在雷電綜合防護(hù)工程中，接地是一種不可少的重要措施之一。GB50057-94(2000版)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》明確規(guī)定防雷工程中應(yīng)采取共用接地系統(tǒng)和等電位聯(lián)結(jié)。防雷接地不僅要求能迅速泄放雷電流，還要求泄放雷電流后，保持地電位的穩(wěn)定和均衡，盡可能消除電位差。如果機(jī)房防雷接地系統(tǒng)中零地電壓過高，不但影響通信造成數(shù)據(jù)傳輸誤碼率增大，甚至?xí)�損壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。有些設(shè)備（如服務(wù)器、小型機(jī)等）還設(shè)置有零地電壓檢測電路，一旦零地電壓高于某一規(guī)定值就不能開機(jī)。

    還有很多設(shè)備都對零地電壓有明確的要求，如調(diào)制解調(diào)器要求不大于5V，衛(wèi)星通信技術(shù)要求小于3V，個別重要服務(wù)器甚至要求小于1V�？梢娫O(shè)法降低或消除零地電位差是機(jī)房防雷接地系統(tǒng)中必須要解決的問題。筆者根據(jù)不同的形成原因，談?wù)劷档土愕仉娢徊畹囊恍┏鯗\認(rèn)識，提出一些減少或降低零地電位差的方法。 

    1 零地電位差較大的原因分析

    1.1 三相電源配電時負(fù)載分配嚴(yán)重不平衡，造成零線電流過大
    按照GB50174——93《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》，機(jī)房應(yīng)采用TN-C-S方式配電。進(jìn)入建筑物以前為TN-C，進(jìn)入后采用TN-S制，如圖1所示。若單相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡，即相電流幅值不等，夾角不為120度，則流入中線中的電流較大，最大時可接近相電流。而由于中線阻抗的存在，中線電流在阻抗上就會產(chǎn)生電位差。零線上遠(yuǎn)離進(jìn)線端的點(diǎn)，相對于地電位就可能較高。

    1.2   三相不平衡且中性線斷線、未接好或阻抗較大導(dǎo)致中性點(diǎn)位移 
    如圖2所示，三相不平衡的TN-S系統(tǒng)中，中線完好時，N1點(diǎn)為負(fù)荷中性點(diǎn)，因?yàn)榇藭rN1至U1、V1、W1電壓絕對值相等，但由于某種原因使中線斷線或接地不良，這時N1點(diǎn)不再為中性點(diǎn)，這種現(xiàn)象稱為中性點(diǎn)位移。這時，各相負(fù)荷承受的電壓變大或變小，N1點(diǎn)電位發(fā)生變化。

    1.3 中線（零線）中有較多高次諧波電流流過
    供電系統(tǒng)中的諧波電流源通過電網(wǎng)將在阻抗上產(chǎn)生諧波壓降，從而導(dǎo)致諧波電壓的產(chǎn)生。由于諧波電流必然在零線上產(chǎn)生壓降，而使零地電位差抬高。

    1.4 電磁場干擾
    當(dāng)零線與其它線路構(gòu)成較大回路，且受電磁場干擾，零線中會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。這在設(shè)備未開機(jī)，零線線纜較長時表現(xiàn)更為明顯。

    1.5 接地電阻不符合要求 
    共用接地時零線接地電阻、地線重復(fù)接地電阻要求小于4歐姆，若接地電阻太大或與大地接觸不良，受電流在接地電阻上產(chǎn)生電壓降的影響，零地電位差可能抬高。 

    1.6 PE線中存在較大的電流
    正常工作時，PE線中不應(yīng)有電流，但若出現(xiàn)以下情況都可能導(dǎo)致PE線中有電流，從而有電壓降存在。那么，沿PE線，各點(diǎn)零、地電位差會出現(xiàn)不一致現(xiàn)象。 

    1.6.1 用電設(shè)備漏電，如相線與外殼絕緣不良、碰殼短路、相地接反，這時PE線中有較大的漏電流通過。 

    1.6.2 PE線與N線接錯或在某一點(diǎn)PE與N線短接。PE線與N線混接時，PE線中雜散電流最大，在N線中的一部分工作電流也會流過PE線。

    1.6.3 PE線各重復(fù)接地點(diǎn)的電位不等。由于電位差的存在，PE線中有電流產(chǎn)生。

    1.6.4 PE線附近有直流大電流流動（如地鐵附近）。雜散電流會通過大地流入PE線。如上海地鐵牽引電源為1500V直流電源，直流電可能通過大地泄漏到PE線中形成雜散電流。

表1 不同元素的電位 （溫度25。C） 

     1.7 接地時使用了不同材料的接地極 
    施工時為了降低工作接地的接地電阻，采用銅作接地極，而PE線重復(fù)接地時，為降低工程造價，采用角鋼作接地極，這時不同材料會在土壤中呈現(xiàn)不同電位，從而造成電位差。如表1，工作接地用銅，重復(fù)接地用鐵，則兩極之間就會產(chǎn)生0.777V的電位差。0.777V的電位差對于某些零地電位差要求較高的設(shè)備來說不可忽 視。

    1.8 接地線長度不合乎要求 
    高頻電子設(shè)備的接地線要求必須小于λ/4（其中λ為高頻波的波長），否則會產(chǎn)生駐波 ；由于駐波存在波腹與波節(jié)（即電壓的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)），所以接地線兩端可能存在電位差。

    1.9 UPS選用不當(dāng) 
    UPS的功率因數(shù)較低，因而有較多的諧波成分，而上面已提到諧波電流可導(dǎo)致零地電位抬高。此外，有些UPS不帶有隔離變壓器也不能有效的抑制零地電位漂移。

　　據(jù)工信部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2013年我國數(shù)據(jù)中心用電量約占全社會用電量的5%，即2600億kWh，其中約40%被機(jī)房制冷系統(tǒng)消耗，年消耗的電量約為1060億kWh，折合標(biāo)準(zhǔn)煤約3400萬t。目前，我國的數(shù)據(jù)中心機(jī)房制冷主要依靠傳統(tǒng)空調(diào)技術(shù)，不但耗電量巨大，而且電能使用效率(PUE)較高，因此具有較大的節(jié)能空間。機(jī)房智能直冷優(yōu)化應(yīng)用技術(shù)可替代現(xiàn)有機(jī)房傳統(tǒng)空調(diào)制冷系統(tǒng)，有效降低空調(diào)運(yùn)行耗電量，節(jié)能效果良好。目前應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量15萬tce/a，CO2減排約40萬t/a。

　　技術(shù)內(nèi)容

　　1.技術(shù)原理

　　機(jī)房智能直冷優(yōu)化應(yīng)用技術(shù)利用制冷劑自然相變循環(huán)原理，以溫差的形式產(chǎn)生壓差，驅(qū)動制冷劑工質(zhì)的自然相變循環(huán)流動，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外無動力熱量交換。同時，采用機(jī)房能效管理軟件及環(huán)境維持系統(tǒng)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)按需供冷的自適應(yīng)冷量調(diào)節(jié)及機(jī)柜級溫度場控制。采用該技術(shù)的智能冷卻終端，可顯著降低機(jī)房原有空調(diào)制冷系統(tǒng)運(yùn)行時的耗電量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

　　2.關(guān)鍵技術(shù)

　　(1)機(jī)房內(nèi)外無動力熱量交換技術(shù)

　　安裝在機(jī)柜背部制冷終端內(nèi)的液態(tài)制冷劑吸熱后蒸發(fā)為氣態(tài)，依靠重力作用，沿制冷劑導(dǎo)管自然流動至室外冷量分配單元，冷凝后變?yōu)橐簯B(tài)，又自然回流至智冷終端內(nèi)，依此循環(huán)，源源不斷地將室內(nèi)機(jī)柜產(chǎn)出的熱量排放至室外，實(shí)現(xiàn)機(jī)房室內(nèi)外的無動力熱量交換。

　　(2)按需供冷的自適應(yīng)冷量調(diào)節(jié)技術(shù)

　　每臺機(jī)柜內(nèi)設(shè)備的發(fā)熱量不同，制冷終端內(nèi)制冷劑蒸發(fā)量不同，從而使冷卻回流液帶回的制冷量不同，通過機(jī)房能效管理軟件，可自動調(diào)節(jié)智冷終端及室外冷源的制冷量，實(shí)現(xiàn)按需供冷。

　　(3)機(jī)柜級溫度場控制技術(shù)

　　傳統(tǒng)機(jī)房制冷是利用高密空調(diào)同時面向多個機(jī)柜組制冷，從而導(dǎo)致離空調(diào)通風(fēng)口距離不同，制冷效果不同。本技術(shù)直接在每個機(jī)柜背部安裝智冷終端，獨(dú)立面向機(jī)柜熱源均勻制冷，解決機(jī)房溫度環(huán)境局部過熱的問題。

　　3.工藝流程

　　機(jī)房智能直冷優(yōu)化應(yīng)用技術(shù)運(yùn)行流程如圖1所示。機(jī)房內(nèi)(圖右側(cè))每個機(jī) 柜排出的熱風(fēng)，使安裝在其背部的智能冷卻終端內(nèi)的制冷劑工質(zhì)受熱后發(fā)生相 變，由液態(tài)蒸發(fā)為氣態(tài)，依靠壓差沿制冷劑氣體管路將熱量帶到室外系統(tǒng)(圖左 側(cè))的冷量分配單元，在冷量分配單元內(nèi)與室外冷源進(jìn)行熱交換;制冷劑工質(zhì)受 冷后由氣態(tài)冷凝為液態(tài)，依靠自身重力沿制冷劑液體管路回流到智能冷卻終端 內(nèi)，從而完成一個完整的熱力循環(huán)，機(jī)房內(nèi)產(chǎn)生的熱量依此源源不斷傳遞到室外。 當(dāng)室外濕球溫度低于14℃時，系統(tǒng)自動啟用冷卻塔，不啟用冷水機(jī)組壓縮機(jī)，充分利用自然冷源，達(dá)到節(jié)能的目的。

　　系統(tǒng)運(yùn)行流程示意圖

　　主要技術(shù)指標(biāo)：

　　1.節(jié)能率≥30%;

　　2. PUE指數(shù)≤1.3。