1.概述
接地系統(tǒng)是影響用電系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，為了用電設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)定的工作，須有一個(gè)接地參考點(diǎn)。至于如何接地，采用何種接地方式較好、較正確，人們看法不一，國內(nèi)有關(guān)規(guī)程也不夠明確和統(tǒng)一，國外用電設(shè)備廠商對接地系統(tǒng)的要求也不盡相同，但對用電設(shè)備必須可靠接地的認(rèn)識是統(tǒng)一的。接地系統(tǒng)基本分為兩種形式，一是有按需要接地系統(tǒng)的功能而單獨(dú)設(shè)計(jì)的各自的專用接地系統(tǒng)，二是將各種功能的接地系統(tǒng)聯(lián)在一起組成一個(gè)公用接地系統(tǒng)。
2.獨(dú)立接地系統(tǒng)
將系統(tǒng)的直流地（邏輯地）與交流工作地，安全保護(hù)地和防雷地、供電系統(tǒng)地相互獨(dú)立。為了防止雷擊時(shí)反擊到其它接地系統(tǒng)，還規(guī)定了它們相互之間應(yīng)保持的安全距離。采用獨(dú)立接地方式的目的，是為了保證相互不干擾，當(dāng)出現(xiàn)雷電流時(shí)，僅經(jīng)防雷接地點(diǎn)流入大地，使之與其它部分隔離起來。有關(guān)規(guī)程提到若把直流地（邏輯地）防雷地分離時(shí)，其間距離應(yīng)相距15米左右。在不受環(huán)境條件限制的情況下，采用專用接地系統(tǒng)也是可取的方案，因這可避免地線之間相互干擾和反擊。
2.1共用接地系統(tǒng)構(gòu)成
2.1.1接地體（又稱接地電極或地網(wǎng)）。接地體是使系統(tǒng)各地線電流匯入大地?cái)U(kuò)散和均衡電位而設(shè)置的與土壤物理結(jié)合形成電氣接觸的金屬部件。
聯(lián)合接地方式的接地體由兩部分組成：即利用建筑物基礎(chǔ)部分混凝土內(nèi)的鋼筋和圍繞建筑物四周敷設(shè)的環(huán)形接地電極（由垂直和水平電極組成）相互焊接組成的一個(gè)整體的接地體。
2.1.2接地引入線。接地體與接地總匯集線之間相連的連接線稱為接地引入線。接地引入線應(yīng)有足夠的導(dǎo)流面積，并作防腐蝕處理，以提高使用壽命。
2.1.3接地匯集線。接地匯集線是指在建筑物內(nèi)分布設(shè)置可與各系統(tǒng)接地線相連的一組接地干線的總稱。
根據(jù)等電位原則，提高接地有效性和減少地線上雜散電流回竄，接地匯集線分為垂直接地總匯集線和水平接地分匯集線兩部分。
①垂直接地總匯集線：垂直貫穿于建筑物各層樓的接地用主干線。其一端與接地引入線連通，另一端與建筑物各層鋼筋和各層水平接地分匯集線分層相連，形成輻射狀結(jié)構(gòu)。垂直接地總匯集線宜安裝在建筑物中央部位，也可在建筑物底層安裝環(huán)形匯集線，并垂直引到各機(jī)房的水平接地分匯集線上。
②水平接地分匯集線：分層設(shè)置，各通信設(shè)備的接地線就近引入到水平接地分匯集線上。
2.1.4接地線。系統(tǒng)內(nèi)各類需要接地的設(shè)備與水平接地分匯集線之間的連線。其截面積應(yīng)根據(jù)可能通過的電流確定，并不準(zhǔn)使用*導(dǎo)線布放。
2.2地線反擊電壓
采用共用接地之后出現(xiàn)的新問題，是出現(xiàn)地線反擊電壓現(xiàn)象。地線反擊是由于雷電流流過低網(wǎng)，使正常情況下處于低電位的接地導(dǎo)體的電位升高，經(jīng)地線反擊到電子設(shè)備，使設(shè)備出現(xiàn)過電壓。地線反擊也屬傳導(dǎo)性干擾，對微電子設(shè)備也會造成很大的危害，而這也是造成設(shè)備損壞的重要因素，但這一點(diǎn)往往被人們忽視。地線反擊和接地系統(tǒng)有著密切關(guān)系，接地沖擊電阻越小，反擊電壓也就越低給設(shè)備造成的危害也就越小。
雷擊大樓后，接地系統(tǒng)的電位升高，使所有與它連接的設(shè)備外殼帶上了高壓。而計(jì)算機(jī)設(shè)備又是經(jīng)過信號線或電源線引至遠(yuǎn)端的零電位點(diǎn)。于是升高的外殼電位便在設(shè)備的平衡電位縱向絕緣上出現(xiàn)高壓，并可能導(dǎo)致絕緣被擊穿。為此大樓進(jìn)線應(yīng)用金屬護(hù)套電纜或電力電纜加強(qiáng)絕緣，隔離或分流限幅等方法，均可收到防護(hù)的效果。加強(qiáng)絕緣，就是提高界面處直接承受沖擊電壓的介質(zhì)的絕緣水平，使其不被過電壓擊穿。隔離，如在電源進(jìn)線上，加1∶1的隔離變壓器，使用電設(shè)備與供電電源沒有電氣上的連接，相當(dāng)于將反擊電壓轉(zhuǎn)移到隔離變壓器的初線和機(jī)殼之間，從而保護(hù)了設(shè)備的安全，見圖2.信號線側(cè)亦可采用類似措施。分流限幅，其實(shí)就是利用縱向保護(hù)，當(dāng)大樓提高了電位之后，啟動(dòng)線路防雷器的縱向保護(hù)元件，把沖擊電流引到線路上。因地電位的提高，實(shí)際上相當(dāng)于從線路進(jìn)入極性相反的沖擊波，線路上防止雷電沖擊波侵入的縱、橫向保護(hù)，在這種情況也起保護(hù)作用。因此不論采用何種接地方式，系統(tǒng)和外界的連線總是應(yīng)該安裝防止縱、橫向瞬間過電壓的保護(hù)設(shè)備。采用共用接地后，有可能因設(shè)計(jì)或施工不合理，在設(shè)備之間產(chǎn)生干擾，應(yīng)該引起注意，并應(yīng)采取相應(yīng)措施予于消除。
處于不同接地點(diǎn)的電子設(shè)備（不在一幢大樓內(nèi)的電子設(shè)備，很可能就不是一個(gè)接地點(diǎn)）。彼此互連時(shí)應(yīng)采取隔離或其他防反擊措施。
雷擊建筑物或附近地區(qū)雷電放電所產(chǎn)生的瞬變電磁場，會在建筑物內(nèi)信號線路接口處產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓，此過電壓大小與布線走向等有關(guān)，因此合理布線、屏蔽及接地也是很重要的。
3.共用接地系統(tǒng)
建筑物為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，鋼筋主筋實(shí)際上已成為雷電流的下引線，在這種情況下要和防雷、安全、工作三類接地系統(tǒng)分開，實(shí)際上遇到較大困難，不同接地之間保持安全距離很難滿足，接地線之間還會存在電位差，易引起放電，損害設(shè)備和危及人身安全?？紤]到獨(dú)立專用接地系統(tǒng)存在實(shí)際困難，現(xiàn)在已趨向于采用防雷、安全、工作三種接地連接在一起的接地方式，稱為共用接地系統(tǒng)。在IEC標(biāo)準(zhǔn)和lTU相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中均不提單獨(dú)接地，國標(biāo)也傾向推薦共用接地系統(tǒng)。共用接地系統(tǒng)容易均衡建筑物內(nèi)各部分的電位，降低接觸電壓和跨步電壓，排除在不同金屬部件之間產(chǎn)生閃絡(luò)的可能，接地電阻更小。
在共用接地系統(tǒng)基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步把整個(gè)機(jī)房設(shè)計(jì)成一個(gè)等電位準(zhǔn)“法拉第籠”，圖1為建筑物“籠式”結(jié)構(gòu)示意圖，建筑物防雷、電力、安全和計(jì)算機(jī)共用一個(gè)接地網(wǎng)，接地下引線利用建筑物主鋼筋，鋼筋自身上、下連接點(diǎn)應(yīng)采用搭焊接，上端與樓頂避雷裝置、下端與接地網(wǎng)，中間與各層均壓網(wǎng)、環(huán)形接地母線焊接成電氣上連通的“籠式”接地系統(tǒng)。接地電阻一般應(yīng)小于1Ω，為減少外界電磁干擾，建筑物鋼筋、金屬構(gòu)架均應(yīng)相互焊接形成等電位準(zhǔn)“法拉第籠”。這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，不同層接地母線之間可能還有電位差，應(yīng)用時(shí)仍要注意。
4.接地電阻的組成及降阻
接地在防雷工程中的作用舉足輕重，一個(gè)良好的接地系統(tǒng)不僅會使雷電流泄放的速度加快，縮短雷電壓在建筑各系統(tǒng)停留的時(shí)間，而且有利于降低雷電流入地時(shí)地電位瞬間升高的幅度。
4.1接地電阻構(gòu)成
接地裝置的接地電阻由以下幾部分構(gòu)成：
4.1.1接地引線電阻，是指由接地體至需接地設(shè)備接地母線間引線本身的電阻，其阻值與引線的幾何尺寸和材質(zhì)有關(guān)。
4.1.2接地體（水平接地體、垂直接地體）本身的電阻，其阻值與接地體的材質(zhì)和幾何尺寸有關(guān)。
4.1.3接地體表面與土壤的接觸電阻，其阻值與土壤的性質(zhì)、顆粒、含水量及土壤與接地體的接觸面和接觸的緊密程度有關(guān)。
4.1.4散流電阻是從接地體開始向遠(yuǎn)處（20米）擴(kuò)散電流所經(jīng)過的路徑土壤電阻，決定散流電阻的主要因素是土壤的含水量。
接地電阻雖由四部分構(gòu)成，但前兩部分所占接地電阻的比例較小，起決定作用的是接觸電阻和散流電阻。故降低接地電阻應(yīng)從這兩部分開展工作，從接地體的埋設(shè)深度、不等長接地體技術(shù)及化學(xué)降阻劑等方面來討論降低接觸電阻和散流電阻的方法。
垂直接地體的埋設(shè)深度，是指能使散流電阻盡可能小，而又易達(dá)到的埋設(shè)深度。決定垂直接地體深度，應(yīng)考慮到三維地網(wǎng)的因素，所謂三維地網(wǎng)是指接地體的埋設(shè)深度與接地網(wǎng)的等值半徑處于同一數(shù)量級的接地網(wǎng)（即埋設(shè)深度與等值半徑之比大于1/10）。在可能的范圍內(nèi)埋設(shè)深度應(yīng)盡可能取值，但并不是埋設(shè)深度越深越好，如果把垂直接地體近似為半球接地體，其電阻為：
R=ρ/2πr =ρ/2πL
式中、ρ—土壤電阻率；
L—垂直接地體的埋設(shè)深度。
從式中可見，R與L成反比，為使R減小，L越大越好，但對上式偏微分：
aR/aL=-ρ/2πL2
可以得出，隨著L的增大，降阻率aR/aL與L2成反比下降，就是當(dāng)增大L到一定程度后，基本上呈飽和狀態(tài)，降阻率已趨近于零。垂直接地體的埋設(shè)深度不是固定的，在設(shè)計(jì)中應(yīng)按接地網(wǎng)的等值半徑，區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況來確定，一般取3.5～1.5米之間為宜。
接地系統(tǒng)是影響用電系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，為了用電設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)定的工作，須有一個(gè)接地參考點(diǎn)。至于如何接地，采用何種接地方式較好、較正確，人們看法不一，國內(nèi)有關(guān)規(guī)程也不夠明確和統(tǒng)一，國外用電設(shè)備廠商對接地系統(tǒng)的要求也不盡相同，但對用電設(shè)備必須可靠接地的認(rèn)識是統(tǒng)一的。接地系統(tǒng)基本分為兩種形式，一是有按需要接地系統(tǒng)的功能而單獨(dú)設(shè)計(jì)的各自的專用接地系統(tǒng)，二是將各種功能的接地系統(tǒng)聯(lián)在一起組成一個(gè)公用接地系統(tǒng)。
2.獨(dú)立接地系統(tǒng)
將系統(tǒng)的直流地（邏輯地）與交流工作地，安全保護(hù)地和防雷地、供電系統(tǒng)地相互獨(dú)立。為了防止雷擊時(shí)反擊到其它接地系統(tǒng)，還規(guī)定了它們相互之間應(yīng)保持的安全距離。采用獨(dú)立接地方式的目的，是為了保證相互不干擾，當(dāng)出現(xiàn)雷電流時(shí)，僅經(jīng)防雷接地點(diǎn)流入大地，使之與其它部分隔離起來。有關(guān)規(guī)程提到若把直流地（邏輯地）防雷地分離時(shí)，其間距離應(yīng)相距15米左右。在不受環(huán)境條件限制的情況下，采用專用接地系統(tǒng)也是可取的方案，因這可避免地線之間相互干擾和反擊。
2.1共用接地系統(tǒng)構(gòu)成
2.1.1接地體（又稱接地電極或地網(wǎng)）。接地體是使系統(tǒng)各地線電流匯入大地?cái)U(kuò)散和均衡電位而設(shè)置的與土壤物理結(jié)合形成電氣接觸的金屬部件。
聯(lián)合接地方式的接地體由兩部分組成：即利用建筑物基礎(chǔ)部分混凝土內(nèi)的鋼筋和圍繞建筑物四周敷設(shè)的環(huán)形接地電極（由垂直和水平電極組成）相互焊接組成的一個(gè)整體的接地體。
2.1.2接地引入線。接地體與接地總匯集線之間相連的連接線稱為接地引入線。接地引入線應(yīng)有足夠的導(dǎo)流面積，并作防腐蝕處理，以提高使用壽命。
2.1.3接地匯集線。接地匯集線是指在建筑物內(nèi)分布設(shè)置可與各系統(tǒng)接地線相連的一組接地干線的總稱。
根據(jù)等電位原則，提高接地有效性和減少地線上雜散電流回竄，接地匯集線分為垂直接地總匯集線和水平接地分匯集線兩部分。
①垂直接地總匯集線：垂直貫穿于建筑物各層樓的接地用主干線。其一端與接地引入線連通，另一端與建筑物各層鋼筋和各層水平接地分匯集線分層相連，形成輻射狀結(jié)構(gòu)。垂直接地總匯集線宜安裝在建筑物中央部位，也可在建筑物底層安裝環(huán)形匯集線，并垂直引到各機(jī)房的水平接地分匯集線上。
②水平接地分匯集線：分層設(shè)置，各通信設(shè)備的接地線就近引入到水平接地分匯集線上。
2.1.4接地線。系統(tǒng)內(nèi)各類需要接地的設(shè)備與水平接地分匯集線之間的連線。其截面積應(yīng)根據(jù)可能通過的電流確定，并不準(zhǔn)使用*導(dǎo)線布放。
2.2地線反擊電壓
采用共用接地之后出現(xiàn)的新問題，是出現(xiàn)地線反擊電壓現(xiàn)象。地線反擊是由于雷電流流過低網(wǎng)，使正常情況下處于低電位的接地導(dǎo)體的電位升高，經(jīng)地線反擊到電子設(shè)備，使設(shè)備出現(xiàn)過電壓。地線反擊也屬傳導(dǎo)性干擾，對微電子設(shè)備也會造成很大的危害，而這也是造成設(shè)備損壞的重要因素，但這一點(diǎn)往往被人們忽視。地線反擊和接地系統(tǒng)有著密切關(guān)系，接地沖擊電阻越小，反擊電壓也就越低給設(shè)備造成的危害也就越小。
雷擊大樓后，接地系統(tǒng)的電位升高，使所有與它連接的設(shè)備外殼帶上了高壓。而計(jì)算機(jī)設(shè)備又是經(jīng)過信號線或電源線引至遠(yuǎn)端的零電位點(diǎn)。于是升高的外殼電位便在設(shè)備的平衡電位縱向絕緣上出現(xiàn)高壓，并可能導(dǎo)致絕緣被擊穿。為此大樓進(jìn)線應(yīng)用金屬護(hù)套電纜或電力電纜加強(qiáng)絕緣，隔離或分流限幅等方法，均可收到防護(hù)的效果。加強(qiáng)絕緣，就是提高界面處直接承受沖擊電壓的介質(zhì)的絕緣水平，使其不被過電壓擊穿。隔離，如在電源進(jìn)線上，加1∶1的隔離變壓器，使用電設(shè)備與供電電源沒有電氣上的連接，相當(dāng)于將反擊電壓轉(zhuǎn)移到隔離變壓器的初線和機(jī)殼之間，從而保護(hù)了設(shè)備的安全，見圖2.信號線側(cè)亦可采用類似措施。分流限幅，其實(shí)就是利用縱向保護(hù)，當(dāng)大樓提高了電位之后，啟動(dòng)線路防雷器的縱向保護(hù)元件，把沖擊電流引到線路上。因地電位的提高，實(shí)際上相當(dāng)于從線路進(jìn)入極性相反的沖擊波，線路上防止雷電沖擊波侵入的縱、橫向保護(hù)，在這種情況也起保護(hù)作用。因此不論采用何種接地方式，系統(tǒng)和外界的連線總是應(yīng)該安裝防止縱、橫向瞬間過電壓的保護(hù)設(shè)備。采用共用接地后，有可能因設(shè)計(jì)或施工不合理，在設(shè)備之間產(chǎn)生干擾，應(yīng)該引起注意，并應(yīng)采取相應(yīng)措施予于消除。
處于不同接地點(diǎn)的電子設(shè)備（不在一幢大樓內(nèi)的電子設(shè)備，很可能就不是一個(gè)接地點(diǎn)）。彼此互連時(shí)應(yīng)采取隔離或其他防反擊措施。
雷擊建筑物或附近地區(qū)雷電放電所產(chǎn)生的瞬變電磁場，會在建筑物內(nèi)信號線路接口處產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓，此過電壓大小與布線走向等有關(guān)，因此合理布線、屏蔽及接地也是很重要的。
3.共用接地系統(tǒng)
建筑物為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，鋼筋主筋實(shí)際上已成為雷電流的下引線，在這種情況下要和防雷、安全、工作三類接地系統(tǒng)分開，實(shí)際上遇到較大困難，不同接地之間保持安全距離很難滿足，接地線之間還會存在電位差，易引起放電，損害設(shè)備和危及人身安全?？紤]到獨(dú)立專用接地系統(tǒng)存在實(shí)際困難，現(xiàn)在已趨向于采用防雷、安全、工作三種接地連接在一起的接地方式，稱為共用接地系統(tǒng)。在IEC標(biāo)準(zhǔn)和lTU相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中均不提單獨(dú)接地，國標(biāo)也傾向推薦共用接地系統(tǒng)。共用接地系統(tǒng)容易均衡建筑物內(nèi)各部分的電位，降低接觸電壓和跨步電壓，排除在不同金屬部件之間產(chǎn)生閃絡(luò)的可能，接地電阻更小。
在共用接地系統(tǒng)基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步把整個(gè)機(jī)房設(shè)計(jì)成一個(gè)等電位準(zhǔn)“法拉第籠”，圖1為建筑物“籠式”結(jié)構(gòu)示意圖，建筑物防雷、電力、安全和計(jì)算機(jī)共用一個(gè)接地網(wǎng)，接地下引線利用建筑物主鋼筋，鋼筋自身上、下連接點(diǎn)應(yīng)采用搭焊接，上端與樓頂避雷裝置、下端與接地網(wǎng)，中間與各層均壓網(wǎng)、環(huán)形接地母線焊接成電氣上連通的“籠式”接地系統(tǒng)。接地電阻一般應(yīng)小于1Ω，為減少外界電磁干擾，建筑物鋼筋、金屬構(gòu)架均應(yīng)相互焊接形成等電位準(zhǔn)“法拉第籠”。這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，不同層接地母線之間可能還有電位差，應(yīng)用時(shí)仍要注意。
4.接地電阻的組成及降阻
接地在防雷工程中的作用舉足輕重，一個(gè)良好的接地系統(tǒng)不僅會使雷電流泄放的速度加快，縮短雷電壓在建筑各系統(tǒng)停留的時(shí)間，而且有利于降低雷電流入地時(shí)地電位瞬間升高的幅度。
4.1接地電阻構(gòu)成
接地裝置的接地電阻由以下幾部分構(gòu)成：
4.1.1接地引線電阻，是指由接地體至需接地設(shè)備接地母線間引線本身的電阻，其阻值與引線的幾何尺寸和材質(zhì)有關(guān)。
4.1.2接地體（水平接地體、垂直接地體）本身的電阻，其阻值與接地體的材質(zhì)和幾何尺寸有關(guān)。
4.1.3接地體表面與土壤的接觸電阻，其阻值與土壤的性質(zhì)、顆粒、含水量及土壤與接地體的接觸面和接觸的緊密程度有關(guān)。
4.1.4散流電阻是從接地體開始向遠(yuǎn)處（20米）擴(kuò)散電流所經(jīng)過的路徑土壤電阻，決定散流電阻的主要因素是土壤的含水量。
接地電阻雖由四部分構(gòu)成，但前兩部分所占接地電阻的比例較小，起決定作用的是接觸電阻和散流電阻。故降低接地電阻應(yīng)從這兩部分開展工作，從接地體的埋設(shè)深度、不等長接地體技術(shù)及化學(xué)降阻劑等方面來討論降低接觸電阻和散流電阻的方法。
垂直接地體的埋設(shè)深度，是指能使散流電阻盡可能小，而又易達(dá)到的埋設(shè)深度。決定垂直接地體深度，應(yīng)考慮到三維地網(wǎng)的因素，所謂三維地網(wǎng)是指接地體的埋設(shè)深度與接地網(wǎng)的等值半徑處于同一數(shù)量級的接地網(wǎng)（即埋設(shè)深度與等值半徑之比大于1/10）。在可能的范圍內(nèi)埋設(shè)深度應(yīng)盡可能取值，但并不是埋設(shè)深度越深越好，如果把垂直接地體近似為半球接地體，其電阻為：
R=ρ/2πr =ρ/2πL
式中、ρ—土壤電阻率；
L—垂直接地體的埋設(shè)深度。
從式中可見，R與L成反比，為使R減小，L越大越好，但對上式偏微分：
aR/aL=-ρ/2πL2
可以得出，隨著L的增大，降阻率aR/aL與L2成反比下降，就是當(dāng)增大L到一定程度后，基本上呈飽和狀態(tài)，降阻率已趨近于零。垂直接地體的埋設(shè)深度不是固定的，在設(shè)計(jì)中應(yīng)按接地網(wǎng)的等值半徑，區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況來確定，一般取3.5～1.5米之間為宜。