弱电机房中零-地电位差产生原因与对策

　　引 言

　　在弱电机房防雷防静电检测中，时常会碰到当机房的零——地电位差偏大的情况，用户(特别是银行、保险公司、证券公司、医院等单位)要求帮助分析原因和提供解决办法，这常使我们不少同志感到为难。其实，我国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——地之间就会存在零——地电位差。通常，供电部门会把零地电位差控制在一定范围之内，不会对系统或者设备造成危害。但有些电子信息设备基于电磁兼容的要求，要求工作在较低零——地电位差的供配电系统中(比如≤2V)。特别是银行、保险公司、证券公司等有较多的远程数据通信设备，而这些设备对零-地电位差要求较高(如调制解调器要求不大于5V，卫星通信技术要求小于3V，个别重要服务器甚至要求小于1V)。如果不符合要求零——地电位差要求，不但直接影响到设备的安全使用，而且还影响到系统的稳定运行。笔者根据自己的检测、施工经验，综合分析了零地电位差的危害、形成原因及对策，供广大同仁交流。

　　1 零——地电位差较大对电子信息设备的危害

　　1.1可以引起硬件损坏，甚至烧毁设备;

　　1.2会引发控制信号的误动作，造成设备的误启动和误关机;

　　1.3可能造成误码率上升，丢包率增加，造成通信缓慢，影响通信质量。传输速率下降，延误或阻止通信的正常进行。

　　1.4有些设备在零地电位差高于某一值(比如2V)时就无法启动。因其自带自检程序，当检测到零——地电位差大于此数值则不予加电开机。

　　2 产生零——地电位差较大的原因分析

　　2.1 三相电源配电时负载分配严重不平衡，造成中性线电流过大。机房配电一般为TN-S系统(图1)，由于中线阻抗的存在，中线电流在阻抗上就会产生电位差。中性线上远离进线端的点，相对于地电位就可能较高。

　　2.2 三相不平衡且中性线断线、未接好或阻抗较大导致中性点位移。如图2所示，三相不平衡的TN-S系统中，中线完好时，N1点为负荷中性点，因为此时N1至U1、V1、W1电位差绝对值相等，但由于某种原因使中线断线或接地不良，这时N1点不再为中性点，这种现象称为中性点位移。这时，各相负荷承受的电位差变大或变小，N1点电位发生变化。

　　2.3 中性线(零线)中有较多高次谐波电流流过。由于谐波电流必然在零线上产生压降，而使零地电位差抬高。

　　2.4 电磁场干扰

　　当零线与其它线路构成较大回路，且受电磁场干扰，零线中会产生感应电位差。这在设备未开机，零线线缆较长时表现更为明显。当逆变器工作时，UPS输入端零线电流理论上应该为零。但由于机房输入配电柜内所有的电缆走的都是大电流，这些电流包括UPS，机房的逆变器，本楼层的照明，空调等等。每一根电缆都含有大量的电磁干扰，所有的这些电缆被捆扎在一起走长线，使得这些高频干扰互相串扰，高频干扰电流在零线、地线上流过带来了零地之间的压降。