零地电压

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零地电压形成原因及解决办法

零地电压形成原因及解决办法

零地电压形成原因及解决办法张百坤(湖州市银都电影娱乐有限公司,浙江湖州313000) 关于零地电压,各放映设备供应商在机房安装条件中都有明确的标准要求,在数字放映机使用初期,巴可的要求是小于1.2V ,科视的要求是小于2V ,随着设备升级换代,以及实际使用中出现的问题,各设备商对零地电压的要求也相应提高,无论巴可㊁N E C ㊁科视放映机供应商,还是服务器供应商G D C ,都要求小于1V ㊂机房零地电压超过这个标准的,安装工程师现场会要求使用方解决,不能解决的,可能会拒绝安装㊂可见零地电压的大小,对于设备使用安全的重要性㊂那么零地电压到底是什么,怎么形成的,它的危害多大,怎么才能解决零地电压过高的问题呢本文将这些问题作简要阐述,与同行探讨㊂1零地电压及形成原因图1 三相五线制供电模式在分析零地电压之前,首先需要了解供电系统㊂在我国,目前普遍采用的是由国家电力部门以10K V 以上的A\B \C 三相高压传输到用户输变电房,通过变压器转换成380V (三相)㊁220V (单相),为用户提供设备动力和照明使用㊂用户端一般采用的是T N -S 系统供电模式,也就是我们通常说的三相五线制供电模式,如图1所示㊂图1中L 1\L 2\L 3代表A\B \C 三相,N 为零线,P E 为地线㊂零线其实就是A\B\C 三相的公共端引线,地线是设备外壳的接地线,也就是为预防使用者触电而设置的安全保护线㊂零线和地线都在输变电房接地,其实是联通的㊂也就是说,零线和地线在输变电房低配端是等电位的,理论上不存在电压差(电压),那么在用户终端又为什么出现零线与地线之间电位差零地电压呢?首先,我们知道,在用户终端配接的设备有三相供电的,也有单相供电的,其中三相供电设备在设计时已充分考虑三相负载平衡问题,启动时一般不会在零线N 上产生电流;而某个单相设备启动时,会在零线N 上产生电流,多个单相设备配接在A\B \C 不同的相线上,其零线电流是各相驳接的负载产生的电流之和㊂根据三相零线电流计算公式:i =i 1s i n a 1+i 2s i n (a 2+120)+i 3s i n (a 3+240)(1)其中公式(1)i 1㊁i 2㊁i 3分别是三根火线上的电流,a 1㊁a 2㊁a 3为各相相位角,在初步计算中可以暂时忽略取为0值㊂可知,单相用电设备在L 1\L 2\L 3三相配置不平衡即i 1ʂi 2ʂi 3时,通过将各相电流代入公式计算可得到零线电流值,可以肯定iʂ0;另外当使用的设备是呈现容性或感性阻抗时,ʌ作者信息ɔ张百坤(1966-),男,电影放映技师,湖州市银都电影娱乐有限公司副总经理,主要研究方向:电影放映技术㊂会使得原来三相电流每两相之间差120度规律打破,出现相位角偏差,即a1ʂa2ʂa3,那么即使i1=i2 =i3,从公式(1)也可以知道零线上会存在电流,即iʂ0㊂其次,根据电磁原理,当导线附近有高频设备运行产生强电磁场辐射时,如果导线没有良好的屏蔽,根据磁㊁电能量转换原理,磁力线切割导线,导线上也会产生次生谐波电流㊂以上三个因素是零线上存在电流的原因㊂而任何材料导线都是有电阻的,导线电阻的大小由计算公式R=ρL/S得出(ρ为材料导电系数㊁L为导线长度㊁S为导线截面积),跟使用的导电材料(比如银㊁铜㊁铝)有关,材料一定的情况下,导线截面积越小,电阻越大;导线越长,电阻越大㊂根据以上分析及电压计算公式U=I R得出,只要导线有电流通过,那么导线两端电压降(导线起点与终点的电位差)就一定存在,这就是为什么零线上会产生电压降的原因㊂明白了这些,那么从图2中分析,零地电压的产生就不难理解了,零地电压一般情况下在数值上就是零线上线阻电压降的值㊂当然,如果零线端子接触不良或者地线端子接触不良,设备有漏电情况等,也会出现零地电压升高的情况,本文在此不展开分析㊂图2零线N与地线P E电压形成简图通过以上分析,我们可以清楚地知道,零地电压的产生是由于零线上有电流流过而形成的,原因主要有以下几点:(1)配电箱内搭接在A\B\C三相上设备功率大小不同,使得三相负载不平衡;(2)附近使用高功率的高频设备,产生强电磁场干扰,由于导线屏蔽不良,产生次生谐波电流;(3)使用容性或感性阻抗的设备,使得一相或者多相电流产生相位角偏差,使得零线上产生电流㊂实际上,零地电压要完全消除是不现实的,我们能做的是,尽量控制,使数值在合理范围内㊂需要说明的是,以上只针对单一配电终端内产生零地电压的原因分析,在一个建筑物内,我们的配电系统采用的是三级配电形式,如图3㊂图3三级配电形式所谓三级配电,就是从安全使用电能的考虑,一个设备的接入,必须通过三级开关的控制,即所在建筑物的配电房电柜开关㊁影城总配电箱的分路开关及机房配电箱开关的控制㊂三级配电箱内多会产生零地电压,且相互影响㊂前级零地电压的大小限制后级零地电压无限降低,后级零地电压高低影响前级㊂所以,我们在具体解决问题的时候,要进行全面测量和分析,不能只局限于一个终端(如一个机房配电箱内)考虑问题㊂2零地电压过高的危害零地电压对用电设备的影响,在以前使用胶片机的时候,我们没有重视㊂进入数字时代,逐步有了认识,也引起了业内技术人员的重视㊂由于零地电压过高,会造成放映过程中数字放映机㊁服务器出现停顿㊁卡死,自动化放映控制设备失灵,甚至造成数字放映机㊁服务器㊁自动化控制计算机上的板卡出现故障损坏等㊂这些问题,在我们实践工作中不时发生,也促使我们不得不去认真对待㊂究其原因,笔者认为,是由于放映机板卡㊁服务器板卡等集成化程度提高,板卡接口等引线间距离很近,零线带电,会引起线间跳火,干扰设备运行,严重时烧坏引线接口,造成部分元器件损坏等,从而引起一系列故障㊂3实例分析和解决处理2016年湖州某影城6号影厅一台巴可D P20C 放映机出现故障㊂首先出现的是放映中途发生卡顿㊁死机故障,重启后有时能继续运行㊂操作人员也没有在意,持续一段时间后,最终出现放映机不能播放电影的故障㊂联系巴可工程师检查,确认机上的I C P板卡损坏,工程师临时更换一块板卡试机一切正常㊂但检查发现机房零地电压2.7V,明显高于设备安装使用要求,确定是一起由零地电压过高引起的设备损坏事故,要求影城在没有解决零地电压问题前停止使用该设备㊂接到影城求助电话后,笔者立即去现场了解情况,该影城2011年开业至今已有6年,当初开业时,设备安装虽有要求,但施工方对零地电压是否进行过控制调整,不是很清楚,今日出现零地电压升高应该有原因㊂经询问影城技术人员发现,这几年里该机房配电箱内也陆续增加了一些设备配接,但没有做过负载平衡调整㊂了解情况后,立即着手对该配电箱内配接的设备进行了相间调整,虽有降低,但数值仍然偏高,在1.8V左右㊂于是分别对影城配电总箱㊁大楼输变电房电柜以及其他影厅机房的零地电压进行测量,发现输变电房零地电压0.9V,影城总箱1.4V,其他影厅机房配电箱在1.5~1.6V,明显都偏高㊂调整输变电房零地电压,涉及整个大厦用户和物业,显然操作难度大,所以优先考虑对影城内各个配电箱内的各项配接分线进行相间更换配接调整,先调整各机房,后调整总箱配接,经过多次调整,其他机房和总箱都控制在1.1V左右㊂再测量6号厅机房零地电压仍有1.5V,还是偏高㊂该机房距离总配电箱约70m,零线使用8mm2的铜导线,电线比较长,考虑增加导线线径的办法来降低零地电压值㊂目前该机房零地电压与影城总箱的零地电压相差0.4V,这个电压差就是该机房与总箱连接的零线上的线压降,我们只能调整该数值的大小,可以预知该机房的零地电压不会低于1.1V㊂依据计算公式R=ρL/S㊁U =I R推算可知,要想使得0.4V的线压降无限接近0V,必须是线阻为0,显然是不现实的,所以用了库存的25mm2铜芯线并接在原零线上,理论上导线截面积增加到原来的4倍,线压降应该降到先前的1/4㊂连接完成后开启所有用电设备,测量零地电压的值为1.21V,结果与预测基本一致,证实分析判断以及解决办法可行㊂通过这次调整,虽然没有达到巴可最新要求,但也基本符合早期标准,笔者认为略有偏高对放映影响不会很大㊂事实也证明了这一点,运行四年来未出现类似的问题㊂综上所述,零地电压的控制是一个系统性的问题,为有效防止零地电压过高影响影院优质安全放映,甚至造成精密放映电子设备损坏,给影院造成声誉及经济损失,必须预防性地做好零地电压控制工作,重点包括以下几个方面:(1)影院设计㊁施工时,每个影厅机房设备用电独立设置终端箱,由于机房设备主要使用单相供电,从影院总箱敷设到分箱电缆,要注意零线线径,尽量使用与相线线径一致的电缆,条件允许的话最好敷设独立零线,用金属管穿管屏蔽干扰㊂施工前安排施工人员对零地电压进行一次测量,确保在影院设备安装要求范围之内,如果过高,及时与物业联系,让物业对输变电房零地电压先进行处理,以保障后期工作的顺利开展;施工完成㊁设备安装完毕后,督促施工方对各配电箱零地电压进行全面调整控制,依据先机房后总箱的顺序,将各个点的零地电压调整到要求范围内,力求最小㊂由于上㊁下级配电相互牵制,是一个动态调整过程,不能马虎㊂(2)影院运行过程中,注意不要随意在机房设备专用箱中配接其它无关设备,确需配接新设备的,配接后必须在开启所有接入设备的情况下,测量零地电压值是否升高,如有升高必须进行相间设备互换调整,使之不超过安装要求㊂(3)定期对供电线路中各个配电箱内零线固定桩进行检查并紧固,如发现线桩有焦黑氧化现象必须进行处理,防止因接点接触不良,零线通路电阻升高,而导致零地电压升高㊂。

零地电压测试方法标准_解释说明以及概述

零地电压测试方法标准_解释说明以及概述

零地电压测试方法标准解释说明以及概述1. 引言1.1 概述:在电力系统中,零地电压测试是一种重要的测量手段,用于评估设备的绝缘性能和安全性。

通过检测设备与地之间的电压,可以确定是否存在漏电等问题,并及时采取相应的措施。

本文将对零地电压测试方法标准进行解释说明与概述。

1.2 文章结构:本文分为五个主要部分。

首先介绍引言部分,接着是零地电压测试方法标准的解释说明和概述。

然后,我们将讨论实施零地电压测试的流程和步骤。

最后,给出结论部分,总结主要发现并提出未来研究和改进方向建议。

1.3 目的:本文旨在介绍和解释零地电压测试方法标准,明确其定义、意义和基本原理,并比较国际标准与国内标准之间的差异与一致性。

同时还将详细描述实施零地电压测试所需的流程、步骤、设备要求及注意事项等内容。

最后强调了该方法标准的重要性及其在设备安全保障中具有的作用。

通过本文的阐述,读者将更加全面地了解零地电压测试方法标准以及其在电力系统中的应用价值。

2. 零地电压测试方法标准解释说明:2.1 零地电压测试方法定义零地电压测试是指对电气设备或电路进行的一种常规测试,用于检测和评估设备或电路在正常运行状态下与地之间的电位差。

通过测量这种差值,可以确定设备的绝缘状况以及是否存在潜在的漏电问题。

2.2 零地电压测试的意义和作用零地电压测试旨在确保设备或电路在正常工作过程中无过高的接地电位,从而保护人身安全并防止潜在故障发生。

该测试能够提供关于设备绝缘性能和系统可靠性的重要信息,为防止触电事故、火灾和其他危险情况的发生提供有力保障。

2.3 零地电压测试的基本原理零地电压测试是通过将一个测量引线连接到所需测量点,并将另一个引线连接到接地点来实现的。

然后使用专业仪器来测量这两个点之间的电位差。

通常情况下,应当确保测得的结果在安全范围内。

如果测得值超出指定范围,说明设备或电路存在潜在故障或不合格的绝缘。

这就是针对零地电压测试方法标准的解释说明部分的内容。

如何降低机房零地电压

如何降低机房零地电压

如何降低机房零地电压文中介绍了UPS零地电压的概念、零地电压对负载的影响、零地电压的来源以及降低零地电压的办法,并解析了“非完全隔离工频UPS能有效解决零地电压问题”是一种误解。

1 UPS零地电压的概念零地电压对负载的影响,主要表现在三个方面:引起硬件故障,烧毁设备;引发控制信号的误动作;影响通信质量。

零地电压过高可以引起硬件损坏。

一般情况下,零地电压值不能超过2V。

零地电压过高,除了引起电子设备硬件直接损坏外,还可能*控制信号,造成设备的误启动和误关机;还可能造成误码率上升,丢包率增加,造成通信缓慢,传输速率下降;另外还会影响通信质量,延误或者阻止通信的正常进行。

对于计算机设备而言零地电压过高则会导致服务器速度下降、网络交换速度降低、服务器无故关机,甚至造成硬件损坏。

有时,服务器在零地电压高于某一值(例如2V)时就无法启动。

因此用户安装的某些负载(例如HP小型机、IBM服务器等),厂家的硬件安装工程师在现场就会对安装环境的零地电压进行测量,一般情况下要求小于2V,大于此数值则不予通电开机。

要避免硬件故障发生,服务器管理人员就必须注意服务器的使用环境完全正常。

比较重要的服务器必须在恒温恒湿的环境之下工作。

除此之外,电源环境也要符合标准,必须配备良好的接地系统,以保障零地电压低于2伏。

随着计算机技术日新月异的发展,计算机内部芯片的工作电压越来越低,能耗越来越小。

为了服务器正常工作需要,IBM、HP 等厂家的新型服务器对机房零地电压提出越来越高的要求。

UPS承诺的零地电压小于多少,是指不额外增加的零地电压。

即指在机房的输入配电柜上零地电压为0V时,在UPS输出端的零地电压。

假如用户本身的配电系统达不到要求,零线电流或者线间高次谐波耦合,造成零线相对地线有一定的电压差,这样,在UPS的输入处,零地电压就会升高而达不到设备要求,这不是UPS本身能彻底解决的问题。

例如某机房的UPS在旁路工作时,配电柜零地电压为1.8V,当UPS在逆变供电时,机房配电柜零地电压为2V,则其UPS增加的零地电压为0.2V。

零地电压的产生原因和解决方法(2)

零地电压的产生原因和解决方法(2)

零地电压的产生原因和解决方法(2)零地电压的产生原因和解决方法又如:有个通信局站计算机用交流电源供电,在使用交流电供电的'过程中,计算机串口损坏的现象时有发生,该系统计算机供电为两交流屏分别供电,每个交流屏的交流输入,分别从低压配电两个低压开关引人,在电力机房两交流屏并联使用。

通过测试地线电阻数值为0.6Ω,交流电压、频率变化范围符合标准要求,输出交流线线径符合供电设计要求,三相交流用电负载也基本平衡。

交流零地线接触牢固可靠。

但在负载端检测交流零地电压为2.7一3V,在低压配电输入端检测为0.1一0.3V,在电力机房两交流屏零线之间测试电压为2.7一3V,通过两个交流屏零线并联后,在两并联交流屏输出零地电压降到0.2V左右,在用电负载端测试零地电压为0.5V左右。

从此使用交流电源的计算机和服务器运行正常。

再以UPS为例,UPS由六脉冲(12脉冲)整流电路、逆变电路和控制电路等组成,由于电路结构的特性和大型电感和电容的存在,系统中UPS的应用会造成输出零线与输入零线之间存在电压。

尤其是UPS 交流输人电源线的单股敷设方式,对UPS输出零地电压的影响更为严重。

因而会造成UPS输出零线与地线之间的电压。

如:某大型IDC机房使用6台300kVAUPS供电,由于UPS机房与低压配电机房距离较远,UPS交流输人电源线需要200m左右,UPS 交流输人电源线线径为240mm2,采用TN一S三相五线制单股线敷设方式。

该通信楼的接地为联合接地方式,接地电阻为0.43Ω。

6台300kVAUPS交流输人电源线和交流输出线及零地线线径符合设计要求。

6台300kVAUPS的供电为双母线供电方式,每台UPS交流输人电源线通过本UPS交流配电屏、滤波器到UPS,UPS输出到本UPS的交流输出屏,UPS输出屏各分路输出到IDC机房电源列头柜,电源列头柜的分路输出到IDC的集装柜供电。

在6台300kVAUPS单独进行各种数据实验时,发现在1、2台UPS加载240kW时输出零地电压为6.2V和6.7V;3、4台UPS输出零地电压为2.3V和2.7V;5、6台UPS输出零地电压为0.9V和1.lV。

02 UPS零地电压的探讨_p25

02 UPS零地电压的探讨_p25

由于电缆在线槽中排列较乱,很可 能造成红色电力相线多次穿过三个 地线环的情况,产生感应环流,从 而造成地线电流过大,零地电压升 高,并伴有电磁振动的噪音。
经重新铺设两个配电柜P1和P0的临 时地线电缆后,现场的零地电压降 低到0.8V,两条地线的电流均小于 5A。
PE1+PE2 PE1+PE0 PE2+PE0
相线
12
二、零地电压上升的主要原因
原因之三:平行电缆造成的分布电容(配电线路过于 平行布线)
由于IT设备存在着谐波电流、脉 动电流,只要发生电流的变化 (di/dt),在电缆中就会产生感应电 势。
在某用户现场测量发现,地线PE 中的电流波形居然与相线中的6脉 冲整流电流波形相类似,地线电 流数值达到几十安培。
越高则比值也越大。
L/R
10
H7
9
增大电缆的截面积
增大电缆截面
8
积和增加电缆
并联的根数
7
增加电缆并 联的根数
H5
由此不难得出结论:
对于非线性负载应该采 用多根并联电缆来降低 线路阻抗,从而降低远 端处的零线阻抗。
6
5
H3
4
3
2
H1
1
0
1.5 2.5 4
6 10 16 25 36 50 70 95 120 150 185 240 300
23
四、降低零地电压的措施
3. 电缆施工中应注意的问题: 避免电缆的随意穿插布线,特别是大容量单芯电缆,防
止分布电容和电磁感应引起的骚扰;
剪掉多余的功率电缆,不要可惜这一点点的“浪费”,
该电流通过旁路中性线的引入, 最终流回到电网变压器二次侧。
主电源输入

零地电压的产生,危害和如何解决

零地电压的产生,危害和如何解决

零地电压的产生,危害和如何解决1、零地电压是如何产生的很多用电设备在安装测试时,发现电源的零线和地线之间有电压,有的零点几,有的几伏,有的甚至更高,那么这个电压是如何产生的,为什么又有多有少呢?要理清楚上面问题,先看一下下面的线路图,下面是一个从电力变压器到稳压器到用电设备的线路图。

发电厂出来的高压电三根线ABC到电力变压器,经过三角形对星型电力变压器出来后变成低压电四根线,一般是火线(相线)之间是380V或400V,火线(相线)对零线(中性线)之间是230V或220V,在电力变压器处,零线(中性线)要接地,同时引出地线。

由于线路原因,负载原因等等,到用电设备处的电压过高或是过低或是不稳定,导致设备不能使用或是经常损坏,所以我们在设备前面加装稳压器,起到稳定电压的目的,单相稳压器只需要一根火线,一根零线和一根地线。

我们在安装设备或是稳压器的时候,测量的零地电压,也就是在设备或稳压器的接线端处的N与地之间测得,那设备处的零地理论上是要大于前面稳压器处的,可能很难测出差距,出现这样的现象,主要原因还是零线压降导致的,下面具体说明一下。

从电力变压器到稳压器或是到设备处,中间的线路有一定的距离,包括线的大小,接头,开关多少等都不一样,在没有负载的情况下,理论上无论多远,只要零线上没有电流,零线就没有电压降,那么最后端测量的零地之间都不会有电压,一旦线路中有设备运行,零线带电流后,那么零线就会产生压降,而地线是不参与带载的,所以地线没有压降,从电力变压器同一个点出来的两条线,一个有压降一个没有压降,所以两条线测出来就会有电压差,这就是零地电压的由来。

2、零地电压的危害一般的用电设备,只针对零线和火线之间的电压,只要在范围内,那么设备就能正常工作,但有的设备内部有零地电压检测电路,检测到零地电压超出范围,设备会告警提醒,这主要是考虑的安全问题,目的是防止设备外壳忘记接地,存在安全隐患;另外出现零地电压过高,说明线路一定有问题,就是上面说的零线压降太大,无论从线路安全,设备安全,用电安全都可能存在隐患,所以才有针对零地电压有限制的要求出现。

降低零地电压的方案

降低零地电压的方案

降低零地电压的方案
降低零地电压的办法包括:
 1)缩短零线长度,增大零线截面积可减小零线电抗,从而降低零地电压。

该解决方案的有点是效果明显,从零线电抗计算公式Zn=ρL/S看,当线长L 减小,导线截面积增大,Zn随之减小,零地电压也同时降低。

但收到现场实际情况限制,不太容易实现。

需在机房初期设计阶段充分考虑,否则很难更改。

零线和地线截面积应该保证在相线的1.5倍以上。

 2)对于非隔离双变换纯在线的UPS,逆变器工作时UPS输入端零线电流理论上应该为0V。

但UPS的输出中线电流是由粗在三相是否均衡来决定,所以尽可能将负载均分到三相上,也能减小零地电压。

 3)测量接地电阻是否符合国家标准。

例如接地体的接地电阻不得大于4Ω,联合接地体的布线电阻小于1Ω等要求。

检查地线接头处连接是否有松动或者上锈,从而加大了接触电阻
 4)UPS负载端加隔离变压器,并将隔离后的零线接地,即PPC或者PDU
精密配电柜。

该解决方案的优点在于能够非常有效的解决负载端零地电压的问题。

因为隔离后的零线接地,可以保证负载的零地电压趋近于零。

隔离变压器是一个非常成熟的产品,品种全,可以满足各种功率等级的要求,供货周期短,价格低廉,而且安全可靠、无风险。

目前计算机房用户多采用这种。

机房零地电压

机房零地电压
• IT设备机内开关电源是通过DC/DC变换向IT设备供电的 • DC/DC变换电路中配置有高频隔离变压器,此变压器将交
流输入电路与为IT设备供电的低压直流电路完全隔离开来。 • 从传播途径看,根本不会影响到IT内部的CPU、RAM、
EPROM、硬盘等元器件,所以无论是多高的零地电压都根 本不可能对数据IT系统造成任何影响。
整理课件
• 为避免此种事故的发生,IT设备厂家就在设备开机供电前先 检查系统零线是否接好接牢,并在装机程序上做出明确的 规定。检查零线是否接好的办法是:用电表测量电源的零 线与地线之间的电压,
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地线电位差才是IT设备工作不稳定的根本原因
• 目前,国内业界所说的根据“统计数据”,“零地电压”过高 对IT设备,如主机、小型机、服务器、磁盘存储设备、网络 路由器、通信设备等的影响可概括为以下几种:
• 这些类型的故障和它们所具备的特征说明,如果是供电系 统造成的,那么引发故障的最大可能性是地线问题。具体 的说,是系统中各接地点的等电位问题。
整理课件
• 造成接地点不是等电位的主要原因有两种: • (1)地线中有周期性的零线电流 • (2)互联设备系统地线中存在地线噪声,产生的原因有以下
几个方面:
• 三相供电系统对单相负载供电时,三相系统的零线是绝对不允许断开的。 当零线漏接、虚接或四线转换开关转换的瞬间,出现火线接通而零线断 开的状态时,都会瞬间影响甚至损坏IT设备。此过程如图所示。
➢输入为三相系统,两组IT设备分别接在三相 电源的A、B两相上,每个IT设备的输入都是 220V,而两相输入之间的电压差是380V。 在交流输入线电压正常的情况下,如果由于某 种原因是零线瞬间断开,电路状况如下: ➢假定UA在正半周,UB在负半周,电流的途径 是:UA→VD1→负载1→VD2→VD3→负载 2→VD4→UB ➢于是,UAB 380V电压加在负载1和负载2上。
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不可小觑的零地电压(1)
【赛迪网讯】零地电压是困扰信息类设备使用的一个较突出问题,而且直接影响到了系统的稳定运行,以及设备的使用寿命。

正确处理零地电压问题,对于维护整个机房的安全、稳定运行至关重要。

电能是生活中最重要能源之一。

而且各个行业的用户对供电的质量也提出了越来越高的要求,除了传统的供电可靠性、电压质量与频率质量等衡量标准外,对零地电压也提出了较高要求。

零地电压问题在计算机机房设计国标中没有硬性规定,但在现实工作中又会经常遇到,它如何产生?有什么危害?应控制在多大范围内呢?
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零地电压的形成
我国发电厂的发电机组输出额定电压为3.15~20kV。

为减少线路能耗,一般电能的输出要经发电厂中的升压变电所升压至35~500kV,再由高压输电线传送到受电区域变电所,降压至6~10kV,经高压配电线送到用户配电变电所并降压至380V低压,以提供给用户使用。

对于任何一个用户来讲,为其提供电力设施的供电线路一般都很长,由于各输电线路之间的电流并不相等,因此在用户端、零地之间肯定存在零地电压。

不过,如果能够把零地电压控制在一定范围之内,就不会对系统或者设备造成危害。

但在某些场合,异常情况往往会导致零地电压的偏大,例如:
(1)三相电源配电时负载不平衡;
(2)接地电阻不符合规范要求;
(3)N(零)线、PE(地)线线径不够或断路;
(4)高频谐波引起电位升高;
(5)电磁场干扰;
(6)使用UPS、电子稳压器等电子供电设备;
(7)用的插线板不符合电器标准;
以前,造成零地电压偏高的主要原因是前三项。

近些年来,随着节能灯等气体放电类光源的普遍使用,变频技术、大容量可控硅整流装置的广泛应用,都使得零地电压值产生了偏高。

在以上产生零地电压的因素中,第(6)、(7)两项是用户设备的问题,以使用UPS
为例,UPS是由整流电路,开关电源等组成的,由于电子电路的特征以及电感和电容的存在,系统中UPS的应用会造成输出零线与输入零线之间存在电压差,因而造成了输出零线与地线之间的电压差。

零地电压的危害
零地电压对负载的影响,主要表现在三个方面:引起硬件故障,烧毁设备;引发控制信号的误动作;影响通信质量。

零地电压过高可以引起硬件损坏。

一般情况之下,零地电压值不能超过2V。

零地电压过高的危害,除了引起电子设备硬件直接损坏外,还可能引发控制信号的误动作,造成设备的误启动和误关机。

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零地电压过高,还可能造成误码率上升,丢包率增加,造成通信缓慢,传输速率下降。

影响通信质量,延误或阻止通信的正常进行。

对于计算机设备而言,零地电压过高则会导致服务器速度下降、网络交换速度降低、服务器无故关机,甚至造成硬件损坏。

有的时候,服务器在零地电压高于某一值(比如2V)时就无法启动。

因此用户安装的某些负载(例如HP小型机、IBM服务器等),厂家的硬件安装工程师在现场就会对安装环境的零地电压进行测量,一般情况下要求小于2V,大于此数值则不予加电开机。

要避免硬件故障发生,服务器管理人员就必须注意服务器的使用环境完全正常。

比较重要的服务器除必须在恒温、恒湿的环境之下工作外,电源环境也要符合标准,不仅要采用UPS,还必须配备良好的接地系统,以保障零地电压低于2伏。

零地电压的控制
因为零地电压是影响机器运行可靠性的重要因素,零地电压高会造成机器故障或损害,所以必须对它加以控制。

因为零地电压的形成原因很复杂,所以控制要有针对性。

主要考虑的问题和解决的途径如下:
保障负载均衡。

如果三项用电不平衡,零线N上的电流就会加大,零线N两端的电压差就会直接造成零地电压。

因此,在可能的条件下要尽量配平三相负载,并定期根据负载的使用变化进行必要的调整。

此外,还可以通过增加零线截面积,减少零线的线路电压损失,从而在一定程度上降低零地电压。

建立良好的接地系统,尽量降低接地电阻。

接地电阻一高,很小的电流就会产生零地电压,所以一定要降低。

在计算地线线径问题时,在考虑了系统可能的最大用电量和安全的基本需求后,需要特别计算电缆长度,对不同高度楼层使用的不同线径的地线,需要给予明确规定。

尽量选用绿色的、谐波干扰符合国家规定的用电设备。

必要时还可安装相应抑制高次谐波的设备,以从根本上净化电网。

同时还必须加强定时、定期和有针对性的设备维护保养,才能确保设备正常运行,降低高次谐波。

选用有零地电压控制能力或零地电压值较小的UPS。

在机房中,大量负载为服务器、交换机等类型的负载,这些负载本身因为电路原因产生大量谐波,谐波导致电缆发热,还会导致输入电源的零地电压超过服务器所要求的小于2V的指标,在选购UPS时,需要考虑零地电压的控制问题。

有些类型的UPS经过特殊的设计,甚至可以使输出的零地电压小于1伏。

对于供配电二次
装修涉及到的电气施工的监管要严格。

由于二次装修的工程量大小不一,如果管理不好,也会影响施工质量和供电系统安全。

加装隔率变压器也是降低零地电压的有效措施。

在零地电压过高,一般方法无法控制零地电压的情况下,为保证负载可以正常开机运作,可以采用加装隔离变压器的办法,来隔离输入和输出之间的电气连接。

不过,此方法只适用于无内置隔离变压器的UPS,一般采用在其输出端加装输出隔离变压器的方式。

(n101)。

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