一、概述
隨著計算機和網絡技術的廣泛應用，怎樣確保計算機網絡設備的正常運行，這個問題越來越被人們所重視。一般的大、中、小型計算機都要求安裝在一個專用機房里，而計算機房各金屬構件的等電位連接是計算機網絡系統的電磁脈沖的重要防護措施之一。等電位聯結是防護直擊雷、側擊雷和反擊過電壓的有效方法。在一定的范圍內做一個封閉的均壓環，把進入機房的各種金屬管道和線纜的屏蔽層進行等電位聯結，可以消除可能存在的破壞力極強的電位差。根據電磁感應原理，當直擊雷和感應雷電流流過被保護區內的金屬導線、管線時其產生的電位降為：U=IR+LdI/dt。當雷電放電時電磁輻射將在附近導體回路上產生很高的感應電壓，此電壓在導體開環處可引起空氣擊穿放電，為此必須使機房內人能接觸的一切金屬物體均實現電氣連接，防止雷擊引起機房內部金屬物體之間的電位差，最大限度地保護機房內部人員和設備安全。等電位連接的好與壞將會直接影響到雷擊時，產生的雷電流的釋放效果。不論防直擊雷的防雷設施如何完善，防雷器（SPD）的產品如何先進，沒有良好的等電位連接，雷電流不能及時引流入地，輕者導致設備損壞、癱瘓；重者引起人員傷亡和火災、爆炸。
二、機房等電位連接導體規格
2.1 電位連接規格要求
等電位連接母排（MEB、LEB端子板）可采用4×40mm或10×10mm的銅板，其長度可視具體情況而定。等電位連接線的材料規格見表1。基礎鋼筋與接地母排的連接應使用4×40mm的熱鍍鋅扁鋼4根（不同方向基礎鋼筋連接）。不允許用做連接線的金屬構件：金屬水管、輸送爆炸氣體或液體的金屬管道、正常情況下承受機械壓力的結構部分、易彎曲的金屬部分、鋼索配線的鋼索。
材料等電位連接帶之間和等電位連接帶與接地裝置之間的連接導體，流過大于或等于25%總雷電流的等電位連接導體內部金屬裝置與等電位連接帶之間的連接導體，流過小于25%總雷電流的等電位連接導體。
表 1 各類等電位連接導體最小截面積
2.2 電位連接線纜長度要求
當電子系統為300kHz以下的模擬線路時，可采用S型等電位連接，且所有設施管線和電纜宜從ERP處附近進入該電子系統；當電子系統為兆赫茲級數字線路時，應采用M型等電位連接，每臺設備的等電位連接線的長度不宜大于0．5m，并宜設兩根等電位連接線安裝于設備的對角處，其長度相差宜為20％，因為現代數字電路頻率越來越高，容易產生諧振，所以通常最好是按遠離加于導體的電氣干擾頻率的1／4波長來選擇接地(等電位連接)導體的物理長度。
同一波長不同等電位連接長度與其阻抗Z的關系
三、在防雷界面處的等電位連接方式
3.1 在防雷區LPZOA、LPZOB和LPZ交界處的等電位連接
當外來導電物、電力線、通信線在不同地點進入該建筑物時，則需要設若干等電位連接帶，并應就近連接到環形接地體上，也應與鋼筋和金屬立面連接。它們在電氣上是貫通的并連通到接地體，含基礎接地體。環形接地體和內部環形體應連到鋼筋或金屬立面等其它屏蔽構件上，典型的連接間距每隔5m連接一次。銅或鍍鋅鋼等電位連接帶的最小截面積應為50mm2。。當建筑物內有電子系統時，在那些要求雷擊電磁脈沖影響最小之處，等電位連接帶宜采用金屬板，并與鋼筋或其它屏蔽構件多點連接。在LPZOB區內的外來導電物，預期僅菏載感應電流和小部分雷電流。
在LPZOA、LPZ1區的界面處做等電位連接用的接線夾和電涌保護器，應通過雷電流參數估算通過它們的分流值。在不可能估算的地方，可假定：全部雷電流i的50%流入所考慮建筑物的LPS接地裝置，i的另50%is分配于進入建筑物的各種設施（外來導電物、電力線和通信線等）。流入每一設施中的電流ii為is/n，此處n是設施個數。為估算流經無屏蔽電纜芯線的電流iv，電纜電流ii要除以芯線數m，即iv=ii/m。對屏蔽電纜，絕大部分電流將沿屏蔽層流走。在LPZOA、LPZ1區的界面處做等電位連接用的接線夾和電涌保護器僅應按上述方法考慮雷擊中建筑物防雷裝置時通過它們的雷電流；可不考慮沿全長處在LPZOB區的各種設施引入建筑物的雷電流，其值僅為感應電流和小部分雷電流。
3.2 各后續防雷區交界處的等電位連接
在LPZOA、OB和LPZ1之間交界處的等電位連接一般原則，也適用于各后續防雷區交界處等電位連接。進入防雷區交界處的所有導電物、電力線SPD接地或屏蔽層、通信線屏蔽層或SPD接地均應在交界面處做等電位連接。應采用一局部等電位連接帶做等電位連接，各種屏蔽結構或設備外殼等其它局部金屬物也連到該帶。
用于等電位連接的連接夾或SPD應分別估算通過的雷電流參數，在各防雷區交界處的最大電涌電壓應與所屬各系統的承受能力相一致。在不同交界處上的各SPD還應與其相應的能量承受能力相一致。
3.3 需要保護的空間內設備的等電位連接
所有大尺寸的內部導電物，如主機金屬外殼，UPS及電池箱金屬外殼、金屬地板、金屬門框架、設施管道、電纜橋架的等電位連接，應以最短的線路連到最近的等電位連接帶或其它已做了等電位連接帶的金屬物上。各導電物之間的附加多次相互連接是有益處的。在等電位連接各部件中預期僅流較小部分的雷電流。
四、系統等電位連接
4.1 電源系統等電位連接
依據TN—C—S接地制式的要求，總配電盤PE母排應與總等電位連接端子板等電位連接，局部等電位連接端子板LEB的規格應≥等電位連接端子板10×10mm或4×40mm的銅板，長度視連接點多少而定，連接線應為≥25mm2的多股銅線。PE母排至各層局部等電位母排的連線規格≥16mm2，各步排至設備間的LEB局部等電位連接線規格≥4mm2。
電源進線入戶當采用屏蔽電纜，應在兩端接地，但系統要求只在一端接地時，應在入戶（LPZ0～LPZ1）時設置兩層屏蔽,且外層屏蔽應與接地母排作電氣連接。
依據GB50343—2012的要求設置相應型號的SPD并有良好的電氣連接。等電位連接端子板與插座保護線端子或任一裝置外導電部分間的連接線的電阻包括連接點的電阻不應大于0.02Ω。
4.2 信號設備等電位連接
信號電纜于LPZ0～LPZ1或LPZn～LPZn+1區界面處設置等電位連接母排,該母排應與建筑物總等電位母排作電氣連接信號等電位連接。母排的規格≥4×40mm或10×10mm銅排,連接線應為≥25mm2的多股銅線。信號電纜的鎧裝層或金屬套管與LEB等電位連接,連接線≥4mm2的多股銅線,信號SPD接地線也與該等電位連接母排作電氣連接。光纜入戶時,應與LPZ0～LPZ1界面處,將光纜的金屬層與加強筋作電氣連接,并與等電位母排作電氣連接,光端機與該等電位母排非電氣連接。
4.3 信息系統等電位連接
一個信息系統的所有外露導電物應建立一個等電位連接網絡。由于按照本文規定實現的等電位連接網絡均有通大地的連接，每個等電位連接網不宜設單獨的接地裝置。
信息系統的各金屬組件（如箱體、殼體、機架）與建筑物共同接地系統的等電位連接應采用以下兩種基本形式：S型星型結構和M型網型結構。當采用S型等電位連接網時，該信息系統的所有金屬組件，除等電位連接點外，應與共用接地系統的各組件有足夠的絕緣。通常：S型等電位連接網用于相對較小、限定于局部的系統，而且所有設施管道線和電纜宜從ERP處進入該信息系統。S型等電位連接網應僅通過唯一的一點，即接地基準點ERP組合到共同接地系統中去形成S型等電位連接。在這種情況下，設備之間的所有線路和電纜當無屏蔽時宜按星形結構與各等電位連接線平行敷設，以免產生感應環路。由于采用唯一的一點進行等電位連接，沒有與閃電聯在一起的低頻電流能進入信息系統，而且信息系統內的低頻干擾源不能產生大地電流。做等電位連接的這唯一的點，也是接SPD，以限制傳導來的過電壓的理想接點。當采用M型等電位連接網絡時，則該系統的各金屬組件不應與共用接地系統各組件絕緣。M型等電位連接網絡應通過多點連接網絡宜用延伸較大的開環系統，而且在設備的各分項之間敷設許多線路和電纜，以及設施和電纜從若干點進入該信息系統。
此處，用于高頻也能得到一個低阻抗網絡。此外，等電位連接網的多重短路環路對磁場起到衰減環路的作用，從而在使信息系統的附近區域內減弱初始磁場。
一個S型局部等電位連接網可與一個網狀結構組合一起，一個M型局部等電位連接網可在一個ERP與共用接地系統連接，該網絡所有金屬組件和設備應與共用接地系統各組件有大于10kV、1.2/50μs的絕緣，而且所有設施和電纜應從接地基準點附近進入該信息系統，低頻率和雜散分布電容起次要影響的系統應采用這種辦法。
4.4 共用接地系統的等電位連接
關于共用接地的接地電阻值，有的文獻、規范建議：共用接地≤1Ω。對此要具體分析。
建筑物內220/380V用電設備，其絕緣耐沖擊電壓按國際電工委員會規定最大為6kV。雷電流的幅值按統計規律國際公認，其值約為40kV，它與1Ω接地電阻的乘積約為40kV。這是上述耐沖擊電壓6kV的6.7倍，在共用接地的條件下，防止用電設備絕緣被擊穿的主要措施是：在用電設備電源進出線端與共用接地之間裝設過電壓保護器。這是建筑物防雷標準的等電位聯結的措施之一。過電壓保護器是用來限制存在于某兩物體之間沖擊過電壓的一種設備，如放電間隙、避雷器或半導體器具等。如果裝設了過電壓保護器，共用接地裝置接地電阻的大小對本建筑物來說是次要的，因為只要過電壓值大于過電壓保護器的動作電壓，該過電壓均能在瞬間使過電壓保護器動作而不管過電壓值大多少，并使其兩側物體在短時間內短接而得到等電位。從上所述可知，采取降低接地電阻的方法是解決不了保護低壓設備的絕緣遭受過電壓的擊穿。
等電位連接的基本形式
五、機房等電位實施方案
設計依據
依據GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》第六章、防雷擊電磁脈沖；第三節、屏蔽、接地和等電位連接第6.3.4條要求：所有進入建筑物的外來導電物均應在LPZ0A區或LPZ0B區與LPZ1區的界面處做等電位連接；信息系統的各種箱體、殼體、機架等金屬組件應建立一等電位連接網絡，并與建筑物的共用接地系統連接。內部金屬裝置與等電位連接帶之間的連接導體采用銅材時,最小截面積為6mm2,采用鋁材時, 最小截面積為10mm2,采用鐵時, 最小截面積為16mm2；銅或鍍鋅鋼等電位帶的截面積不應小50mm2。
依據GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》第三章、建筑物的防雷措施；第三節、第二類防雷建筑物的防雷措施要求：每根引下線的接地電阻不小于10歐姆，防直擊雷接地裝置宜和防雷電感應、電氣設備、信息系統等共用接地裝置。
依據GB50174-93《電子計算機機房設計規范》第六章 電氣技術：第四節接地要求：第6.4.2條、第6.4.2條要求，采用共用接地時，電阻按各種接地方式的最小值要求。
依據GB50198-94《民用閉路監視電視系統工程技術規范》第2章：第2.5節供電、接地與安全防護：第2.5.4條要求當采用共用接地時，接地電阻不大于1歐姆；
依據JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》第14章接地與安全：第14.7.5.3條要求，當機房接地與防雷接地系統共用時，接地電阻要求小于1歐姆。因此對于監控機房和通訊機房接地均應與建筑物防雷地等共用同一接地裝置，接地電阻要求小于1歐姆。
實施措施
由于雷電瀉放存在趨膚效應，建筑外層鋼筋瀉放的雷電流通常為建筑內部鋼筋的數倍。一般機房所在區域跨外部、內部兩個鋼筋區域，因此各鋼筋柱間在雷電瀉放時存在較大的電壓差，這對精密、貴重設備尤為有害，因此設置均壓帶均衡各鋼筋柱間的電壓。通常在機房內沿墻敷設非閉合等電位銅帶一周，材料采用-30×3mm紫銅帶，用φ8絕緣子作支撐;分別在計算機網絡機房靜電地板下敷設一組接地等電位均壓環，形狀為環型或網狀結構，材料采用30mm×3mm 紫銅排，須用φ8絕緣子作支撐,絕緣子連接支撐點間距不大于1000 mm；網格尺寸不大于1200mm×1200mm;均壓環與地網就近連接，連接端點采用栓接或焊接,連接到均壓環的端點為對邊或對角。 在各機房內靠近柱子的角位處，分別安裝一塊等電位匯流排，規格為100×10mm的紫銅板，長300mm，開鑿各機房內的建筑物柱子，利用銅鐵接頭與柱筋焊接后，與匯流排連接；將各機房內的所有信號屏蔽線槽接與等電位匯流排或等電位銅帶連接。另外，將電源PE線、機房內的設備外殼、機架等可導電金屬物體就近與匯流排或銅帶連接，連接線采用6mm2 多股銅芯線。若機房接地系統的接地電阻大于1歐姆時，還需要在建筑物周圍增加接地裝置。
施工方案
a、從機房內引出兩條建筑鋼筋，并在引出點用80×300×5mm銅排制作接地匯流排供設備和防雷保護器接地用。用30×3mm銅帶制作均壓帶，將主鋼筋與均壓帶連接，將金屬門窗、各種線路的金屬屏蔽管、各種電子設備的金屬外殼、機架等與接地匯流排連接。
b、對主機房：將主機房均壓帶用70mm2 多股銅芯線穿金屬屏蔽管與室外接地網連接。對分機房：將分機房均壓帶用50mm2 多股銅芯線穿金屬屏蔽管與室外接地網連接。
c、將各種信號線的屏蔽管在進入中控室時用16mm2 多股銅芯線做等電位連接處理。在進入主機房后，再將屏蔽管用16mm2 多股銅芯線與接地匯流排做等電位連接處理。
綜合上述，電子計算網絡機房接地裝置的設置應滿足人身的安全及電子計算機正常運行和系統設備的安全要求。建設高質量的機房等電位連接，是能有效的防止雷電引起的各類爆炸、起火、電子設備損壞、人員傷亡等的重要措施。
