网络交换机基础维护篇 - 设备不接地和不规范接地的危害

                                   设备不接地和不规范接地的危害

H3C交换机基础维护篇

设备接地是为保证电气设备正常工作和人身安全而采取的一种措施，通过接地线与接地装置连接来实现。

接地的作用主要是防止人身遭受电击、保护设备和线路免遭损坏、预防电气火灾、防止雷击、防止电磁耦合干扰、防止静电损害和保障电力系统正常运行。

对于电磁兼容研究领域而言，接地的意义主要有：

1. 防止电磁耦合干扰

2. 防止雷击和过电压过电流损害

3. 防止静电损害

今天，我们将通过设备接地的意义及实际案例，来了解一下设备不接地和不规范接地的危害~~

意义一、防止电磁耦合干扰

设备采用金属外壳并规范接地，不仅可以降低设备对外产生的电磁场辐射强度，达到减轻或消除电磁场对外界设备和人体产生危害的目的，还可以保护设备免受外界电磁场的干扰影响。

如图，对比测试某款交换机在接地和不接地两种情况下，产生的空间辐射和传导辐射的差异，可以看出接地以后，设备对外产生的辐射明显降低。

说明：

1. 图中红线是标准限值，蓝线和绿线是实测结果。实测结果在限值下方即视为符合要求。

2. 限值和测量方法均来源于EMC标准要求，电气设备必须满足该要求才能进入市场销售。

意义二、防止雷击和

过电压过电流损害

设备规范接地可以有效将雷击和过电压过电流引入大地，防止设备损害。雷击对网络设备的入侵，主要有以下三个途径：

1. 直击雷经接闪器而直接入地，导致地网附近地电位抬升，高电压由设备接地线引入造成地电位抬升。

2. 雷电流经引下线入地时，高的电流变化率在引下线周围产生强磁场，使周围设备感应过电压。

3. 进出大楼或机房的电源线或通信线在大楼外遭受直击雷或感应雷，过电压及过电流沿线窜入，入侵设备。

不接地案例：

某无线AP设备被安装在客户楼道使用，现场施工不规范，设备和机架都没有单独的接地措施，由于光缆高位架空走线，感应到雷击大电流以后，耦合到平行布置的网线，最终引入到设备上导致设备损坏。下图展示了雷击造成的设备内部器件烧毁。

不规范接地案例：

某款交换机产品被安装在客户楼道使用，现场施工不规范，设备接地线被连接到建筑物的主钢筋，没有正确连接大地。雷雨天气后，有时会出现部分设备异常的情况，主要分为无法正常启动和端口故障两种情况 。原因为雷击楼顶避雷针，雷电流通过建筑物主钢筋泄放时，部分雷电流经过接地线走交换机，导致交换机出现异常。

意义三、防止静电损害

设备规范接地可以防止静电的积聚并将其泄放，防止静电损害，是静电防护最重要的一环，此外还可以避免金属外壳带电对人身造成伤害。下图展示了芯片微电路静电损害实验结果。

静电损害案例：

某交换机在酒店客户的应用中出现大量设备工作异常，现场反馈的问题现象都是端口损坏，不能正常工作。最终分析问题原因为：

1. 对失效器件分析，均为PHY芯片ESD失效。

2. 现场调查发现网线插拔频繁，而且地面铺有地毯，容易因摩擦产生静电。

3. 设备未规范接地，不能释放静电能量。

案例一、不接地引起的

交换机转发丢包

案例二、接地不规范引起的

交换机异常

某电力局点从今年6月底以来，多台交换机陆续发生指示灯全亮转发异常，下挂摄像头掉线问题，掉电重启交换机可以正常运行一段时间。

研发分析故障原因为设备处于过压保护状态。现场勘察发现此局点的工业交换机为直流供电款型IE4300-12P，在地线正确接地的情况下，用户还把交换机直流输入插口的负极接地，形成间接接地，导致引入干扰。

在工业场景下，如电力系统的某些设备，要求直流负极接地。但对于交换机来说，直流供电系统的负极，一定不能与地相连。

案例三、不接地引起的

交换机PoE供电异常

某局点的S5130-EI PoE交换机出现概率无法供电的情况，现场勘察发现客户环境较差，设备置放在普通的仓库，散热条件不足，供电插排线混乱。经定位，故障原因为其中一台交换机的220V未接地，致使另外一台设备和机壳之间有105V左右的压降，这个电压从网线进入到PoE扣板，影响了PSE所有端口的检测，导致PoE供电失败。后将设备220V接地后，故障消失，取消接地后故障再次出现。

总结

千言万语汇成一句话，不管是框式设备还是盒式设备，一定要记得规范接地啊！