冷池机房:数据中心零地压原理与安全性探讨！

零地电压是数据机房中一个颇有争议的问题。 机房设备技术人员称零地电压高时服务器容易死机、通讯设备运行缓慢、通讯速度下降。而电源设备商认为，只要零地电压在10V以下即可，该观点基于电路逻辑上推理，零地电压对负载不存在影响路径。 

      下文以个人观点分析零地电压的产生过程以及对机房设备的危害，并提出个人观点。便于大家互相讨论学习，正确地看待零地电压问题，走出零地电压的技术误区。 

一、 数据中心零地电压产生原

地线电流：电源地、保护地、逻辑地、屏蔽地、防雷地，几种地线都在系统接地极(或者由接地极引线到机房总配电柜)接在一起。只有当输入市电中存在干扰电压(例如雷击感应电压、输入市电瞬变电压)时，才可能通过线路中的共模干扰滤波环节形成地线电流。 

零线电流：当负载投入运行后，一定有大量的零线电流沿零线流回到各级母线，并在母线的零排处叠加，叠加后未被抵消的部分将流回到接地点。 

零线中工作电流的大小则取决于下列运行条件： 

     1. 电网三相电压幅值或相位的对称度，产生三相不平衡电流。 

     2. 三相负载电流的大小或阻抗性质不对称，产生三相不平衡电流。 

     3. 三相负载中是否有3n次谐波的存在等。

零线阻抗：线阻的大小取决于零线的线路长度与线径。

零地电压：由于零线阻抗的存在，在各级母线的零排之间就形成了电压降。这样以地电位为参考点，零线上的各个点就形成了对地的电压降，这就是所谓的“零地电压”。

二、零地电压是否会对IT设备造成伤害

       IT设备内开关电源是通过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，所以零地电压根本不可能对数据IT系统造成任何影响。

三、IT设备厂商对供电系统零地电压的要求

•IBM公司IT设备调试前，测量零地电压大于1V，拒绝上电开机。

•机房的技术人员误以为零地电压高时会影响IT设备正常运行。

为什么IT设备厂商要对供电系统零地电压提出要求。

       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。此过程如下图。

每个IT设备的输入都是22 0V，而两相输入之间的电压差是380V。

如果由零线瞬间断开，结果如下：

•负载1和负载2相等，分别加载电压380V/2=190V；

•负载1和负载2不相等，380V按阻抗比分配电压；

•负载1和2极端不平衡，380V几乎加在一路负载上，开关电源整流滤波后的直流母线电压由310V升高至接近540V，此路会严重过压。

      为避免此种事故的发生，IT设备厂家就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。