通信设备的接地型式简介

作者：赵朋辉

来源：《中外企业家》 2013年第3期

赵朋辉

（陕西省专用通信局，西安 710065）

摘 要：接地是通信设备电气安全的核心技术，但通信设备的接地并不是孤立的，它和通信设备的网管系统的接地，通信设备的供电系统的接地，通信机房的接地，通信线路的接地等是彼此关联的。因此，必须用系统的观念来全面认识通信设备的接地。通过对通信设备的几种接地型式的阐述，比较系统地探讨了计算机设备的接地型式、配电系统、通信设备、通信机房、通信线路的接地型式，以期为做好通信设备的电气安全工作提供借鉴。

关键词：通信设备；接地；型式

中图分类号：F626文献标志码：A文章编号：1000-8772（2013）05-0183-02

1 通信设备接地系统

通信设备主要是电子设备，电子设备的接地一般有三种：信号接地、功率接地、保护接地。根据需要，有可能还包括重复接地、屏蔽接地、防静电接地等，这时它们可以和保护接地统称安全接地。电子设备的接地型式一般根据其工作频率和设备到接地母线或总接地端子（板）等上的接地引线长度来决定，主要有以下几种：

（1）当接地引线长度小于波长二十分之一，频率在1MHZ以下时，一般采用辐射式（星形）接地系统。这种接地系统是将电子设备的信号地、功率地、保护地分开，用绝缘接地引线分别先接到电源室总接地端子（板）上，再引至接地体。这种接地系统又叫“一点接地系统”或“单点接地系统”。

（2）当接地引线长度大于波长二十分之一，频率在10MHZ以上时，一般采用环状（网形）接地系统。这种接地系统是将电子设备的信号地、功率地、保护地都接在一个公用的环状（网形）接地母线上，再引至接地体。这种接地系统又叫“多点接地系统”。 这种接地型式的特点是不同接地之间的接地引线在较多点互相连接起来，不会产生的电位差，减少了通信回路的干扰。（3）当接地引线长度等于波长二十分之一，频率在1MHZ到10MHZ之间时，可以采用混合式接地系统。辐射式（星形）接地系统与环状（网形）接地系统相结合的接地系统称为混合式接地系统。这种接地型式的采用是辐射式接地引线将电子设备的信号地、功率地、保护地分开，在机壳或机架上汇接一点，然后再把若干设备的汇接点接至公用的环状（网形）接地母线上，再引至接地体。多用于电子仪表等的接地。

2 计算机设备的接地型式

以计算机设备为主的现代通信设备的网管系统自成体系，因此计算机设备的接地与通信设备的接地密切相关。计算机设备一般有三种接地：逻辑地、功率地、保护地。根据需要，有可能还包括重复接地、屏蔽接地、防静电接地等，这时它们可以和保护地统称安全地。计算机设备的接地型式实际上是逻辑地与其他地的关系，一般有四种型式。

（1）悬浮接地系统。即计算机逻辑地不接大地，与大地严格绝缘。采用直流地悬空的理论依据是：可以避免地磁场及地电位差的影响，不使其形成回路而造成噪声耦合；同时逻辑地与交流功率地分开，

可以避免交流电网的干扰以及仪器仪表、检修工具等漏电进入计算机造成的干扰。

悬浮接地又有两种型式：一种是电路设计上“地电位点”，机内各个悬浮电路均分别有各自独立的基准电位，悬浮电路之间保持严格隔离，（依靠电感线圈的磁场耦合来传递信号）；整个设备包括机壳都与大地绝缘隔离。另一种是将机柜固定在地板上，由于空气干燥时，积聚在机柜上的静电荷将对某些地电位点放电造成干扰，因此可以将机柜保护地与逻辑地分开而将机柜外壳接地。

（2）交直流接地系统。这种接地系统是把逻辑地与直流功率地合接在一起，接在单独接地网上（即将计算机的直流地用编织铜线或多股铜线连接成地网，再用接地线引出机房外，焊接到单独的接地体上，有称分支式直流工作地布局）；交流功率地和保护地合接在一起，接到单独的接地网及接地体上，或交流功率地通过电容器与逻辑地、直流功率地联接在一起，接在单独的接地网及接地体上。这两种作法都可以避免交流电网的干扰。

（3）一点接地系统。这种接地系统是将逻辑地、功率地、保护地分开，相互绝缘并分别与（地板下）铜排网或格栅均压网相联，然后通过同一点（如电源室总接地端子板上）再接到接地体上。这种接地系统的优点是通过铜排网或格栅均压网来使逻辑地有一个统一的相对稳定的基准电位（零电位），减少了相互干扰，同时静电荷得到了泄漏。

（4）联合接地系统。这种接地系统是将逻辑地、功率地、保护地均接到机柜内专用接地端子上，然后通过保护地或交流功率地的接地引线接地。这种接地系统的优点是安装简单，只需将符合要求的接地引线接到接地端子上即可。

3 配电系统的接地型式

通信设备由低压配电系统直接或间接供电，其接地安全与低压配电系统的接地型式往往密切相关。低压配电系统的接地一般可以区分为工作接地和保护接地，保护接地又可以分为“接地”和“接零”两种（这里“接地”具体指受电设备的外露可导电部分对地直接的电气连接；而“接零”指外露可导电部分通过保护线（PE线）或保护中性线（PEN）与低压配电系统的接地点（即中性点）进行直接的电气连接。）。其接地型式一般有以下三种：

（1）TN系统。电源端有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线（PE线）或保护中性线（PEN）与电源端的接地点相连接，且必须将能同时触及的所有受电设备的外露可导电部分接至同一接地装置上。

按照中性线（N）与保护线（PE线）的组合情况，又可分为三种型式：TN—S系统，整个系统的中性线与保护线是分开的；TN—C系统，整个系统的中性线与保护线是合一的；TN—C—S系统，系统中前一部分的线路的中性线与保护线是合一的，然后从某点（一般为进户处）分开后不再合并，且中性线与相线绝缘水平相当。

TN—S系统和TN—C—S系统，中性线N必须与设备机架、机壳、机盘和全部建筑物钢筋等严格绝缘。为防止中性线断线造成的危险，可以做重复接地。

（2）TT系统。电源端有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线直接接至与电源端接地点直接无关的接地极。

（3）IT系统。电源端的带电部分与大地无直接连接（或有一点经足够大的阻抗接地），而受电设备的外露可导电部分可以通过保护线接至接地极。也称为“不接地系统”。

在IT系统中的任何带电部分（包括中性线）严禁直接接地；系统中的电源系统对地应保持良好的绝缘水平。

4 通信机房的接地型式

通信机房的接地是为通信设备及其相关设备的接地服务，主要是提供基准电位参考点并确保设备的安全运行。常见的接地型式有以下两种：

（1）一点接地系统。即所有要接地的设备接地线都绝缘地接到一个单独的接地汇集点上，从而为所有设备提供一个公共参考点，不受地电流和电位差的影响；同时将设备的电容、电阻、电感、变压器等元件和机壳之间在机壳上进行一点接地，以便使杂散电容短路，保持元件底板或外壳与机壳的等电位。

这个接地汇集点一般是总接地端子板，它向外用绝缘接地引线与机房外的接地体或闭合环形接地网连接，向内用绝缘接地引线与机房内的接地端子板或接地母线连接，再从接地端子板或接地母线引出绝缘接地线与设备的机壳或机架内的接地螺栓连接。

（2）共用接地系统。即将不同设备和不同接地点的接地线，在较多点互相连接起来，形成一个等电位面，不致产生较大电位差，减少通信回路干扰并防止雷电等过电压反击。

现在多层建筑一般利用钢筋作为避雷引下线，若想将建筑物的防雷接地系统与通信设备等的接地系统从电气上真正分开，两接地体必须保持20米以上且设备极其有电气连系的各中线缆、金属管道等也必须与钢筋等保持一定距离绝缘，以防雷电反击、闪击、电位差干扰等。共用接地系统一般是建筑物的主钢筋互相焊接成一个法拉第笼，在建筑物顶敷设闭合避雷带，在建筑物外敷设闭合环形接地网，在楼层敷设闭合均压网，在机房内敷设环形接地母线，上述带、网、线、主钢筋之间应多点且均匀分布连接。机房内设备的各种接地，电缆金属外皮、金属管道、金属结构等都要与环形接地母线多点且均匀分布连接。

5 通信线路的接地型式

通信线路（一般分为信息线路和供电线路，供电线路包括低压交流线路和直流线路两种）的接地主要是防雷、防静电、防电磁干扰、防强电误碰等，全长地埋电缆还要防腐蚀，有的线路还要提供零电位。即有防雷接地、防静电接地、屏蔽接地、保护接地，及防腐蚀接地、工作接地等。其接地型式单一，即将电缆金属外皮或屏蔽层两端接地且每隔一定长度接地；架空电缆进入通信站（通信机房等）前还要入地直埋一定长度和深度并两端接地；线路的其他设施（如电杆、钢绞线、分线箱、接头盒等）也要接地等。具体做法详见有关规程。

6 选择接地型式时主要注意的问题

无论采用哪种接地型式，应根据其安全保护所具备的条件及所供电的通信设备的实际情况来确定：

（1）IT系统一般用于有特殊安全要求的场合如井下，纺织车间等，通信设备一般不采用IT系统这种接地型式。

（2）TN—C系统因其中性线（N）与保护线（PE线）合为PEN线，具有简单、经济的优点，但PEN线带有电位（运行中的PEN线不仅要通过正常负荷电流，有时尚有三次谐波电流通过），

可能产生杂音干扰，通信设备等电子设备不宜采用；另外，当PEN线断线或相线对地短路等事故发生时，故障电压会沿PEN线串击，从而使事故范围扩大。

（3）TN—S系统，PE线不通过正常负荷电流，避免了交流电网的干扰，可以用于通信设备等电子设备；绝缘损坏时短路故障电流大，易使保护装置动作来切除故障。但不能解决对地故障电压蔓延和相线对地短路引起的中性点电位升高或位移等问题。

（4）TN—C—S系统电源结构简单，又保证一定的安全水平（建筑物内的PE线消除了电源线路的PEN线上的电压降），也可以用于通信设备等电子设备。

（5）TT系统内，由于设备的外露可导电部分采用单独的接地体接地，和电源的接地在电气上没有联系，避免了故障电压会沿PEN线串击的危险；也适用于对接地要求较高的通信设备的供电。

（6）当专用变压器位于通信设备所在建筑物院内或建筑物内等时，只能采用TN—S系统供电；无论是采用TT系统还是TN—S系统哪种接地型式，通信设备及相关系统都不得采用中性线（N）作为保护线且中性线（N）必须采用绝缘导线。

（7）一点接地要求机房内的所有设备及其接地线都必须与建筑钢筋、电缆管道、其他金属结构或管道等保持绝缘。一点接地还要求直流地及直流功率地的接地装置与交流工作地及防雷地的接地装置分设。一点接地系统抗交流电网干扰及地电位干扰能力较强，但实施比较困难。现在通信机房一般采用共用接地系统。

通信设备的接地还涉及到很多具体内容及细节，如接地的具体做法等，本文仅对通信设备极其相关系统的接地的概念性问题作一个探讨，从而对通信设备的接地有一个初始的、比较全面的认识，以利于做好通信设备的电气安全工作。

参考文献：

[1] 傅洪畴.低压电气安全[M].北京：中国标准出版社，1994.

[2] 叶佩生.计算机机房环境技术[M].北京：人民邮电出版社，1999.

[3] 中国机械工业联系会.建筑物防雷设计规范（GB－50057－94）[S].2002.

[4] 民用建筑电气设计规范，JGJ/T 16-92[S].1993.

（责任编辑：陈喜辉）