線上，導(dǎo)線的另一端接在待測的接地體測試點(diǎn)上。測量屏蔽體電阻時，應(yīng)松開鍍鉻銅板，一個E接線柱接接地體，另一個E接線柱接屏蔽。2）P柱，一端接儀表配送的20m純銅導(dǎo)線，導(dǎo)線另一端接插針。3）C柱，一端接儀表配

7、送的40m純銅導(dǎo)線，導(dǎo)線另一端接插針2。圖9-2 測試儀接線示意圖4）將兩根插針分別插入待測接地體，左右距離分別為20m和40m，注意兩支插針與測試儀之間的夾角最小不得小于120，更不可同方向設(shè)置。5）緩慢轉(zhuǎn)動手柄，若檢流表指針從中間的0平衡點(diǎn)迅速向右偏轉(zhuǎn)，說明原量程檔位選擇過大，可將檔位選擇到x1檔位，如偏轉(zhuǎn)方向如前，可將檔位選擇轉(zhuǎn)到檔位。6）繼續(xù)緩慢轉(zhuǎn)動手柄，檢流表指針從0平衡點(diǎn)向右偏移，則說明接地電阻值仍偏大，在緩慢轉(zhuǎn)動手柄同時，接地電阻旋鈕應(yīng)緩慢順時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)檢流表指針歸0時，逐漸加快手柄轉(zhuǎn)速，使手柄轉(zhuǎn)速達(dá)到120轉(zhuǎn)/分，此時接地電阻指示的電阻值乘以檔位的倍數(shù)，就是測量接地體的接地電阻

8、值。指示的電阻值乘以檔位的倍數(shù)，就是測量接地體的接地電阻值。圖9-2為測試地阻的接線示意圖。9.1 接地9.1.3 屏蔽配線系統(tǒng)的接地設(shè)計1. 進(jìn)線間1）進(jìn)線間主要用來連接、匯集樓內(nèi)外的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入進(jìn)線間的通信線纜，應(yīng)該進(jìn)行兩級防雷過壓保護(hù)。2）總接地端子一般安裝在進(jìn)線間內(nèi),一級防雷過壓保護(hù)器必須聯(lián)接到總接線端子上。3）總接線端子的位置應(yīng)該考慮盡量減少等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體的長度,盡量減少等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體的拐彎。4）聯(lián)結(jié)導(dǎo)體與電源線之間的距離至少保持300mm。5）總接線端子的位置應(yīng)該盡量靠近通信設(shè)備。如果通信設(shè)備沒有安裝在總接線端子內(nèi)，總接線端子的位置應(yīng)該盡量靠近主干布線。6）如果接入的線纜結(jié)構(gòu)為屏蔽或

9、金屬鎧裝，必須聯(lián)接到總接線端子上。7）其它設(shè)備如多路復(fù)用器，光纖配線架金屬表面必須聯(lián)接到總接線端子上。2. 總接地端子1）總接地端子如圖9-3所示，作為大樓接地系統(tǒng)的延伸,一般每棟建筑物都只有一個總接地端子。2)總接地端子應(yīng)采用帶絕緣層的銅導(dǎo)線，其最小截面尺寸為6mm100mm，長度可視工程實際需要而定。3)總接地端子應(yīng)盡量采用鍍錫以減小接觸電阻。如不是電鍍，則主接地母線在固定到導(dǎo)線前必須進(jìn)行清理。圖9-3 總接地端子9.1 接地3. 電信間接地1）建筑物每層樓的電信間必須安裝一個接地端子。2）機(jī)房內(nèi)所有的帶金屬外殼的設(shè)備包括交流設(shè)備接地端子、管道、橋架、水管、機(jī)柜必須用絕緣銅導(dǎo)線并行聯(lián)結(jié)到電

10、信間接地端子上。3）電信間接地端子必須預(yù)先鉆孔，其最的小尺寸應(yīng)為6mm厚50mm寬，長度視工程實際需要來確定。4）接觸面應(yīng)盡量采用鍍錫以減少接觸電阻，如不是電鍍，則在將導(dǎo)線固定到母線之前， 須對母線進(jìn)行清理。5）對于大形建筑物，每個電信間可以安裝多個電信間接地排。6）接地端子的位置應(yīng)該盡量靠近網(wǎng)絡(luò)布線主干。7）接地端子的位置應(yīng)該盡量減少等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體的長度。4. 電信間等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體要求1）等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體須為銅質(zhì)絕緣導(dǎo)線，其截面應(yīng)不小于16mm, 導(dǎo)體直徑不小于4mm 之間。2）等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體應(yīng)采用綠色護(hù)套。3）等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體應(yīng)盡可能短，以減少阻抗，一般長度不超過50cm,最大長度不可超過10

11、m。4）等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體不能采用串聯(lián)方式聯(lián)結(jié)。5）當(dāng)綜合布線的電纜采用穿鋼管或金屬線糟敷設(shè)時，鋼管或金屬線糟應(yīng)保持連續(xù)的電氣聯(lián)結(jié)，并應(yīng)在兩端具有良好的接地。 6）等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體須貼有標(biāo)簽，標(biāo)簽應(yīng)該貼在方便易讀的位置。9.1 接地5.設(shè)備間/數(shù)據(jù)中心機(jī)房接地通常在設(shè)備間或數(shù)據(jù)中心機(jī)房活動地板下安裝信號參考網(wǎng)格，如圖9-5所示，所有的金屬表面的設(shè)備如機(jī)柜/架、金屬線槽或金屬管通過就近聯(lián)結(jié)到信號參考網(wǎng)格，因而能夠保證在高頻信號即10MHZ以上的信號，下所有接地的設(shè)備位于同一個電位。1）信號參考網(wǎng)格須用扁平銅條，寬度至少5cm厚度至少0.4mm 2）信號參考網(wǎng)格水平距離應(yīng)該在之間 3）信號參考網(wǎng)格可以采

12、用裸銅條，建議采用帶絕緣層的銅條、銅帶，與設(shè)備聯(lián)結(jié)部位須剝除絕緣層。圖9-4 等電位聯(lián)接導(dǎo)體圖9-5 設(shè)備間機(jī)房接地9.1 接地6. 設(shè)備間/數(shù)據(jù)中心機(jī)房等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體要求1）信號參考網(wǎng)格到設(shè)備，設(shè)備主要有機(jī)柜、機(jī)架、水管、采暖通風(fēng)、空調(diào)、活動地板金屬底座等，它們之間等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體直徑至少為4mm。2）設(shè)備間或數(shù)據(jù)中心機(jī)房信號參考網(wǎng)格到總接地端子的接地導(dǎo)體直徑至少為7mm。3）等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體應(yīng)采用綠色絕緣護(hù)套。7.機(jī)柜/機(jī)架接地 1）電信間每個機(jī)柜/架都必須分別采用并行方式接到電信間接地端子或信號參考網(wǎng)格上以確保接地是連續(xù)的，可靠的。 2）如果建筑物沒有采用TN-S配電系統(tǒng)，機(jī)柜/架到電信間接

13、地端子接地導(dǎo)體直徑至少為，最大長度不超過4m，如果長度增加，聯(lián)結(jié)導(dǎo)體直徑也需要隨之增加。 3）如果建筑物采用TN-S配電系統(tǒng)，機(jī)柜/架到電信間接地端子接地導(dǎo)體直徑至少為4mm，最大長度不超過4m，如果長度增加，聯(lián)結(jié)導(dǎo)體直徑也需要隨之增加。 9.1 接地8. 設(shè)備/配線架接地1）如圖9-6所示，為確保機(jī)柜或機(jī)架內(nèi)的每個設(shè)備/配線架接地連續(xù)可靠，每個機(jī)柜或機(jī)架內(nèi)可以安裝一個專用的接地排，接地排可以采用垂直或水平安裝方式，每個設(shè)備的配線架采用并行聯(lián)結(jié)的方式聯(lián)結(jié)到接地排。2）如果機(jī)柜、機(jī)架安裝配線架的位置已經(jīng)去掉絕緣漆并且表面經(jīng)過防氧化處理，設(shè)備和配線架也可以直接聯(lián)結(jié)到電信間接地端子。 3）如果設(shè)備或

14、配線架表面采用絕緣涂層,接地部位絕緣漆必須去掉。4）等電位連接導(dǎo)體直徑至少為4mm。5）等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體應(yīng)采用綠色絕緣護(hù)套。9.工作區(qū)接地 通信系統(tǒng)接地通常只需要在電信間接地，工作區(qū)信息插座不需要再聯(lián)結(jié)到等電位接地網(wǎng)。原因是兩端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)具有保護(hù)接地,當(dāng)兩端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通電時，實際上相當(dāng)于工作區(qū)設(shè)備接地，如圖9-7所示。圖9-6 配線架接地圖圖9-7 工作區(qū)子接地9.1 接地10.接地主干接地主干，是由總接地端子引出，延伸至每個樓層通信間的接地端子，接地主干的主要目的是實現(xiàn)樓層通信間接地端子的等電位聯(lián)結(jié)。1）建筑物內(nèi)的水管及金屬電纜屏蔽層，不能作為接地干線使用。2）接地互聯(lián)主干應(yīng)為絕緣銅芯導(dǎo)線

15、，最小截面應(yīng)不小于16mm，導(dǎo)體直徑界于 36mm-4mm之間。3）當(dāng)在接地干線上，其接地電位差有效值大于1V時，樓層電信間應(yīng)單獨(dú)用接地干線接至主接地排。11.接地主干等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體 1）當(dāng)建筑物中使用兩個或多個垂直接地互聯(lián)主干時，為了保證接地主干之間電位相等，接地干線之間每隔三層及頂層需用接地互聯(lián)主干等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體相聯(lián)結(jié)。 2）接地互聯(lián)主干等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體的直徑須與接地干線相同，導(dǎo)體直徑界于6mm-4mm之間。9.2 防靜電技術(shù)1. 靜電的產(chǎn)生如圖9-8、9-9所示，電子在原子外部分層排列，趨向于獲得電子或者失去電子，使得自己的結(jié)構(gòu)處于一種更穩(wěn)定的狀態(tài)。如圖9-10，兩種物體接觸時，一種趨向于

16、失去電子，另一種趨向于獲得電子，或一種有強(qiáng)烈獲得電子或失去電子的能力，在分離后就會各自帶上電荷。從物體上剝離一張塑料薄膜就是一種典型的“接觸分離”起電。兩種物質(zhì)互相摩擦，物質(zhì)受壓或受熱，都可能產(chǎn)生靜電，如圖9-11所示。圖9-12中前排的物質(zhì)容易失去電子，顯示正電，后排的物質(zhì)易得到電子，顯示負(fù)電。圖9-8 原子獲得電子圖9-9 原子失去電子圖9-10接觸分離起電圖9-11 靜電感應(yīng)圖9-12 物質(zhì)得失電子難易程度9.2.1 靜電的基本概念9.2 防靜電技術(shù)2. 機(jī)房靜電產(chǎn)生的途徑1）機(jī)房地板上的地毯容易產(chǎn)生靜電積累。2）工作人員穿著的毛纖類衣物，是靜電產(chǎn)生的溫床，同時穿著橡膠、絕緣類鞋，也無法

17、釋放靜電。3）設(shè)備正常工作時產(chǎn)生的靜電，如采用了EMI抗干擾濾波電路的開關(guān)電源，顯示器等在工作過程中就會產(chǎn)生靜電。4）從線路上侵入的感應(yīng)靜電，如不同種類的線路合并布設(shè)，會在線路表皮交錯感應(yīng)靜電；機(jī)房外的電磁干擾，設(shè)備工作時的干擾也會在線路表皮感應(yīng)靜電。3.靜電的對計算機(jī)系統(tǒng)的危害靜電對計算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件都可能造成較大危害：磁盤讀寫失敗，打印機(jī)打印混亂，通訊中斷，芯片被擊穿甚至主機(jī)板被燒壞等。當(dāng)靜電電壓較低時，靜電放電產(chǎn)生的電氣噪聲會對邏輯電路形成干擾，引發(fā)IC芯片內(nèi)邏輯電路死鎖，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸或運(yùn)算出錯，也可能對芯片形成輕微的物理損傷而提前老化或潛在失效；當(dāng)靜電電壓超過250V時，靜電放電就能

18、擊穿電腦芯片了。靜電放電對電腦的破壞作用具有隱蔽性、潛在性、隨機(jī)性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，在引起電路故障的諸多因素中，靜電放電是最大的隱患。9.2 防靜電技術(shù)1. 防靜電地板GB50174-2008電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計規(guī)范規(guī)定：防靜電地板或地面的表面電阻或體積電阻應(yīng)為104109歐姆。如圖9-13所示，防靜電地板系統(tǒng)通常由地板、橫梁、支架、螺絲、貼面等主要部位組成。橫梁和自身高度可調(diào)的支架用螺釘連結(jié)成穩(wěn)固的下部支承系統(tǒng)，地板鑲嵌入橫梁圍成的方格內(nèi)。表面貼面有:PVC塑膠貼面、三聚氰胺貼面、HPL貼面、陶瓷面等。相關(guān)輔助配件還有螺絲釘、吸盤、走線盒等。圖9-13 防靜電地板9.2.2 機(jī)房防靜電措施2.

19、設(shè)備接地在工程中常用的做法：一是機(jī)房的接地干線采用銅質(zhì)材料，截面積不小于16mm2，并與機(jī)房內(nèi)設(shè)置的局部等電位接地端子板可靠聯(lián)接，機(jī)房內(nèi)的其他接地線路與該接地端子板可靠聯(lián)接，主要用于消除不同接地之間的干擾和反擊。二是機(jī)房內(nèi)的金屬機(jī)柜外殼、金屬設(shè)備外殼、線纜屏蔽層、金屬橋架、屏蔽網(wǎng)、靜電地板等均與局部等電位接地端子板可靠聯(lián)接。9.2 防靜電技術(shù)3. 機(jī)房電磁屏蔽機(jī)房電磁屏蔽的基本原理是“法拉第籠”，如圖9-14，根據(jù)接地導(dǎo)體靜電平衡的條件，籠體是一個等電位體，內(nèi)部電位為零，電場為零，電荷分布在籠體的外表面上，從而消除外部電磁場感應(yīng)對機(jī)房內(nèi)部設(shè)備的影響。根據(jù)這一原理，機(jī)房內(nèi)部應(yīng)設(shè)置金屬屏蔽網(wǎng)或金屬

20、屏蔽室，屏蔽網(wǎng)間電氣導(dǎo)通，可靠接地；機(jī)房的金屬門、窗、防靜電地板等，應(yīng)使用金屬導(dǎo)線，最好是絕緣包裹的導(dǎo)線，與室內(nèi)的匯流排等電位聯(lián)接。機(jī)房宜選用在建筑物底層中間部位，其設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離外墻結(jié)構(gòu)柱及屏蔽網(wǎng)等可能存在強(qiáng)磁干擾的地方。圖9-14 法拉第籠4. 控制機(jī)房濕度機(jī)房保持適當(dāng)?shù)臐穸?，主要用于釋放空氣中游離的電荷，降低空氣中電荷的濃度。機(jī)房的濕度應(yīng)適當(dāng)，以不結(jié)露為宜，以免因濕度過大損傷設(shè)備。根據(jù)機(jī)房的溫度條件，在室內(nèi)放置一個濕度計，過于干燥時，開啟加濕器；濕度過大時，開啟除濕器，將空氣濕度控制在合理的范圍內(nèi)。9.3 防雷技術(shù)LPZ即雷電防護(hù)區(qū)是英文Lightning Protection Zone的縮

21、寫，GB50057建筑物防雷設(shè)計規(guī)范中規(guī)定：根據(jù)電磁場強(qiáng)度的衰減情況，防雷區(qū)可劃分為LPZ0A、LPZ0B、LPZ1及LPZn+1區(qū),如圖9-15所示。區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊和導(dǎo)走全部雷電流；本區(qū)內(nèi)的電磁場強(qiáng)度沒有衰減。圖9-15 LPZ的劃分9.3.1 LPZ的劃分區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到大于所選滾球半徑對應(yīng)的雷電流直接雷擊，但本區(qū)內(nèi)的電磁場強(qiáng)度沒有衰減。區(qū)：本區(qū)內(nèi)各物體不可能遭到直接雷擊，流經(jīng)各導(dǎo)體的電流比LPZ0B區(qū)更?。槐緟^(qū)內(nèi)的電磁場強(qiáng)度可能衰減，這取決于屏蔽措施。4.LPZn+1后續(xù)防雷區(qū)：當(dāng)需要進(jìn)一步減小流入的電流和電磁場強(qiáng)度時，應(yīng)增設(shè)后續(xù)防雷區(qū)。注：n=1、2、

22、3。9.3 防雷技術(shù)1.直擊雷的防護(hù)直擊雷防護(hù)主要使用避雷針、網(wǎng)、線、帶及良好的接地系統(tǒng)，其目的是保護(hù)建筑短短的 不受雷擊的破壞，給建筑物內(nèi)的人或設(shè)備提供一個相對安全的環(huán)境。2.電源系統(tǒng)的防護(hù)微電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)80%以上的雷害事故都是因為與系統(tǒng)相連的電源線路上感應(yīng)的雷電沖擊過電壓造成的。因此，做好電源線的防護(hù)是整體防雷中不容忽視的一環(huán)。3.信號系統(tǒng)的防護(hù)雷擊時產(chǎn)生巨大的瞬變磁場，在1公里范圍內(nèi)的金屬環(huán)路，如網(wǎng)絡(luò)金屬連線等都會感應(yīng)到極強(qiáng)的感應(yīng)雷擊；當(dāng)電源線或通信線路傳輸過來雷擊電壓時，所產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電流，對于網(wǎng)絡(luò)傳輸線路來說，所感應(yīng)的過電壓已經(jīng)足以一次性破壞網(wǎng)絡(luò)。即使不是特別高的過電壓，不能夠一次

23、性破壞設(shè)備，但是每一次的過電壓沖擊都加速了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的老化，影響數(shù)據(jù)的傳輸和存儲，甚至徹底損壞主機(jī)。4.等電位連接將機(jī)房內(nèi)所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬門窗、設(shè)備外殼以及所有進(jìn)出大樓的金屬管道等金屬構(gòu)件進(jìn)行電氣連接，并接至均壓環(huán)上，以均衡電位。5.接地地網(wǎng)是避雷針、避雷帶、避雷器等設(shè)施有效發(fā)揮作用的保障。9.3.2 防雷系統(tǒng)的組成9.3 防雷技術(shù)1.避雷針的工作原理如圖9-16、圖9-17所示，在雷雨天氣，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時，避雷針和高樓頂部都被感應(yīng)上大量電荷，避雷針又與這些帶電云層形成了一個電容器，由于它較尖，即這個電容器的兩極板正對面積很小，電容也就很小，也就是說它所能容納的電荷很少

24、。而它又聚集了大部分電荷，所以，當(dāng)云層上電荷較多時，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導(dǎo)體。這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的，避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)入大地，使其不對高層建筑構(gòu)成危險，保證了它的安全。9.3.3 直擊雷的防護(hù)-避雷針2. 避雷針的材質(zhì)根據(jù)GB50057建筑物防雷設(shè)計規(guī)范中章節(jié)5“防雷裝置”的要求，接閃器可以用銅、鍍錫銅、鋁、鋁合金、熱浸鍍鋅鋼、不銹鋼、外表面鍍銅的鋼等各種材料制成，只要滿足其最小截面和厚度的要求即可。圖9-16 球式避雷針圖9-17 避雷針相關(guān)原理圖9.3 防雷技術(shù)3. 避雷針的保護(hù)范圍計算民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范有如下的規(guī)定：如圖9-

25、18所示，滾球法是以為hr半徑的一個球體，沿需要防直擊雷的部位滾動，當(dāng)球體只觸及接閃器(包括利用作為接閃器的金屬物)或接閃器和地面(包括與大地接觸能承受雷擊的金屬物)而不觸及需要保護(hù)的部位時，則該部分就得到接閃器的保護(hù)。圖9-18 滾球法確定避雷針的保護(hù)范圍建筑物防雷級別滾球半徑hr（m）避雷網(wǎng)尺寸（m）第一級防雷建筑物301010第二級防雷建筑物451515第三級防雷建筑物602020表9-1按建筑物防雷級別布置接閃半徑9.3 防雷技術(shù)我們以單支避雷針為例介紹滾球法計算避雷針保護(hù)范圍，如圖9-19所示：1）當(dāng)避雷針高度h小于或等于hr時：（1）距地面hr處作一條平行于地面的平行線；（2）以針

26、尖為圓心，hr為半徑，作弧線交于平行線的A、B兩點(diǎn)；（3）以A、B為圓心，hr為半徑作弧線，該弧線與針尖相交并與地面相切；從此弧線起到地面止就是保護(hù)范圍。保護(hù)范圍是一個對稱的錐體；（4）避雷針在高度的xx平面上和在地面上的保護(hù)半徑，按下列計算式確定：圖9-19 單支避雷針的保護(hù)范圍式中 避雷針在hx高度的xx平面上的保護(hù)半徑（m）； 滾球半徑，按表x確定（m）； 被保護(hù)物的高度（m）； 避雷針在地面上的保護(hù)半徑（m）。2）當(dāng)避雷針高度h大于hr時，在避雷針上取高度hr的一點(diǎn)代替單支避雷針針尖作為圓心。其余的作法同第1條。9.3 防雷技術(shù)在機(jī)房專用配電柜、UPS電源做兩級輸入防雷保護(hù)。一級保護(hù)：

27、在機(jī)房配電柜前裝三相電源防雷器/單相電源防雷器。二級保護(hù)：在UPS電源或分配電箱前裝三相電源防雷器/單相電源防雷器。三級保護(hù)：在重要設(shè)備處使用防雷插座。三級防雷電路如圖9-20所示：如圖9-21所示，電源防雷器一般情況下處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，當(dāng)線路出現(xiàn)浪涌電流時，電源防雷器在極短的納秒級時間內(nèi)導(dǎo)通與地連接，由于接地系統(tǒng)具有較低的接地電阻，大部分浪涌電流會通過防雷器泄放到大地，電源線路經(jīng)過多級防雷器的泄流作用，最終使電流降低至設(shè)備能夠承受的狀態(tài)。9.3.4 直擊雷的防護(hù)-避雷針圖9-20 三級防雷電路圖9-21 防雷器安裝接線圖9.3 防雷技術(shù)1.浪涌保護(hù)器的概念浪涌保護(hù)器，又稱電涌保護(hù)器，是用于限制

28、瞬態(tài)過電壓和分流浪涌電流的裝置。由于雷擊的浪涌電壓和能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他種類的浪涌電壓，通常又稱為防雷器，因此，防雷事實上是浪涌保護(hù)器的一種功能。作為保障網(wǎng)絡(luò)物理安全的網(wǎng)絡(luò)浪涌保護(hù)器并不能完全等同于防雷器。2.網(wǎng)絡(luò)浪涌保護(hù)器的結(jié)構(gòu)和接法浪涌保護(hù)器的結(jié)構(gòu)如圖所示，外殼通常為金屬制造，上有用于接地的部位。兩側(cè)各有一個RJ45接口，用于連接數(shù)據(jù)線，如圖9-22所示。為被保護(hù)設(shè)備，將上級信號的數(shù)據(jù)線接入第一個浪涌保護(hù)器的RJ45接口，從另一個RJ45接口引出數(shù)據(jù)線接入設(shè)備。設(shè)備輸出數(shù)據(jù)線接入第二個浪涌保護(hù)器的RJ45接口，然后從另一個RJ45接口引出數(shù)據(jù)線接入下級設(shè)備，如圖9-23所示。9.3.5 信號

29、系統(tǒng)的防護(hù)-網(wǎng)絡(luò)浪涌保護(hù)器圖9-22 網(wǎng)絡(luò)浪涌保護(hù)器的結(jié)構(gòu)圖9-23 網(wǎng)絡(luò)浪涌保護(hù)器的接線9.4 練習(xí)題思考題1）簡述接地電阻的測試方法。2）機(jī)房防靜電可以采取哪些措施？3）簡述屏蔽配線系統(tǒng)的接地系統(tǒng)組成。4）信號浪涌保護(hù)器影應(yīng)如何接入系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備？ 9.5 計算機(jī)防雷系統(tǒng)實訓(xùn)1. 實訓(xùn)目的掌握一級防雷技術(shù)及接線路由圖掌握二級防雷技術(shù)及接線路由圖掌握三級防雷技術(shù)及接線路由圖2.實訓(xùn)要求1）檢查計算機(jī)電氣一、二、三級防雷設(shè)備的安裝正確無誤。2）學(xué)習(xí)掌握電工布線技術(shù)，檢查各個設(shè)備的安裝及線路正確無誤。3）保證線路完整，正確后上電。4）掌握計算機(jī)房電氣一、二、三級防雷接線等操作。5）2人1組，2課時

30、完成。9.5.1 電氣一、二、三級防雷實訓(xùn)圖9-24 西元網(wǎng)絡(luò)防雷展示實訓(xùn)裝置3.實訓(xùn)設(shè)備1）西元網(wǎng)絡(luò)工程防雷展示實訓(xùn)裝置，型號KYDG-03-06，如圖9-24所示。2）西元智能化系統(tǒng)工具箱，型號KYGJX-16。9.5 計算機(jī)防雷系統(tǒng)實訓(xùn)4. 實訓(xùn)步驟1）打開電氣一級防雷箱，檢查實訓(xùn)箱內(nèi)設(shè)備的安裝正確無誤，如圖9-25所示。2）學(xué)習(xí)掌握電工布線技術(shù)，檢查連接各個設(shè)備的線路正確無誤，如圖9-25所示。3）打開電氣二級防雷箱，檢查實訓(xùn)箱內(nèi)設(shè)備的安裝正確無誤，如圖9-26所示。4）學(xué)習(xí)掌握電工布線技術(shù)，檢查連接各個設(shè)備并檢查線路正確無誤，如圖9-26。圖9-25 電氣一級防雷箱安裝及接線圖圖9-

31、26 電氣二級防雷箱安裝及接線圖9.5 計算機(jī)防雷系統(tǒng)實訓(xùn)5）認(rèn)識電氣三級防雷，防雷PDU以及防雷PDU上的SPD浪涌保護(hù)單元，如圖9-27。 圖9-27 電氣三級防雷6）檢查無誤，將各級防雷單元串聯(lián)，并接通外部電源。7）啟動電源開關(guān)，觀察各個單元的工作狀況。5.實訓(xùn)報告1）描述雷擊后電氣一、二、三級防雷的工作狀態(tài)。2）總結(jié)電氣一、二、三級防雷，安裝在機(jī)房的位置。3）總結(jié)電氣一、二、三級防雷技術(shù)的布線經(jīng)驗。9.5 計算機(jī)防雷系統(tǒng)實訓(xùn)1. 實訓(xùn)目的掌握室外避雷技術(shù)掌握接地技術(shù)掌握室外避雷及接地的接線路由圖2.實訓(xùn)要求1）檢查室外避雷設(shè)備的安裝正確無誤。2）檢查接地設(shè)備的安裝正確無誤3）學(xué)習(xí)室外避雷及接地的接線技術(shù)，檢查各個設(shè)備的安裝及線路正確無誤。4）保證線路完整。5）掌握室外避雷及接地的接線等操作。6）2人1組，1課時完成。3.實訓(xùn)設(shè)備1）西元網(wǎng)絡(luò)工程防雷展示實訓(xùn)裝置，型號KYDG-03-06。2）西元智能化系統(tǒng)工具箱，型號KYGJX-16。9.5.2 計算機(jī)機(jī)房室外避雷與接地技術(shù)展示與實訓(xùn)9.5 計算機(jī)防雷系統(tǒng)實訓(xùn)4. 實訓(xùn)步驟1）認(rèn)識室外避雷設(shè)備，避雷針、銅辮線，如圖9-28所示。2）認(rèn)識接地設(shè)備，等電位連接端子箱、接地棒，如圖9-29所示。3）將避雷針通過銅辮線，連接至等電位連接端子箱，將接地