機房建置裏有大量電子設備,需要做接地處理。接地對電子設備安全和可靠地運行,對操作,維護,運行人員的人身安全,都起很大的作用。如果電子設備沒有接地,當其某一部分絕緣損壞時,外殼將帶電,由於線路與大地間存在電容,人體觸及此絕緣損壞的設備外殼,將遭受觸電危險。將電子設備接地後,接地短路電流將同時沿接地體和人體兩條通路通過。接地電阻一般爲4歐以下,而人體電阻約爲1000歐,因此通過接地體的分流作用,流經人體的電流幾乎等於零,這樣就避免了在短路故障電流下人體觸電的危險。還有對設備本身也有保護,當設備沒有接地,設備裏的各種電容電阻容易形成壓差,一旦形成迴流,就會產生較大電流,擊穿元器件,對設備是一種傷害。因此,數據中心裏必須要部署接地系統,所有的電子設備必須有效接地,避免危險發生。
按照國家標準《電子計算機機房設計規範》的規定,接地有四種方式:交流工作接地,直流工作接地,安全工作接地和防雷接地。對於設備來說,主要是交流和直流工作接地。一般防雷接地從數據中心整體上進行設計和規劃,不僅是電子設備,整個數據中心都要處於保護之中。數據中心裏的電子設備要麼是交流供電,要麼是直流供電,針對不同供電方式的設備分別採取不同的接地技術。如果是直流工作的設備,主要有三種接地方法可以參考:串聯法,在機房的地板下敷設一條截面積爲青銅(或紫銅)帶、機房裏的所有設備把自己的直流地線就近接在地板下的這條銅皮帶上,銅皮帶再和大地相連,達到接地的目的。串聯法簡單易行,部署成本低,但由於銅皮帶上的電流流向單一,阻抗較大,致使銅帶上各點電位有些差異,這樣就使得各個設備雖然都接地了,但是相互之間還是存在壓差,如果銅皮帶較長,連接的設備很多,首尾設備之間的壓差就不是一點半點了,接地的效果不好,所以串聯法多用於規模較小的機房;彙集法,是在機房地板下設置一塊5 ~ 20毫米厚,500×500毫米大小的銅板,各設備用多股屏蔽軟線把各自的直流地線都接在這塊銅板上,這種方法需要多條連接線,佈線複雜,不過和串聯法相比,各設備之間的直流地線無電位差;網格法,用橫截面積爲(2.5毫米×50毫米)左右的銅帶,在整個機房敷設網格地線,等電位接地母排,網格網眼尺寸與防靜電地板尺寸一致,交叉點焊接在一起。所有設備將自己的直流地線就近連接在網格地線上。網格法既有彙集法的邏輯電位參考點一致的優點,又有串聯法連接簡單的優點,還大大降低了機房內部噪聲和外部干擾,但網格法造價昂貴,施工複雜,適用於規模較大的機房。直流設備一般工作電平低,信號幅度小,容易收到地電位差和外界磁場的干擾,因此直流設備需要一個良好的直流工作接地,以消除地電位差和磁場的影響。
實際上,數據中心裏大部分設備都是交流供電,當然也需要接地。交流工作接地是將這些電子設備輸出三相繞組的中性點與埋入大地的接地體相連結,從而確保人身和設備安全。若中性點接地,當一路相線觸碰大地時,接地電流就成爲很大的單相短路電流,保護設備能準確而快速地動作切斷電源,絕大多數的數據中心均採用電源中性線接地系統,電子設備採用金屬外殼及機架接PE線或直接接地。接地的交流電源饋線,採用四心屏蔽電纜,並將電纜的屏蔽層接在分線盤的接地母線上。當電纜長度超過50米時,應從接地母線上用專線引出機房做雙重接地。同時要求電源供電採用多級分電盤分支供電方式供電,每路饋線應設有帶過流脫扣器的低壓斷路器。交流接地系統的中性點可用絕緣導線串聯起來,接到配電櫃的中線上,然後通過接地母線將其接地。
直流接地與交流接地理論上都是接地,一般情況下交流入地的電流比較大,而且接地也有一定的接地電阻,實際使用時要將兩者的接地分開,入地點處要相隔一定距離,最好3米,使交流信號不會竄入直流電路。如果實在分不開,則儘可能在入地點相接,並在直流的電源線路上多接上退耦電容,減小與交流的耦合影響。直流接地使用阻性元件接地的,對交直流都有旁路作用,而交流接地使用容性元件接地,只對交流有旁路作用,對直流沒有作用。交流設備應充分利用自然接地體進行接地,但要校驗自然接地體的熱穩定。直流設備中的零線應直接接地,不得與直接接地體有金屬連接,如無絕緣隔離裝置,兩者之間不超過1米。
不管是哪種接地,都要進行週期性檢查,對所有設備和系統進行接地檢查和測量,發現沒有良好接地的及時修正,尤其是在數據中心運行過程中,經常要進行擴容,不斷增加新的設備,此時如果沒有請專業的安裝人員進行佈線安全和接地處理,很容易忘記設備的接地。沒有接地的設備運行除了有安全隱患,也可能對業務造成影響。比如:某個數據中心曾經就發生過,因設備沒有良好接地,造成設備部分器件接連失效,更換沒多久又失效,沒有接地加速了設備器件的老化,出現故障;還有的數據中心網絡設備因接地沒有接好,不斷出現設備重啓,即使沒有出現重啓,轉發流量受到了干擾,出現波動,業務流量很不穩定,所以,設備不接地,對數據中心帶來的隱患很大,必須認真組織專業人員定期對數據中心的接地系統進行檢測和維護。
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