正确理解和测试信息技术设备的接地

3.2.1  辅助电极测试法

图3所示测试方法，多用于测试"接大地电阻"，即：在独立于建筑物基础接地体（极）之外，根据客观条件设置1或2个辅助接地极（分别称为"两电极法"或"三电极法"），辅助电极与基础接地体之间除通过大地（土壤中的电解质）构成回路外，不经过其它导体。这样测得的数据，可认为是真实"接大地电阻"。

"两电极法"操作更简单，但误差较大；"三电极法"测试精确较高，但需要测试场地满足要求。图4是采用此类测试方法的一款典型数字式地阻测试仪。

图3  三电极/两电极法测试接地电阻

图4  数字式辅助电极地阻测试仪（IDEAL 61-796型）

3.2.2  电磁感应测试法

此测试方法又称为"电压注入，电流检出法"，其原理是：通过电磁感应方式，将交流电压信号注入到闭合导体回路中，同时探测回路中的电流信号（如图5所示），并利用欧姆定律计算回路电阻。为简化操作，实际测试仪表是将电压和电流感应线圈集成制作在同一个钳形适配器内（如图6所示），仪表根据实测数据自动计算并显示电阻值，所以此类仪表又被成为"钳形地阻仪"。

图5 电磁感应式地阻仪工作原理

图6钳形地阻仪（IDEAL 61-920型）

钳形地阻仪的工作原理决定了：它只能测试闭合回路的电阻。当测试"接大地"电阻时，要求至少存在2个基础接地极才可能得到电阻值。如图7所示，在有多个接地极的输电系统中，每个电线杆（塔）接地极对大地的接地电阻分别为：R1、R2、R3…Rn，其中被测阻值为：Rx，它们之间都是并联关系，其等效电路可最终简化为：被测电阻Rx与其他电阻并联后的等效电阻——Rs构成的闭合回路。

图7 多接地极（输电）系统及其等效电路的简化

接地极数量越多，并联后形成的Rs阻值就越小，当Rs<<Rx时，钳形地阻仪的测试读数就可视为与被测接地极接地电阻——Rx相等。钳形地阻仪的这一特点，使之不仅可以测试"接大地电阻"，还尤其适于测试"等电位联结导体回路电阻"（如图8所示）。

图8  钳形地阻仪测试等电位联结导体回路电阻

4  综合布线工程中涉及接地的规定与测试

4.1  综合布线工程中的接地规定

综合布线系统中，无论使用铜缆介质还是光纤介质；无论采用屏蔽电缆还是非屏蔽电缆，系统中的网络设备、机柜、线缆桥架、金属管路、供电系统等都要求可靠接地；当采用屏蔽系统时，线缆屏蔽层和终端设备也必须可靠接地（如图9所示）。

图9  综合布线系统的组成部分与接地环节

GB 50311-2007（6）7.0.4规定："综合布线系统应采用共用接地的接地系统，如单独设置接地体时，接地电阻不应大于4Ω。如布线系统的接地系统中存在两个不同的接地体时，其接地电位差不应大于1Vr.m.s"。

上述要求都是为了提高系统的电磁兼容性而非防雷，显然其中"接地"应被理解为：将系统保护导体（如：屏蔽层）纳入等电位联结，而非"接大地"。"接地电位差不大于1Vr.m.s"的规定，实际指明了：实际工程中的"等电位"并不一定要求电位差必须为0，在综合布线系统中，小于1Vr.m.s就可认为是"等电位"了，当然此值越小越好。

4.2  综合布线工程中的接地与等电位联结测试

由于综合布线系统的接地属于等电位联结范畴，因此钳形地阻仪是最适合的接地电阻测试仪表。分别将仪表接入网络设备、机柜、线缆桥架、金属管路等各自接地线回路（参见图7），并验证它们与总接地端子的连通性,即可获得各环节的等电位联结效果。

特别需要说明的是：综合布线工作区没有独立接地体，终端设备与线缆屏蔽层必须通过工作区电源线中的保护地线（PE线）实现接地（满足GB16895.17（5）548.3.1要求）。因此，GB50311-2007（6）6.1.2 规定，工作区交流电源必须是TN-S系统，即：带有独立的保护地线。具体测试方法建议参照图10所示，将仪表直接套接在设备电源线（带PE线）上，也可套接在屏蔽跳线上，其测试效果是一样的。

图10  工作区接地电阻的测试方法

5、结束语

欲最大可能性地实现信息技术设备电磁兼容性（EMC），必须正确采取多种措施，其中可靠接地是必不可少的。电磁兼容中的接地概念应理解为："实行等电位联结"和"提供低阻抗的基准电位平面，使电位差减小",而非接入地球本身。

欲实现可靠防雷，必须准确测试真正的"接大地（地球）电阻"，而不能将"等电位联结导体回路电阻"当作评判依据。

正确选择测试仪表和测试方法，也是获得接地效果真实情况的重要保证。

参考文献

1  GB16895.16-2002建筑物电气装置第444节：建筑物电气装置电磁干扰（EMI）防护
2  GB 50169-2006电气装置安装工程.接地装置施工及验收规范
3  GB 16895.3-2004 建筑物电气装置第5-54部分：电气设备的选择和安装.接地配置、保护导体和保护联结导体
4  ANSI/TIA-568-C.0-2009 Generic Telecommunications Cabling for Customer Premises
5  GB16895.17-2002《建筑物电气装置 第5部分》：电气设备的选择和安装第548节：信息技术装置的接地配置和等电位联结
6《综合布线系统工程设计规范》（GB 50311-2007）