零地電壓對(duì)UPS的影響分析

零地電壓偏高會(huì)不會(huì)就是致命弱點(diǎn)呢?本來一般用戶一提零地電壓就談虎色變。問題的提出者又火上加油，更把它提高到致命的高度。關(guān)于零地電壓的影響問題，筆者已在多篇文章和書籍中有詳細(xì)敘述，不妨在這里再敘述一下。

形成干擾必須具備三大因素:干擾源、傳遞干擾的途徑和受干擾的設(shè)備。這三者缺一不可，討論就從這三者入手。山零地電壓是不是干擾源如果證明零地電壓確實(shí)是干擾源，零地電壓干擾負(fù)載甚至是致命的弱點(diǎn)這個(gè)結(jié)論就可能成立，高頻機(jī)型ups零地電壓偏高的影響也罪責(zé)難逃。為了說明零地電壓，先得要弄清楚零地電壓是什么。圖8示出了零地電壓的位置。從圖中可以看出，零地電壓指的是負(fù)載下端和地之間的電壓。理想的接線方法在零線上是沒有電流的，它只是一個(gè)參考點(diǎn)，所以整條零線上就是一個(gè)零電位。一般零線和地線在交流市電的源端(比如變電站)是接在 一點(diǎn)并且接地的，如圖中所示。這樣一來就可以看出，所謂零地電壓就是零線電流和零線電阻共同形成的零線電壓。圖8以A相電源UA為例，很明顯，如果此時(shí)負(fù)載開關(guān)S是斷開的，就沒有負(fù)載電流，即IA二O，那么零線上也沒有電流，當(dāng)然零線上也沒有壓降，零地電壓也為零。

當(dāng)開關(guān)S閉合后，負(fù)載電流IA從UA出發(fā)就沿箭頭方向通過開關(guān)S→負(fù)載→零線→電阻→回到昆形變壓器的中點(diǎn)0。值得注意的是負(fù)載電流IA先是流過負(fù)載，從負(fù)載出來后，才進(jìn)入零線回到中點(diǎn)，換句話說負(fù)載電流IA在負(fù)載上做功在先，經(jīng)過零線在后，即零線上的壓降是做完功的回程電流在零線上留下的印記。難道說這個(gè)印記還會(huì)反回去將做過功的結(jié)果再給反過來!比如是驅(qū)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)馬達(dá)，開關(guān)S閉合一下，馬達(dá)就動(dòng)一下，而后就在零線上出現(xiàn)一段零地電壓，難道這段零地電壓還可再回去不讓馬達(dá)動(dòng)作或使其動(dòng)作不正常?這里有一個(gè)基本概念:實(shí)際上零地電壓是和負(fù)載動(dòng)作同時(shí)出現(xiàn)和同時(shí)消失的，不存在影響后面動(dòng)作的問題。

還有人說零地電壓可導(dǎo)致有些負(fù)載出現(xiàn)誤碼或丟碼。這又是一個(gè)基本概念問題。眾所周知，UPS供出的交流電壓是給包括計(jì)算機(jī)在內(nèi)的電子設(shè)備內(nèi)部電源的，這個(gè)內(nèi)部電源的任務(wù)就是將交流電壓變換成內(nèi)部電路所需的直流電壓，而且電子設(shè)備的內(nèi)部電路只和本機(jī)的電源打交道，所以本機(jī)電源的質(zhì)量好壞才直接影響著本機(jī)電路的工作質(zhì)量。負(fù)載的誤碼不誤碼和UPS沒有任何關(guān)系，因?yàn)槟鞘秦?fù)載設(shè)備內(nèi)部電源的事情。所以在這里零地電壓不是干擾源。

(2)傳遞干擾的通道:零地電壓傳遞到負(fù)載

假設(shè)零地電壓是千擾源，現(xiàn)在看一看它如何能加到負(fù)載上去。在這里取出UPS中的一相電壓UA。作為例子。將零線上的分布電阻用集中參數(shù)RN代替，負(fù)載電阻是RL，于是負(fù)載和零線就是跨接在電源UA兩端的兩個(gè)串聯(lián)的阻抗。兩個(gè)阻抗上的電壓之和就是電源電壓，即UL十UN二UA。

兩個(gè)電阻上流過同一個(gè)電流fA，由于零線敷設(shè)完畢后，零線電阻就是個(gè)不變的定值，就是電阻負(fù)載，對(duì)外不會(huì)產(chǎn)生任何影響。當(dāng)然會(huì)有人說:流過零線的還有諧波電流，如圖中虛線箭頭所示。是的，盡管有諧波電流流過，盡管也會(huì)使零線上壓降有所變化，一方面與220V相比是微乎其微，另一方面，因其流向不會(huì)倒流到負(fù)載。零線上電壓降的變化對(duì)負(fù)載沒有任何影響，零線對(duì)地的電位就好像浮在水上的船，負(fù)載就好像坐在船上的人，水漲船高，坐在船上的人本身不會(huì)受影響。

還有人提出:既然RL和RN是分壓關(guān)系，會(huì)不會(huì)由于RN上分壓太多而影響負(fù)載的正常工作呢?一般說任何負(fù)載部允許輸人電壓變化土10%而220V的士10就是士22V，在零線上出現(xiàn)22V的壓降幾乎是不可想象的，如果真有這么大的零線壓降那肯定是出問題了。因?yàn)樵赨PS機(jī)柜范圍內(nèi)的零線匯流排上，正常情況下一般絕不會(huì)出現(xiàn)3V以上的壓降，一般都小于lV。還有一種情況就是:由于UPS輸出端的低通濾波器特性不好，有一部分高次諧波流人負(fù)載。其實(shí)這也無妨，負(fù)載機(jī)器的內(nèi)置電源輸入端郡接有濾波器，首先將高次諧波攔截，第二級(jí)就是整流濾波器進(jìn)行攔截，第三級(jí)就是直流變換器。這三道大門可將任何高次諧波甚至干擾關(guān)在門外或給予消除。正因?yàn)樨?fù)載內(nèi)部電源具有如此強(qiáng)大的功能，給零地電壓扣上“干擾負(fù)載”的帽子，實(shí)在是無中生有。就是說，沒有任何一條道路能把零地電壓和干擾加到負(fù)載上去。更何況零地電壓不是干擾源。當(dāng)然，空間干擾就是另一回事，不屬于這里討論的范疇。