通信設備的接地型式簡介

摘要：接地是通信設備電氣安全的核心技術，但通信設備的接地并不是孤立的，它和通信設備的網管系統的接地，通信設備的供電系統的接地，通信機房的接地，通信線路的接地等是彼此關聯的。因此，必須用系統的觀念來全面認識通信設備的接地。通過對通信設備的幾種接地型式的闡述，比較系統地探討了計算機設備的接地型式、配電系統、通信設備、通信機房、通信線路的接地型式，以期為做好通信設備的電氣安全工作提供借鑒。

關鍵詞：通信設備；接地；型式

中圖分類號：F626 文獻標志碼：A 文章編號：1000-8772（2013）05-0183-02

1 通信設備接地系統

通信設備主要是電子設備，電子設備的接地一般有三種：信號接地、功率接地、保護接地。根據需要，有可能還包括重復接地、屏蔽接地、防靜電接地等，這時它們可以和保護接地統稱安全接地。電子設備的接地型式一般根據其工作頻率和設備到接地母線或總接地端子（板）等上的接地引線長度來決定，主要有以下幾種：

（1）當接地引線長度小于波長二十分之一，頻率在1MHZ以下時，一般采用輻射式（星形）接地系統。這種接地系統是將電子設備的信號地、功率地、保護地分開，用絕緣接地引線分別先接到電源室總接地端子（板）上，再引至接地體。這種接地系統又叫“一點接地系統”或“單點接地系統”。

（2）當接地引線長度大于波長二十分之一，頻率在10MHZ以上時，一般采用環狀（網形）接地系統。這種接地系統是將電子設備的信號地、功率地、保護地都接在一個公用的環狀（網形）接地母線上，再引至接地體。這種接地系統又叫“多點接地系統”。這種接地型式的特點是不同接地之間的接地引線在較多點互相連接起來，不會產生的電位差，減少了通信回路的干擾。（3）當接地引線長度等于波長二十分之一，頻率在1MHZ到10MHZ之間時，可以采用混合式接地系統。輻射式（星形）接地系統與環狀（網形）接地系統相結合的接地系統稱為混合式接地系統。這種接地型式的采用是輻射式接地引線將電子設備的信號地、功率地、保護地分開，在機殼或機架上匯接一點，然后再把若干設備的匯接點接至公用的環狀（網形）接地母線上，再引至接地體。多用于電子儀表等的接地。

2 計算機設備的接地型式

以計算機設備為主的現代通信設備的網管系統自成體系，因此計算機設備的接地與通信設備的接地密切相關。計算機設備一般有三種接地：邏輯地、功率地、保護地。根據需要，有可能還包括重復接地、屏蔽接地、防靜電接地等，這時它們可以和保護地統稱安全地。計算機設備的接地型式實際上是邏輯地與其他地的關系，一般有四種型式。

（1）懸浮接地系統。即計算機邏輯地不接大地，與大地嚴格絕緣。采用直流地懸空的理論依據是：可以避免地磁場及地電位差的影響，不使其形成回路而造成噪聲耦合；同時邏輯地與交流功率地分開，可以避免交流電網的干擾以及儀器儀表、檢修工具等漏電進入計算機造成的干擾。

懸浮接地又有兩種型式：一種是電路設計上“地電位點”，機內各個懸浮電路均分別有各自獨立的基準電位。懸浮電路之間保持嚴格隔離，（依靠電感線圈的磁場耦合來傳遞信號）；整個設備包括機殼都與大地絕緣隔離。另一種是將機柜固定在地板上，由于空氣干燥時，積聚在機柜上的靜電荷將對某些地電位點放電造成干擾，因此可以將機柜保護地與邏輯地分開而將機柜外殼接地。

（2）交直流接地系統。這種接地系統是把邏輯地與直流功率地合接在一起，接在單獨接地網上（即將計算機的直流地用編織銅線或多股銅線連接成地網，再用接地線引出機房外，焊接到單獨的接地體上，有稱分支式直流工作地布局）；交流功率地和保護地合接在一起，接到單獨的接地網及接地體上，或交流功率地通過電容器與邏輯地、直流功率地聯接在一起，接在單獨的接地網及接地體上。這兩種作法都可以避免交流電網的干擾。

（3）一點接地系統。這種接地系統是將邏輯地、功率地、保護地分開，相互絕緣并分別與（地板下）銅排網或格柵均壓網相聯，然后通過同一點（如電源室總接地端子板上）再接到接地體上。這種接地系統的優點是通過銅排網或格柵均壓網來使邏輯地有一個統一的相對穩定的基準電位（零電位），減少了相互干擾，同時靜電荷得到了泄漏。

（4）聯合接地系統。這種接地系統是將邏輯地、功率地、保護地均接到機柜內專用接地端子上，然后通過保護地或交流功率地的接地引線接地。這種接地系統的優點是安裝簡單，只需將符合要求的接地引線接到接地端子上即可。

3 配電系統的接地型式

通信設備由低壓配電系統直接或間接供電，其接地安全與低壓配電系統的接地型式往往密切相關。低壓配電系統的接地一般可以區分為工作接地和保護接地，保護接地又可以分為“接地”和“接零”兩種（這里“接地”具體指受電設備的外露可導電部分對地直接的電氣連接；而“接零”指外露可導電部分通過保護線（PE線）或保護中性線（PEN）與低壓配電系統的接地點（即中性點）進行直接的電氣連接。其接地型式一般有以下三種：

（1）TN系統。電源端有一點直接接地，受電設備的外露可導電部分通過保護線（PE線）或保護中性線（PEN）與電源端的接地點相連接，且必須將能同時觸及的所有受電設備的外露可導電部分接至同一接地裝置上。

按照中性線（N）與保護線（PE線）的組合情況，又可分為三種型式：TN-S系統，整個系統的中性線與保護線是分開的；TN-C系統，整個系統的中性線與保護線是合一的；TN-C-S系統，系統中前一部分的線路的中性線與保護線是合一的，然后從某點（一般為進戶處）分開后不再合并，且中性線與相線絕緣水平相當。

TN-S系統和TN-C-S系統，中性線N必須與設備機架、機殼、機盤和全部建筑物鋼筋等嚴格絕緣。為防止中性線斷線造成的危險，可以做重復接地。

（2）TT系統。電源端有一點直接接地，受電設備的外露可導電部分通過保護線直接接至與電源端接地點直接無關的接地極。

（3）IT系統。電源端的帶電部分與大地無直接連接（或有一點經足夠大的阻抗接地），而受電設備的外露可導電部分可以通過保護線接至接地極。也稱為“不接地系統”。在IT系統中的任何帶電部分（包括中性線）嚴禁直接接地；系統中的電源系統對地應保持良好的絕緣水平。

4 通信機房的接地型式

通信機房的接地是為通信設備及其相關設備的接地服務，主要是提供基準電位參考點并確保設備的安全運行。常見的接地型式有以下兩種：

（1）一點接地系統。即所有要接地的設備接地線都絕緣地接到一個單獨的接地匯集點上，從而為所有設備提供一個公共參考點，不受地電流和電位差的影響；同時將設備的電容、電阻、電感、變壓器等元件和機殼之間在機殼上進行一點接地，以便使雜散電容短路，保持元件底板或外殼與機殼的等電位。

這個接地匯集點一般是總接地端子板，它向外用絕緣接地引線與機房外的接地體或閉合環形接地網連接，向內用絕緣接地引線與機房內的接地端子板或接地母線連接，再從接地端子板或接地母線引出絕緣接地線與設備的機殼或機架內的接地螺栓連接。

（2）共用接地系統。即將不同設備和不同接地點的接地線，在較多點互相連接起來，形成一個等電位面，不致產生較大電位差，減少通信回路干擾并防止雷電等過電壓反擊。

現在多層建筑一般利用鋼筋作為避雷引下線，若想將建筑物的防雷接地系統與通信設備等的接地系統從電氣上真正分開，兩接地體必須保持20米以上且設備極其有電氣連系的各中線纜、金屬管道等也必須與鋼筋等保持一定距離絕緣，以防雷電反擊、閃擊、電位差干擾等。共用接地系統與般是建筑物的主鋼筋互相焊接成一個法拉第籠，在建筑物頂敷設閉合避雷帶，在建筑物外敷設閉合環形接地網，在樓層敷設閉合均壓網，在機房內敷設環形接地母線，上述帶、網、線、主鋼筋之間應多點且均勻分布連接。機房內設備的各種接地，電纜金屬外皮、金屬管道、金屬結構等都要與環形接地母線多點且均勻分布連接。

5 通信線路的接地型式

通信線路（一般分為信息線路和供電線路，供電線路包括低壓交流線路和直流線路兩種）的接地主要是防雷、防靜電、防電磁干擾、防強電誤碰等，全長地埋電纜還要防腐蝕，有的線路還要提供零電位。即有防雷接地、防靜電接地、屏蔽接地、保護接地，及防腐蝕接地、工作接地等。其接地型式單一，即將電纜金屬外皮或屏蔽層兩端接地且每隔一定長度接地；架空電纜進入通信站（通信機房等）前還要入地直埋一定長度和深度并兩端接地；線路的其他設施（如電桿、鋼絞線、分線箱、接頭盒等）也要接地等。具體做法詳見有關規程。

6 選擇接地型式時主要注意的問題

無論采用哪種接地型式，應根據其安全保護所具備的條件及所供電的通信設備的實際情況來確定：

（1）IT系統一般用于有特殊安全要求的場合如井下，紡織車間等，通信設備一般不采用IT系統這種接地型式。

（2）TN-C系統因其中性線（N）與保護線（PE線）合為PEN線，具有簡單、經濟的優點，但PEN線帶有電位（運行中的PEN線不僅要通過正常負荷電流，有時尚有三次諧波電流通過），可能產生雜音干擾，通信設備等電子設備不宜采用；另外，當PEN線斷線或相線對地短路等事故發生時，故障電壓會沿PEN線串擊，從而使事故范圍擴大。

（3）TN-S系統，PE線不通過正常負荷電流，避免了交流電網的干擾，可以用于通信設備等電子設備；絕緣損壞時短路故障電流大，易使保護裝置動作來切除故障。但不能解決對地故障電壓蔓延和相線對地短路引起的中性點電位升高或位移等問題。

（4）TN-C-S系統電源結構簡單，又保證一定的安全水平（建筑物內的PE線消除了電源線路的PEN線上的電壓降），也可以用于通信設備等電子設備。

（5）TT系統內，由于設備的外露可導電部分采用單獨的接地體接地，和電源的接地在電氣上沒有聯系，避免了故障電壓會沿PEN線串擊的危險；也適用于對接地要求較高的通信設備的供電。

（6）當專用變壓器位于通信設備所在建筑物院內或建筑物內等時，只能采用TN-S系統供電；無論是采用TT系統還是TN-S系統哪種接地型式，通信設備及相關系統都不得采用中性線（N）作為保護線且中性線（N）必須采用絕緣導線。

（7）一點接地要求機房內的所有設備及其接地線都必須與建筑鋼筋、電纜管道、其他金屬結構或管道等保持絕緣。一點接地還要求直流地及直流功率地的接地裝置與交流工作地及防雷地的接地裝置分設。一點接地系統抗交流電網干擾及地電位干擾能力較強，但實施比較困難。現在通信機房一般采用共用接地系統。

通信設備的接地還涉及到很多具體內容及細節，如接地的具體做法等，本文僅對通信設備極其相關系統的接地的概念性問題作一個探討，從而對通信設備的接地有一個初始的、比較全面的認識，以利于做好通信設備的電氣安全工作。

（責任編輯：陳喜輝）