摘要针对防雷设计中电子设备的防雷接地，从外部防雷装置中接地体的选用、有效降低接地电阻的大小来符合国家标准要求以及选择合适的联合接地方式等3个方面阐述了合理接地的问题。通过对布线、屏蔽和接地方式，空间电磁场对通信线路的电磁感应影响情况和降阻剂对接地电阻的影响试验，总结出了能够保护电子设备的安全布线和接地方式。

关键词防雷；接地；电子设备引言随着电子技术的发展，计算机系统和其他电子信息设备已深入各行各业，但是这些以微电子技术为基础的电子设备因其集成度高、工作电压低、运算速度快，其耐过电压、过电流和抗雷电电磁脉冲的能力差，极易遭受雷电的危害，从而使雷电灾害由电力和建筑这2个传统领域扩展到几乎所有行业，特别是通讯系统、信息技术数据中心、计算机中心以及微电子生产企业等重要目标，如果遭到雷击，产生的危害是非常严重的。为了更好地预防雷击对电子设备的伤害，必须进行防雷设计，而接地是防雷技术中最重要的环节，更要加以重视，以往对电子设备接地存在一些误区，下面将分析一下电子设备防雷设计时的几个接地问题。防雷接地的目的接地的目的是使雷电流通过低阻抗接地系统向大地释放，从而保护电子设备、建筑物和人员的安全。雷击损坏设备可分为受雷电直击、受感应雷影响所致2种情况。接地是分流和释放直击雷和感应雷电磁干扰能量的最有效的手段之一，也是电位均衡补偿系统基础。没有良好的接地系统或者避雷设施接地不良都会成为引雷入室的祸患，同时还提供了雷电电磁脉冲对电气和电子设备产生电感性、电容性耦合干扰的机会。良好的接地，才能有效地降低引下线上的电压，避免发生电位反击。接地系统包括内部电子设备防雷接地系统和外部防雷接地系统2部分，内部防雷接地主要包括接地方式选择、雷电过压保护和内部屏蔽距离等，外部防雷接地系统主要存在接地体的选用与降低接地电阻的大小等问题。接地问题电子设备合适的接地方式一些人认为为了保护电子设备免遭雷击损坏，设备的接地应该采用单独的通信地，需要和建筑物防雷接地分开。这种理解是错误的。在同一个机房电子设备中，可能有多种接地极，如避雷接地极、电源中性点接地极、电气和电子设备的保护接地极以及电子设备系统屏蔽接地极等，它们可分为强电保护接地极和弱电抗干扰接地极。如果电子设备机房设置2个分开的地网，其实2个地网之间是有一定关系且互相作用的，而不是彻底分开的，雷电流通过避雷强电接地地网泄人大地时可造成接地点附近的地电位大幅度升高，随着地电位的上升抬高了本身的电位，这样雷击发生时不同的接地体之间产生电位反击。地电位反击很可能导致电子设备的一些接口引入过大的雷击过电压和过电流，即使接口部分有合理设计的防雷电路，电子设备也不能有效地防止这种情况下的设备遭受雷击损坏。另外，线路屏蔽也必须良好接地，对传输线路采取屏蔽措施，是降低感应雷击破坏的有效方法。例如：计算机房应敷设金属屏蔽网，屏蔽网应与机房内环形接地母线均匀多点相连。机房内的电力电缆(线)、通信电缆(线)宜尽量采用屏蔽电缆。架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，进入机房前应水平直埋长度50m以上，埋地深度应大于0．8m，屏蔽层2端接地，非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋50m以上，铁管2端接地，这样才能最大限度地减少感应雷击侵入的渠道，保证等电位连接。通过模拟不同的布线、屏蔽和接地方式，空间电磁场对通信线路的电磁感应影响情况试验，对计算机通信网络系统在内的布线和接地方式得出如下结论：通信电缆以及地线的布放应尽量集中在设备机房的中部。通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠设备机房立柱或横梁并沿设备机房立柱或横梁布线较长的距离，通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于距离变电所立柱或横梁较远的位置。高频电缆在进入机房前其金属屏蔽外皮，至少有2处与避雷设备引下线连接。接地方式应采用联合接地方式，电子设备的强电保护接地和弱电抗干扰接地接地必须和建筑物的防雷接地共用一个地网，交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等4种接地应共用一组接地装置，有无线发射电子设备的，要求机房地网、天线地网和配电地网等连接成一个统一的地网。如何选用接地体接地体的选择上应该按照不同的环境条件选用相应的接地体接地体包括人工接地体和自然接地体。人工接地体有2种基本形式：垂直接地体和水平接地体；垂直接地体常采用镀锌圆钢、镀锌钢管、镀锌角钢或不等边角钢等，水平接地体多采用镀锌圆钢、镀锌扁钢，焊接处应涂防腐漆，一般情况下垂直接地体用截面为l50mln×50mln×4mln，长度为2500mln的镀锌角钢；水平接地体用截面为40mln×4mln的镀锌扁钢。在土壤电阻较低的地区，多采用垂直接地体形式，为了减少相邻接地体的屏蔽效应，垂直接地体间的距离及水平接地体间的距离一般为5m，埋置深度不小于0．6m；另外，为防止直击雷，降低跨步电压，人工接地体应距离建筑物出人口和人行横道的有效长度(从接地体到引下线的连接点)应不小于3m。在土壤电阻较高的地区，根据电阻率的高低应采用46根40100m长的射线(按射线状埋设的接地体，以下同)，对于近处60m以内有土壤电阻率较低地带，可采用外引接地再加几根射线。接地电阻良好的接地效果是防雷成功的重要保证之一，雷电的破坏作用主要是雷电流引起的，雷电流是一个幅值很大、陡度很高的冲击波电流。要想达到良好的防雷效果，接地电阻必须越小越好，而接地电阻的大小，是接地效果好坏的表征。根据gb／t28872000《电子计算机场地通用规范》规定，防雷保护地的接地电阻不应大于1oq，所以设计时必须保证接地电阻阻值满足国标要求。接地电阻包含接地体与接闪器之间的连线电阻、接地体本身的电阻、接地体与土壤的接触电阻、当电流流人土壤后，土壤的电阻等4部分。所以接地电阻的大小取决于4个方面，解决的办法如下：①接地体与接闪器之间的连接线宜短而直，材料为多股铜线；②接地体之间所有焊接点，除浇注在混凝土中的以外，均应进行防腐处理。接地体之间焊接时，焊接长度要求对扁钢为宽边的2倍，对圆钢为其直径的10倍；③接地体与土壤的接触电阻的大小与接地体的形状、接地体与土壤接触的松紧程度直接有关。要求接地体与土壤的接触要紧密，同时面积要足够大，在腐蚀性较强的土壤中应采用镀锌等防腐措施或加大截面，并将焊接处涂上防锈漆；④当电流流入土壤后，接地电阻与土壤的电阻率有关，有关人工接地体接地电阻阻值简易计算式如表1所示。由表1可以看出接地电阻与自然土壤电阻率p成正比，与接地体的总长度成反比。土壤的电阻率与土壤结构(如黑土、粘土和沙土等)、土质的紧密度、湿度、温度以及土壤中含有可溶性的电解质有关，范围从几q．m(如陶黏土10q．m)到几十万q．m(如花岗岩200000q．m)，一般土壤电阻率都在102～10q．m，而降阻剂已经能做到10。q．m，所以要达到接地电阻要求，降低接地电阻，必须采用接地降阻剂来改善土壤的电阻率．d，改善导电性能，增大接地体的有效半径，从而增大接地体的流散面积，减小接触电阻。将降阻剂敷在接地电极和自然土壤之间就犹如增大了接地电极的直径一样，从而使接地电阻减小，在降阻剂浇灌的时候是半流体状态，使它与周围的土壤接触紧密，减少了接触电阻。同时需要在降阻剂的材料甄选和施工、工艺等多方面采取措施。接地装置如图1所示，其中接地围框为6mmx6m，单根射线采用10mill的圆钢。长度为33m，埋深0．6m，土壤为强风化土壤层，土壤电阻率为792q．m。分别对接地构件全部包覆降阻剂、围框及1／3射线包覆降阻剂、围框及2／3射线包覆降阻剂和全部不包覆降阻剂等多种情况下的接地电阻进行了测量，测量结果如表2所示。从试验结果可以看出：①全部不包覆降阻剂的时候，接地电阻为16q，所以这时是不满足不大于10q的国标要求；②在全部接地构件包覆降阻剂后，接地电阻值从16q下降到1．8q，降低80％以上，说明降阻剂可起到显著降阻作用，满足国标要求；③当围框及1／3射线包覆降阻剂时，接地电阻从16q下降到4q，继续施加降阻剂时，下降速率己趋于平缓，说明后端2／3射线长度包覆降阻剂所起到的降阻效果较小。结束语分析了电子设备在防雷接地技术上的接地方式、接地体选用、接地电阻和降阻剂选择等一些问题，验证了降阻剂包覆接地构件对接地电阻的影响，合理接地应采用联合接地方式、低阻、高效、抗腐蚀的接地模块、高效低毒低腐蚀性降阻剂和合理的材料、工艺流程、施工方法。总之，要做好电子设备的防雷工作，一定要从实际出发，坚持经济性、合理性和灵活性，因地制宜，避免不必要的浪费。防雷是一项系统工程，只有充分重视起来，预防好所有可能引入雷电的途径，才能真正起到防护雷电，保障人员和设备安全的作用。