一、概述
隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，怎樣確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的正常運(yùn)行，這個(gè)問題越來越被人們所重視。一般的大、中、小型計(jì)算機(jī)都要求安裝在一個(gè)專用機(jī)房里，而計(jì)算機(jī)房各金屬構(gòu)件的等電位連接是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的電磁脈沖的重要防護(hù)措施之一。等電位聯(lián)結(jié)是防護(hù)直擊雷、側(cè)擊雷和反擊過電壓的有效方法。在一定的范圍內(nèi)做一個(gè)封閉的均壓環(huán)，把進(jìn)入機(jī)房的各種金屬管道和線纜的屏蔽層進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)，可以消除可能存在的破壞力極強(qiáng)的電位差。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)直擊雷和感應(yīng)雷電流流過被保護(hù)區(qū)內(nèi)的金屬導(dǎo)線、管線時(shí)其產(chǎn)生的電位降為：U=IR+LdI/dt。當(dāng)雷電放電時(shí)電磁輻射將在附近導(dǎo)體回路上產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，此電壓在導(dǎo)體開環(huán)處可引起空氣擊穿放電，為此必須使機(jī)房內(nèi)人能接觸的一切金屬物體均實(shí)現(xiàn)電氣連接，防止雷擊引起機(jī)房內(nèi)部金屬物體之間的電位差，最大限度地保護(hù)機(jī)房內(nèi)部人員和設(shè)備安全。等電位連接的好與壞將會直接影響到雷擊時(shí)，產(chǎn)生的雷電流的釋放效果。不論防直擊雷的防雷設(shè)施如何完善，防雷器（SPD）的產(chǎn)品如何先進(jìn)，沒有良好的等電位連接，雷電流不能及時(shí)引流入地，輕者導(dǎo)致設(shè)備損壞、癱瘓；重者引起人員傷亡和火災(zāi)、爆炸。
二、機(jī)房等電位連接導(dǎo)體規(guī)格
2.1 電位連接規(guī)格要求
等電位連接母排（MEB、LEB端子板）可采用4×40mm或10×10mm的銅板，其長度可視具體情況而定。等電位連接線的材料規(guī)格見表1?；A(chǔ)鋼筋與接地母排的連接應(yīng)使用4×40mm的熱鍍鋅扁鋼4根（不同方向基礎(chǔ)鋼筋連接）。不允許用做連接線的金屬構(gòu)件：金屬水管、輸送爆炸氣體或液體的金屬管道、正常情況下承受機(jī)械壓力的結(jié)構(gòu)部分、易彎曲的金屬部分、鋼索配線的鋼索。
材料等電位連接帶之間和等電位連接帶與接地裝置之間的連接導(dǎo)體，流過大于或等于25%總雷電流的等電位連接導(dǎo)體內(nèi)部金屬裝置與等電位連接帶之間的連接導(dǎo)體，流過小于25%總雷電流的等電位連接導(dǎo)體。
表 1 各類等電位連接導(dǎo)體最小截面積
2.2 電位連接線纜長度要求
當(dāng)電子系統(tǒng)為300kHz以下的模擬線路時(shí)，可采用S型等電位連接，且所有設(shè)施管線和電纜宜從ERP處附近進(jìn)入該電子系統(tǒng)；當(dāng)電子系統(tǒng)為兆赫茲級數(shù)字線路時(shí)，應(yīng)采用M型等電位連接，每臺設(shè)備的等電位連接線的長度不宜大于0．5m，并宜設(shè)兩根等電位連接線安裝于設(shè)備的對角處，其長度相差宜為20％，因?yàn)楝F(xiàn)代數(shù)字電路頻率越來越高，容易產(chǎn)生諧振，所以通常最好是按遠(yuǎn)離加于導(dǎo)體的電氣干擾頻率的1／4波長來選擇接地(等電位連接)導(dǎo)體的物理長度。
同一波長不同等電位連接長度與其阻抗Z的關(guān)系
三、在防雷界面處的等電位連接方式
3.1 在防雷區(qū)LPZOA、LPZOB和LPZ交界處的等電位連接
當(dāng)外來導(dǎo)電物、電力線、通信線在不同地點(diǎn)進(jìn)入該建筑物時(shí)，則需要設(shè)若干等電位連接帶，并應(yīng)就近連接到環(huán)形接地體上，也應(yīng)與鋼筋和金屬立面連接。它們在電氣上是貫通的并連通到接地體，含基礎(chǔ)接地體。環(huán)形接地體和內(nèi)部環(huán)形體應(yīng)連到鋼筋或金屬立面等其它屏蔽構(gòu)件上，典型的連接間距每隔5m連接一次。銅或鍍鋅鋼等電位連接帶的最小截面積應(yīng)為50mm2。。當(dāng)建筑物內(nèi)有電子系統(tǒng)時(shí)，在那些要求雷擊電磁脈沖影響最小之處，等電位連接帶宜采用金屬板，并與鋼筋或其它屏蔽構(gòu)件多點(diǎn)連接。在LPZOB區(qū)內(nèi)的外來導(dǎo)電物，預(yù)期僅菏載感應(yīng)電流和小部分雷電流。
在LPZOA、LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接用的接線夾和電涌保護(hù)器，應(yīng)通過雷電流參數(shù)估算通過它們的分流值。在不可能估算的地方，可假定：全部雷電流i的50%流入所考慮建筑物的LPS接地裝置，i的另50%is分配于進(jìn)入建筑物的各種設(shè)施（外來導(dǎo)電物、電力線和通信線等）。流入每一設(shè)施中的電流ii為is/n，此處n是設(shè)施個(gè)數(shù)。為估算流經(jīng)無屏蔽電纜芯線的電流iv，電纜電流ii要除以芯線數(shù)m，即iv=ii/m。對屏蔽電纜，絕大部分電流將沿屏蔽層流走。在LPZOA、LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接用的接線夾和電涌保護(hù)器僅應(yīng)按上述方法考慮雷擊中建筑物防雷裝置時(shí)通過它們的雷電流；可不考慮沿全長處在LPZOB區(qū)的各種設(shè)施引入建筑物的雷電流，其值僅為感應(yīng)電流和小部分雷電流。
3.2 各后續(xù)防雷區(qū)交界處的等電位連接
在LPZOA、OB和LPZ1之間交界處的等電位連接一般原則，也適用于各后續(xù)防雷區(qū)交界處等電位連接。進(jìn)入防雷區(qū)交界處的所有導(dǎo)電物、電力線SPD接地或屏蔽層、通信線屏蔽層或SPD接地均應(yīng)在交界面處做等電位連接。應(yīng)采用一局部等電位連接帶做等電位連接，各種屏蔽結(jié)構(gòu)或設(shè)備外殼等其它局部金屬物也連到該帶。
用于等電位連接的連接夾或SPD應(yīng)分別估算通過的雷電流參數(shù)，在各防雷區(qū)交界處的最大電涌電壓應(yīng)與所屬各系統(tǒng)的承受能力相一致。在不同交界處上的各SPD還應(yīng)與其相應(yīng)的能量承受能力相一致。
3.3 需要保護(hù)的空間內(nèi)設(shè)備的等電位連接
所有大尺寸的內(nèi)部導(dǎo)電物，如主機(jī)金屬外殼，UPS及電池箱金屬外殼、金屬地板、金屬門框架、設(shè)施管道、電纜橋架的等電位連接，應(yīng)以最短的線路連到最近的等電位連接帶或其它已做了等電位連接帶的金屬物上。各導(dǎo)電物之間的附加多次相互連接是有益處的。在等電位連接各部件中預(yù)期僅流較小部分的雷電流。
四、系統(tǒng)等電位連接
4.1 電源系統(tǒng)等電位連接
依據(jù)TN—C—S接地制式的要求，總配電盤PE母排應(yīng)與總等電位連接端子板等電位連接，局部等電位連接端子板LEB的規(guī)格應(yīng)≥等電位連接端子板10×10mm或4×40mm的銅板，長度視連接點(diǎn)多少而定，連接線應(yīng)為≥25mm2的多股銅線。PE母排至各層局部等電位母排的連線規(guī)格≥16mm2，各步排至設(shè)備間的LEB局部等電位連接線規(guī)格≥4mm2。
電源進(jìn)線入戶當(dāng)采用屏蔽電纜，應(yīng)在兩端接地，但系統(tǒng)要求只在一端接地時(shí)，應(yīng)在入戶（LPZ0～LPZ1）時(shí)設(shè)置兩層屏蔽,且外層屏蔽應(yīng)與接地母排作電氣連接。
依據(jù)GB50343—2012的要求設(shè)置相應(yīng)型號的SPD并有良好的電氣連接。等電位連接端子板與插座保護(hù)線端子或任一裝置外導(dǎo)電部分間的連接線的電阻包括連接點(diǎn)的電阻不應(yīng)大于0.02Ω。
4.2 信號設(shè)備等電位連接
信號電纜于LPZ0～LPZ1或LPZn～LPZn+1區(qū)界面處設(shè)置等電位連接母排,該母排應(yīng)與建筑物總等電位母排作電氣連接信號等電位連接。母排的規(guī)格≥4×40mm或10×10mm銅排,連接線應(yīng)為≥25mm2的多股銅線。信號電纜的鎧裝層或金屬套管與LEB等電位連接,連接線≥4mm2的多股銅線,信號SPD接地線也與該等電位連接母排作電氣連接。光纜入戶時(shí),應(yīng)與LPZ0～LPZ1界面處,將光纜的金屬層與加強(qiáng)筋作電氣連接,并與等電位母排作電氣連接,光端機(jī)與該等電位母排非電氣連接。
4.3 信息系統(tǒng)等電位連接
一個(gè)信息系統(tǒng)的所有外露導(dǎo)電物應(yīng)建立一個(gè)等電位連接網(wǎng)絡(luò)。由于按照本文規(guī)定實(shí)現(xiàn)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)均有通大地的連接，每個(gè)等電位連接網(wǎng)不宜設(shè)單獨(dú)的接地裝置。
信息系統(tǒng)的各金屬組件（如箱體、殼體、機(jī)架）與建筑物共同接地系統(tǒng)的等電位連接應(yīng)采用以下兩種基本形式：S型星型結(jié)構(gòu)和M型網(wǎng)型結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用S型等電位連接網(wǎng)時(shí)，該信息系統(tǒng)的所有金屬組件，除等電位連接點(diǎn)外，應(yīng)與共用接地系統(tǒng)的各組件有足夠的絕緣。通常：S型等電位連接網(wǎng)用于相對較小、限定于局部的系統(tǒng)，而且所有設(shè)施管道線和電纜宜從ERP處進(jìn)入該信息系統(tǒng)。S型等電位連接網(wǎng)應(yīng)僅通過唯一的一點(diǎn)，即接地基準(zhǔn)點(diǎn)ERP組合到共同接地系統(tǒng)中去形成S型等電位連接。在這種情況下，設(shè)備之間的所有線路和電纜當(dāng)無屏蔽時(shí)宜按星形結(jié)構(gòu)與各等電位連接線平行敷設(shè)，以免產(chǎn)生感應(yīng)環(huán)路。由于采用唯一的一點(diǎn)進(jìn)行等電位連接，沒有與閃電聯(lián)在一起的低頻電流能進(jìn)入信息系統(tǒng)，而且信息系統(tǒng)內(nèi)的低頻干擾源不能產(chǎn)生大地電流。做等電位連接的這唯一的點(diǎn)，也是接SPD，以限制傳導(dǎo)來的過電壓的理想接點(diǎn)。當(dāng)采用M型等電位連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，則該系統(tǒng)的各金屬組件不應(yīng)與共用接地系統(tǒng)各組件絕緣。M型等電位連接網(wǎng)絡(luò)應(yīng)通過多點(diǎn)連接網(wǎng)絡(luò)宜用延伸較大的開環(huán)系統(tǒng)，而且在設(shè)備的各分項(xiàng)之間敷設(shè)許多線路和電纜，以及設(shè)施和電纜從若干點(diǎn)進(jìn)入該信息系統(tǒng)。
此處，用于高頻也能得到一個(gè)低阻抗網(wǎng)絡(luò)。此外，等電位連接網(wǎng)的多重短路環(huán)路對磁場起到衰減環(huán)路的作用，從而在使信息系統(tǒng)的附近區(qū)域內(nèi)減弱初始磁場。
一個(gè)S型局部等電位連接網(wǎng)可與一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組合一起，一個(gè)M型局部等電位連接網(wǎng)可在一個(gè)ERP與共用接地系統(tǒng)連接，該網(wǎng)絡(luò)所有金屬組件和設(shè)備應(yīng)與共用接地系統(tǒng)各組件有大于10kV、1.2/50μs的絕緣，而且所有設(shè)施和電纜應(yīng)從接地基準(zhǔn)點(diǎn)附近進(jìn)入該信息系統(tǒng)，低頻率和雜散分布電容起次要影響的系統(tǒng)應(yīng)采用這種辦法。
4.4 共用接地系統(tǒng)的等電位連接
關(guān)于共用接地的接地電阻值，有的文獻(xiàn)、規(guī)范建議：共用接地≤1Ω。對此要具體分析。
建筑物內(nèi)220/380V用電設(shè)備，其絕緣耐沖擊電壓按國際電工委員會規(guī)定最大為6kV。雷電流的幅值按統(tǒng)計(jì)規(guī)律國際公認(rèn)，其值約為40kV，它與1Ω接地電阻的乘積約為40kV。這是上述耐沖擊電壓6kV的6.7倍，在共用接地的條件下，防止用電設(shè)備絕緣被擊穿的主要措施是：在用電設(shè)備電源進(jìn)出線端與共用接地之間裝設(shè)過電壓保護(hù)器。這是建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)的等電位聯(lián)結(jié)的措施之一。過電壓保護(hù)器是用來限制存在于某兩物體之間沖擊過電壓的一種設(shè)備，如放電間隙、避雷器或半導(dǎo)體器具等。如果裝設(shè)了過電壓保護(hù)器，共用接地裝置接地電阻的大小對本建筑物來說是次要的，因?yàn)橹灰^電壓值大于過電壓保護(hù)器的動(dòng)作電壓，該過電壓均能在瞬間使過電壓保護(hù)器動(dòng)作而不管過電壓值大多少，并使其兩側(cè)物體在短時(shí)間內(nèi)短接而得到等電位。從上所述可知，采取降低接地電阻的方法是解決不了保護(hù)低壓設(shè)備的絕緣遭受過電壓的擊穿。
等電位連接的基本形式
五、機(jī)房等電位實(shí)施方案
設(shè)計(jì)依據(jù)
依據(jù)GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章、防雷擊電磁脈沖；第三節(jié)、屏蔽、接地和等電位連接第6.3.4條要求：所有進(jìn)入建筑物的外來導(dǎo)電物均應(yīng)在LPZ0A區(qū)或LPZ0B區(qū)與LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接；信息系統(tǒng)的各種箱體、殼體、機(jī)架等金屬組件應(yīng)建立一等電位連接網(wǎng)絡(luò)，并與建筑物的共用接地系統(tǒng)連接。內(nèi)部金屬裝置與等電位連接帶之間的連接導(dǎo)體采用銅材時(shí),最小截面積為6mm2,采用鋁材時(shí), 最小截面積為10mm2,采用鐵時(shí), 最小截面積為16mm2；銅或鍍鋅鋼等電位帶的截面積不應(yīng)小50mm2。
依據(jù)GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第三章、建筑物的防雷措施；第三節(jié)、第二類防雷建筑物的防雷措施要求：每根引下線的接地電阻不小于10歐姆，防直擊雷接地裝置宜和防雷電感應(yīng)、電氣設(shè)備、信息系統(tǒng)等共用接地裝置。
依據(jù)GB50174-93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章 電氣技術(shù)：第四節(jié)接地要求：第6.4.2條、第6.4.2條要求，采用共用接地時(shí)，電阻按各種接地方式的最小值要求。
依據(jù)GB50198-94《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》第2章：第2.5節(jié)供電、接地與安全防護(hù)：第2.5.4條要求當(dāng)采用共用接地時(shí)，接地電阻不大于1歐姆；
依據(jù)JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第14章接地與安全：第14.7.5.3條要求，當(dāng)機(jī)房接地與防雷接地系統(tǒng)共用時(shí)，接地電阻要求小于1歐姆。因此對于監(jiān)控機(jī)房和通訊機(jī)房接地均應(yīng)與建筑物防雷地等共用同一接地裝置，接地電阻要求小于1歐姆。
實(shí)施措施
由于雷電瀉放存在趨膚效應(yīng)，建筑外層鋼筋瀉放的雷電流通常為建筑內(nèi)部鋼筋的數(shù)倍。一般機(jī)房所在區(qū)域跨外部、內(nèi)部兩個(gè)鋼筋區(qū)域，因此各鋼筋柱間在雷電瀉放時(shí)存在較大的電壓差，這對精密、貴重設(shè)備尤為有害，因此設(shè)置均壓帶均衡各鋼筋柱間的電壓。通常在機(jī)房內(nèi)沿墻敷設(shè)非閉合等電位銅帶一周，材料采用-30×3mm紫銅帶，用φ8絕緣子作支撐;分別在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房靜電地板下敷設(shè)一組接地等電位均壓環(huán)，形狀為環(huán)型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，材料采用30mm×3mm 紫銅排，須用φ8絕緣子作支撐,絕緣子連接支撐點(diǎn)間距不大于1000 mm；網(wǎng)格尺寸不大于1200mm×1200mm;均壓環(huán)與地網(wǎng)就近連接，連接端點(diǎn)采用栓接或焊接,連接到均壓環(huán)的端點(diǎn)為對邊或?qū)恰?在各機(jī)房內(nèi)靠近柱子的角位處，分別安裝一塊等電位匯流排，規(guī)格為100×10mm的紫銅板，長300mm，開鑿各機(jī)房內(nèi)的建筑物柱子，利用銅鐵接頭與柱筋焊接后，與匯流排連接；將各機(jī)房內(nèi)的所有信號屏蔽線槽接與等電位匯流排或等電位銅帶連接。另外，將電源PE線、機(jī)房內(nèi)的設(shè)備外殼、機(jī)架等可導(dǎo)電金屬物體就近與匯流排或銅帶連接，連接線采用6mm2 多股銅芯線。若機(jī)房接地系統(tǒng)的接地電阻大于1歐姆時(shí)，還需要在建筑物周圍增加接地裝置。
施工方案
a、從機(jī)房內(nèi)引出兩條建筑鋼筋，并在引出點(diǎn)用80×300×5mm銅排制作接地匯流排供設(shè)備和防雷保護(hù)器接地用。用30×3mm銅帶制作均壓帶，將主鋼筋與均壓帶連接，將金屬門窗、各種線路的金屬屏蔽管、各種電子設(shè)備的金屬外殼、機(jī)架等與接地匯流排連接。
b、對主機(jī)房：將主機(jī)房均壓帶用70mm2 多股銅芯線穿金屬屏蔽管與室外接地網(wǎng)連接。對分機(jī)房：將分機(jī)房均壓帶用50mm2 多股銅芯線穿金屬屏蔽管與室外接地網(wǎng)連接。
c、將各種信號線的屏蔽管在進(jìn)入中控室時(shí)用16mm2 多股銅芯線做等電位連接處理。在進(jìn)入主機(jī)房后，再將屏蔽管用16mm2 多股銅芯線與接地匯流排做等電位連接處理。
綜合上述，電子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)機(jī)房接地裝置的設(shè)置應(yīng)滿足人身的安全及電子計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行和系統(tǒng)設(shè)備的安全要求。建設(shè)高質(zhì)量的機(jī)房等電位連接，是能有效的防止雷電引起的各類爆炸、起火、電子設(shè)備損壞、人員傷亡等的重要措施。
