零地電壓處理

計(jì)算機(jī)機(jī)房UPS供電零地電壓?jiǎn)栴}的解決艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司UPS產(chǎn)品部溫順理隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展，計(jì)算機(jī)內(nèi)部芯片的工作電壓越來越低，能耗越來越小。為了服務(wù)器正常工作需要，IBM、HP、SUN等廠家的新型服務(wù)器對(duì)UPS輸出零地電壓提出了更高要求：Vn-g<1V。如果現(xiàn)場(chǎng)零地電壓達(dá)不到要求，服務(wù)器廠家工程師往往拒絕上電開機(jī)。首先分析一下零地電壓產(chǎn)生的原理：圖1零線電壓Vn=In′ZnIn為零線電流零線電抗Zn=ρ×L÷Sρ為導(dǎo)線電導(dǎo)率，L為線長(zhǎng)，S為導(dǎo)線截面積如果In=60A、Zn=0.1歐姆，Vn將為6V。在高頻諧波下，導(dǎo)線之間不在是一個(gè)純電組性元件，而是一個(gè)集電感、電容、電阻為一體的混合體，如下圖所示：圖2其中感抗為XL=2fC，容抗為Xc=1/2fC因?yàn)榫€間存在耦合電感和電容，高次諧波將在零線、地線產(chǎn)生一定的高頻電流。也可能抬升零地電壓。分析了零地電壓產(chǎn)生的原理，就可以找到解決方法：1、縮短零線長(zhǎng)度，增大零線截面積可減小零線電抗，從而將低零地電壓，此種方法解決方案的優(yōu)點(diǎn)是效果明顯，從零線電抗計(jì)算公式Zn=ρ×L÷S看，當(dāng)線長(zhǎng)L減小，導(dǎo)線載面積增大，Zn隨之減小，零地電壓也同時(shí)降低。但受到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況限制，不太容易實(shí)現(xiàn)。需在機(jī)房初期設(shè)計(jì)階段充分考慮，否則很難更改。2、對(duì)于雙變換真在線的UPS，當(dāng)逆變器工作時(shí)，UPS輸入端零線電流理論上應(yīng)該為零。但由于機(jī)房輸入配電柜內(nèi)所有的電纜走的都是大電流，這些電流包括UPS，機(jī)房的逆變器，本樓層的照明，空調(diào)，等等。每一根電纜都含有大量的電磁干擾，所有的這些電纜被捆扎在一起走長(zhǎng)線，使得這些高頻干擾互相串?dāng)_，高頻干擾電流在零線、地線上流過帶來了零地之間的壓降。從測(cè)試波形上看零地之間的高頻成分呈非固定頻率的雜波，也可以反映干擾為多種設(shè)備電流的電磁騷擾疊加。下圖為在某機(jī)房實(shí)測(cè)的UPS輸出零地電壓波形：

要避免硬件故障發(fā)生，服務(wù)器管理人員就必須注意服務(wù)器的使用環(huán)境完全正常。比較重要的服務(wù)器除必須在恒溫、恒濕的環(huán)境之下工作外，電源環(huán)境也要符合標(biāo)準(zhǔn)，不僅要采用UPS，還必須配備良好的接地系統(tǒng)，以保障零地電壓低于2伏。零地電壓的控制

因?yàn)榱愕仉妷菏怯绊憴C(jī)器運(yùn)行可靠性的重要因素，零地電壓高會(huì)造成機(jī)器故障或損害，所以必須對(duì)它加以控制。因?yàn)榱愕仉妷旱男纬稍蚝軓?fù)雜，所以控制要有針對(duì)性。主要考慮的問題和解決的途徑如下：

保障負(fù)載均衡。如果三項(xiàng)用電不平衡，零線N上的電流就會(huì)加大，零線N兩端的電壓差就會(huì)直接造成零地電壓。因此，在可能的條件下要盡量配平三相負(fù)載，并定期根據(jù)負(fù)載的使用變化進(jìn)行必要的調(diào)整。此外，還可以通過增加零線截面積，減少零線的線路電壓損失，從而在一定程度上降低零地電壓。建立良好的接地系統(tǒng)，盡量降低接地電阻。接地電阻一高，很小的電流就會(huì)產(chǎn)生零地電壓，所以一定要降低。在計(jì)算地線線徑問題時(shí)，在考慮了系統(tǒng)可能的最大用電量和安全的基本需求后，需要特別計(jì)算電纜長(zhǎng)度，對(duì)不同高度樓層使用的不同線徑的地線，需要給予明確規(guī)定。盡量選用綠色的、諧波干擾符合國(guó)家規(guī)定的用電設(shè)備。必要時(shí)還可安裝相應(yīng)抑制高次諧波的設(shè)備，以從根本上凈化電網(wǎng)。同時(shí)還必須加強(qiáng)定時(shí)、定期和有針對(duì)性的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，才能確保設(shè)備正常運(yùn)行，降低高次諧波。

選用有零地電壓控制能力或零地電壓值較小的UPS。在機(jī)房中，大量負(fù)載為服務(wù)器、交換機(jī)等類型的負(fù)載，這些負(fù)載本身因?yàn)殡娐吩虍a(chǎn)生大量諧波，諧波導(dǎo)致電纜發(fā)熱，還會(huì)導(dǎo)致輸入電源的零地電壓超過服務(wù)器所要求的小于2V的指標(biāo)，在選購(gòu)UPS時(shí)，需要考慮零地電壓的控制問題。有些類型的UPS經(jīng)過特殊的設(shè)計(jì)，甚至可以使輸出的零地電壓小于1伏。對(duì)于供配電二次裝修涉及到的電氣施工的監(jiān)管要嚴(yán)格。由于二次裝修的工程量大小不一，如果管理不好，也會(huì)影響施工質(zhì)量和供電系統(tǒng)安全。

加裝隔率變壓器也是降低零地電壓的有效措施。在零地電壓過高，一般方法無法控制零地電壓的情