(云南电网有限责任公司迪庆供电局 674403)
摘要:随着智能化技术的不断完善,数据中心机房的建设受到更多的重视。由于机房中的电子设备和通信设备易受到外部干扰,中心机房的接地系统设计就变得十分重要。在接地过程中,采用共同接地还是分开接地,还有直流地的设计等问题决定着接地系统的可靠性,并直接影响着机房的安全性和数据传输的稳定性。
关键词:数据中心机房;防雷接地系统;等电位连接;直流地
引言:数据中心机房又称电子信息机房,包括计算机设备、服务器设备、通讯设备等,对数据信息实现集中的处理、存储、传输、交换和管理,是数据传输运行中的重要一环,准确的接地系统,可以确保数据中心机房保持正常的工作状态和系统的稳定性,避免受到外来的电磁波、电子设备和天气等因素的干扰。
一、数据中心机房防雷接地系统应用概况
近年来,随着计算机技术的快速发展,数据机房建设有了新的更高的标准,一个完整可靠的数据中心机房,既需要建设完善的接地系统,也需要建设稳定的防雷系统,两者共同保证着机房的正常运行和人身安全。接地是指将设备的金属外壳或线路中的某一点与大地连接在一起,形成通路,使电流流入大地。在机房中有着大量的电子设备和通讯设备等,这些设备极易受到电磁干扰和雷击,如果没有可靠的防雷接地系统,内外部干扰产生的过电压会影响处理数据的电子设备,进而降低数据传输的效率和可靠性,每年因电信系统非正常基地而带来的损失高达5亿美金。因此,由于数据中心机房的构成越来越复杂,在设计接地系统时,系统的可靠性和稳定性变得更加重要,但是有些数据中心机房没有规范性施工,存在着共同接地和分开接地的问题,所以对于探讨防雷接地系统如何设计可以更好地提高稳定性是十分有必要的。
二、数据中心机房防雷接地系统可靠性提高方案
1.分开接地与共同接地
由于接地时,各种类型接地的电阻值标准不同,以往有些建筑选择分开接地,分别满足各部分的标准。分开接地时,需要将每部分分别设置线路和接地引线进行连接,设计需要考虑线路之间的相互影响和复杂的隔离关系。随着数据技术的发展,数据机房的规模逐渐扩大,线路管道变得错综复杂,对分开接地时的接线设计和隔离设计要求大大提高,如果接线不当,不能良好地隔离相互之间的影响,很容易引起击穿放电现象,造成安全事故。因此共同接地是数据中心机房防雷接地系统的一种有效解决办法。共同接地在技术上更为合理,在经济上也更为合算,共同接地时,机房内各系统参考电平相对稳定,即使受到干扰,电平也会随之浮动。在采用共同接地时,也需要结合IEC(国际电工委员会)标准,标准中规定:一个建筑物电气装置内只允许存在一个公用的接地装置,并应该等电位联结,以减少建筑物内的电位差。
2.接地系统形式选择
在数据中心机房防雷接地系统的设计中,接地系统形式的选择也是十分重要的。不同形式的接地系统,其保护性是不同的,发生故障时,危险程度也是不同的。根据国际电工标准和《低压配电设计规范》,将接地系统的形式,划分为TN、TT、IT三种形式。在数据中心机房中,由于电子设备比较多,所以对机房内的抗干扰能力要求比较高。TN系统在PEN线中有降压的作用,在中心机房中PEN线和信息电缆都属于机房的设备外壳,部分的PEN线就是电子设备的接地线,因此选择TN系统会对设备造成一定的干扰。
而IT系统本身就不能应用于TN-C系统,只能应用于TN-S或TN-C-S中,因此TT接地系统是最为合理的一种防雷接地系统接线方式的选择。
3.等电位连接
在数据中心机房的防雷接地系统中,多次强调等电位连接,具体需要等电位连接的部分,在许多电业规范中都有提及,如《低压配电设计规范》中提到,PE、PEN干线、电气装置接地极的接地干线,建筑物内的水管、煤气罐、采暖和空调管道等金属管道,条件许可的建筑物金属构件等导电体都需要等电位连接。在《建筑物防雷设计规范》中规定:信息系统的所有外露导电物应建立等点位连接网络,信息系统的各种箱体、壳体等金属组件与建筑物的共用接地系统也要等电位连接。
等电位连接在电气安全上有着很重要的作用:
(1)可以显著降低发生故障时,建筑物内的接触电压
(2)消除自建筑物外沿PEN线窜入的危险故障电压
(3)降低由于保护电器动作不及时所带来的危险
(4)减少建筑物的雷电危害
(5)消除外界电磁场和沿电力线路、信号线路进入的杂散信号 对建筑内的电子设备的干扰
以上各国家强制规范中对等电位连接的介绍,可以认识到等电位连接的重要性,是数据中心机房的防雷接地系统在应用过程中非常重要的一环。
4.机房直流地设计
直流工作地又称信号地,在数据中心机房中,电子设备与系统之间有基准点,这些基准点被连接到同一个导体上,这个导体就是设备内部的接地线,这个导体的平面被看作基准平面。和物理中的参考系相似,通过参照物做为零电位的参考,在《工业与民用配电设计手册》中定义,为使电子设备在工作时有一个统一的公共参考电位,不至于因浮动而引起信号量的误差,并防止有害磁场的干扰,使电子设备可以稳定地工作,实现基本功能,电子设备中的信号电路接地,被称为信号接地,其中的“地”,不一定为大地,可以使接地母线,只要是一个等电位的位面即可。当必须与大地连接时,可能有以下两个目的:一是为了保证电子设备地使用安全;二是为了提高工作地稳定性能。直流接地是为了使基准面及基准电位不会出现浮动,从而减低信号传输质量。
结语
数据中心机房的建设,在目前的智能化时代是十分重要的,数据中心机房在智能建筑中发挥着重要的作用。机房内部电子设备较多,容易受到干扰和雷击,为了确保数据稳定可靠地传输,保证发生故障时的人身安全,防雷接地系统的设计与应用十分重要,必要的接线形式选择和等电位连接都不可忽视。
参考文献
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