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什麼是機櫃接地?
機櫃接地(Rack Grounding)是把機櫃金屬結構與櫃內設備經低阻抗導體連接至大廈接地系統的安排,同時涵蓋櫃內各金屬部件之間的等電位接駁。它一次過解決三個問題:漏電時保障人身安全、為浪湧能量提供洩放路徑、降低設備之間的雜訊與電位差。本頁講解接地的原理、等電位接駁的施工方法、接地不良的典型徵狀,以及香港商廈弱電房與機房的接地實務要點。
接地在做什麼
根據 Wikipedia 對電氣接地的介紹 ,接地是把電路或設備的導電部分與大地建立連接,作為量度電壓的共同參考點,並為故障電流提供返回路徑。對機櫃而言,這帶來三重保障:
安全保護 ——設備內部絕緣一旦失效,火線碰觸金屬外殼,接地路徑令故障電流足夠大,促使斷路器或漏電保護裝置迅速切斷電源;沒有接地時,櫃體會持續帶電,等待第一個觸碰它的人成為電流通路。浪湧洩放 ——雷擊感應與電網浪湧的能量必須經接地洩放,浪湧保護器(SPD)沒有良好接地形同虛設,這對天台與外牆拉線的監控設備尤其重要(可參考攝影機防雷擊浪湧保護 )。雜訊抑制 ——各設備共用同一低阻抗參考點,減少地電位差引起的共模雜訊與地環路,改善網絡、音響與對講系統的訊號品質。
接地與等電位接駁的分工
工程上須分清兩個概念。接地(Earthing) 解決「與大地連接」的問題;等電位接駁(Bonding) 解決「各金屬部件之間電位一致」的問題。根據 Wikipedia 對電氣接駁的介紹 ,Bonding 是刻意把導電部件互相連接,令故障時各部件維持相近電位並保障故障電流路徑暢通。機櫃的門、側板與框架之間以鉸鏈和螺絲相接,接觸面有油漆與氧化層,導電並不可靠,因此需要專用跳線逐一接駁。
項目 規範做法
櫃內接地母排 機櫃內安裝銅接地母排(Busbar),作為櫃內所有接地連接的匯集點
門與側板 以編織銅帶或黃綠色接地跳線接回母排,不依賴鉸鏈導電
設備接地端子 設備專用接地螺絲以跳線接母排;接觸面刮除油漆或使用刺破油漆的墊圈
主接地導線 由母排以足夠截面(常見不小於 6mm²)銅線接回大廈接地端子,端子壓接後螺栓緊固
線槽與橋架 金屬線槽段與段之間保持電氣連續,並接入接地系統
標識與檢測 接地線用黃綠雙色標識,完工後量測連續性並記錄
接地不良的典型徵狀
① 觸摸麻電 觸碰機櫃或設備金屬面有刺麻感,多為設備濾波電容經外殼洩漏、而外殼沒有有效接地所致,屬明確的安全警號,應即時檢查。
② 音頻哼聲與影像干擾 對講、廣播與音響系統出現 50Hz 哼聲,或模擬影像出現滾動橫紋,常見成因是地環路與地電位差,需從接地佈局入手處理。
③ 介面成批損壞 雷雨後網絡口、RS485 介面成批燒毀,特別是跨機櫃、跨樓層拉線的兩端設備,反映浪湧沒有洩放路徑或兩端接地電位差過大。
④ 網絡誤碼與不穩 共模雜訊過大可令長距離銅纜鏈路誤碼增加、鏈路間歇跌線;屏蔽網線(STP)的屏蔽層更必須正確接地才有屏蔽效果,否則反成引雜訊的天線。
跨建築物或天台的長距離連線,最徹底的解決方法是改用光纖:光纖不導電,從根本上隔斷兩端的地電位差與浪湧路徑,詳見光纖與銅纜比較 。