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通過對(duì)UPS在使用過程中因零地電壓過高對(duì)負(fù)載產(chǎn)生的危害事故案例分析，著重指出必須重視UPS零地電壓和接地問題。闡述了UPS零地電壓過高產(chǎn)生的原因及改進(jìn)措施，提出UPS供電系統(tǒng)要有單獨(dú)的接地線，接地電阻要小于4Ω，零地電壓要小于2V，這樣才能負(fù)載正常運(yùn)行。 

零地電壓是UPS輸出電壓的重要技術(shù)指標(biāo)，會(huì)直接影響負(fù)載的穩(wěn)定運(yùn)行。而正確處理UPS輸出的零地電壓，有利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，提高負(fù)載的使用壽命。

1.接地的基本概念

將電氣設(shè)備或用電保護(hù)裝置的外殼用導(dǎo)線（又稱接地線）與接地體連接簡(jiǎn)稱接地。直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體或金屬導(dǎo)體組稱為接地體。接地線和接地體總稱為接地裝置。

（1）對(duì)地電壓

電氣設(shè)備的接地部分（如接地外殼、接地線和接地體等）與大地零電位點(diǎn)（在距接地體或接地處10m以外的地方）之間的電位差稱為接地時(shí)的對(duì)地電壓。

（2）接地電阻

接地體對(duì)地電阻和接地線電阻的總和稱為接地裝置的接地電阻。

（3）接地體作用

接地目的是為了，防止電氣設(shè)備損壞和人身，電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。為了人身，所有電氣設(shè)備都應(yīng)安裝接地裝置。若該電氣設(shè)備一旦因絕緣損壞或感應(yīng)帶電，則電流可以經(jīng)過接地線和接地體流入大地中去，不產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓以人身。

（4）接地裝置的安裝

接地裝置包括接地體和接地線兩部分。

①接地體

接地體可盡量利用自然接地體，如敷設(shè)在地下的各種金屬管道，一般自然接地體不能滿足接地電阻要求時(shí)，可采用人工接地體。人工接地體可采用下述方法：在地表下挖長(zhǎng)5m，深3m的溝槽，底部平鋪一層粗砂，砂層上放入煤渣層，放入由鋼管、角鋼或銅管做成的銅排，角鋼接地體一般為40mm×40mm×4mm或50mm×50mm×5mm，長(zhǎng)2.5m以上，導(dǎo)電排與接地線要用卯接或焊接方式聯(lián)接，然后在鋪上煤渣層，平均撒上工業(yè)用鹽，在平鋪砂層填土壓時(shí)，這樣才能滿足接地電阻小于4Ω的要求。禁止在地下用裸鋁導(dǎo)體作為接地體，但可用鋼管或粗銅線作接地體。

②接地線

接地線主要采用扁鋼（截面積應(yīng)大于48mm2）焊接，也可采用扁銅線。

③接地電阻值的測(cè)量

可以采用接地電阻測(cè)試儀，對(duì)接地裝置的接地電阻進(jìn)行測(cè)量，接地電阻測(cè)試儀屬搖表類型。一般接地電阻要小于4Ω。

2.零線的定義

發(fā)電機(jī)和變壓器的三相低壓繞組采用Y型連接，連接后的中點(diǎn)引出的導(dǎo)線稱中線，在三相四線制供電線路中，中線通常在變壓器輸出點(diǎn)直接接地，接地的中線稱為零線。在380/220V供電線路中，相線與零線之間的電壓為220V，理論上零地電壓為0V。

3.產(chǎn)生零地電壓過高的原因

由于三相電流不平衡，在用戶端零地之間肯定存在零地電壓。但只要把零地電壓控制在2V以下，就不會(huì)對(duì)系統(tǒng)或者設(shè)備造成危害。產(chǎn)生零地電壓過高的原因有以下幾點(diǎn)：

（1）三相電源負(fù)載不平衡；

（2）接地電阻過大；

（3）零線和地線的線徑太細(xì)或斷路；

（4）高頻諧波或電磁場(chǎng)*引起電位升高；

（5）使用UPS、電子穩(wěn)壓器等電子供電設(shè)備；

（6）用的插線板不符合電器標(biāo)準(zhǔn)；

其中前三項(xiàng)是造成零地電壓偏高的主要原因，第（5）、（6）兩項(xiàng)是用戶設(shè)備的問題，只要合理選擇UPS設(shè)備，正確選型和配線，就不會(huì)因設(shè)備問題造成UPS輸出零地電壓過高。

4.零地電壓對(duì)負(fù)載的影響

零地電壓對(duì)負(fù)載的影響，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：

（1）引起硬件故障

一般要求UPS輸出零地電壓值不超過2V。零地電壓過高可能引發(fā)控制信號(hào)的誤動(dòng)作，造成設(shè)備的誤啟動(dòng)和誤關(guān)機(jī)。還可能造成誤碼率上升，丟包率增加，造成通信緩慢，傳輸速率下降，影響通信質(zhì)量，延誤或阻止通信的正常進(jìn)行。

（2）燒毀設(shè)備

對(duì)于計(jì)算機(jī)設(shè)備而言，零地電壓過高則會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器速度下降、網(wǎng)絡(luò)交換速度降低、服務(wù)器無故關(guān)機(jī)，甚至造成硬件損壞。

（3）引發(fā)控制信號(hào)的誤動(dòng)作

有的時(shí)候，服務(wù)器在零地電壓高于某一值（比如2V）時(shí)就無法啟動(dòng)。因此用戶在安裝設(shè)備時(shí)，廠家的硬件安裝工程師在現(xiàn)場(chǎng)就會(huì)對(duì)安裝環(huán)境的零地電壓進(jìn)行測(cè)量，一般情況下要求小于2V，大于此數(shù)值則不予加電開機(jī)。

（4）影響通信質(zhì)量

零地電壓有時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致硬件損壞。因此，高頻設(shè)備供電不僅要采用在線式UPS，還必須配備良好的接地系統(tǒng)，以零地電壓低于2伏。

5.零地電壓過高的改進(jìn)

因?yàn)榱愕仉妷菏怯绊慤PS后續(xù)設(shè)備運(yùn)行可靠性的重要因素，一般要求零地電壓控制在2V以下，為此可從以下幾方面加以控制：

（1）三相電力負(fù)載盡可能均衡。如果三相用電不平衡，零線上的電流就會(huì)加大，零線N兩端的電壓差就會(huì)直接造成零地電壓過高。因此，要盡量配平三相負(fù)載，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，從而有效降低零地電壓。

（2）建立獨(dú)立、良好的接地系統(tǒng)，盡量降低接地電阻，接地電阻不能超過4Ω。接地線和接地體要符合電力設(shè)施規(guī)范，請(qǐng)專業(yè)人員做接地線且用儀器測(cè)量，務(wù)必使接地電阻符合要求。

（3）UPS零線輸入端不能加裝開關(guān)。UPS輸入端零線不能裝開關(guān)，任何時(shí)間不能讓零線斷路，特別是對(duì)UPS做蓄電池放電維護(hù)時(shí)，可斷開火線但不能斷開零線，否則會(huì)使UPS輸入的零線懸空造成輸出零地電壓升高。

（4）選用零地電壓值較小的UPS。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。

（5）UPS輸出端加裝隔率變壓器。當(dāng)UPS輸入的零地電壓不高，而輸出零地電壓過高時(shí)，可以采用在UPS輸出端加裝隔率變壓器的辦法來隔離輸入和輸出之間的電氣連接，同時(shí)在隔離變壓器輸出的零線端直接做接地處理。

以下舉例說明：湖北鐘祥某銀行分理處下設(shè)的幾個(gè)儲(chǔ)蓄所反映柜臺(tái)通信交換機(jī)總是掉線。實(shí)地檢測(cè)結(jié)果表明UPS輸出零地電壓高達(dá)36V，故障原因是UPS輸出零地電壓過高所致，查看接地線發(fā)現(xiàn)該分理處下設(shè)的幾個(gè)故障所的接地線都是用一根6mm2的導(dǎo)線植入地下，由于干旱，其接地電阻加大所致。該所后來單獨(dú)做了規(guī)范的地線，就再也沒有出現(xiàn)類似故障。

河北唐山某銀行分理處反映在對(duì)UPS蓄電池做放電維護(hù)時(shí)零地電壓高達(dá)40V，機(jī)房管理員在對(duì)蓄電池放電時(shí)斷開了市電雙刀開關(guān)，使輸入零線懸空，造成UPS零地電壓過高，采取了在雙刀開關(guān)零線側(cè)短接零線，保持零線常通的改進(jìn)措施，UPS輸出的零地電壓也正常了。

6.結(jié)束語

零地電壓是UPS輸出電壓的重要技術(shù)指標(biāo)，直接影響負(fù)載的穩(wěn)定運(yùn)行。正確處理UPS輸出的零地電壓，制作符合規(guī)范的接地裝置，接地電阻必須小于4Ω，UPS輸出的零地電壓小于2V，這樣才能有效促進(jìn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，避免造成重大損失。