在雷電綜合防護工程中，接地是一種不可少的重要措施之一。GB50057-94(2000版)《建筑物防雷設計規(guī)范》明確規(guī)定防雷工程中應采取共用接地系統(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，甚至會損壞網(wǎng)絡設備。有些設備（如服務器、小型機等）還設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。

    還有很多設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，個別重要服務器甚至要求小于1V�？梢娫O法降低或消除零地電位差是機房防雷接地系統(tǒng)中必須要解決的問題。筆者根據(jù)不同的形成原因，談談降低零地電位差的一些初淺認識，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 三相電源配電時負載分配嚴重不平衡，造成零線電流過大
    按照GB50174——93《電子計算機機房設計規(guī)范》，機房應采用TN-C-S方式配電。進入建筑物以前為TN-C，進入后采用TN-S制，如圖1所示。若單相負荷嚴重不平衡，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。零線上遠離進線端的點，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致中性點位移 
    如圖2所示，三相不平衡的TN-S系統(tǒng)中，中線完好時，N1點為負荷中性點，因為此時N1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點不再為中性點，這種現(xiàn)象稱為中性點位移。這時，各相負荷承受的電壓變大或變小，N1點電位發(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)生感應電壓。這在設備未開機，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線中不應有電流，但若出現(xiàn)以下情況都可能導致PE線中有電流，從而有電壓降存在。那么，沿PE線，各點零、地電位差會出現(xiàn)不一致現(xiàn)象。 

    1.6.1 用電設備漏電，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線各重復接地點的電位不等。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備來說不可忽 視。

    1.8 接地線長度不合乎要求 
    高頻電子設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)（即電壓的最高點和最低點），所以接地線兩端可能存在電位差。

    1.9 UPS選用不當 
    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%被機房制冷系統(tǒng)消耗，年消耗的電量約為1060億kWh，折合標準煤約3400萬t。目前，我國的數(shù)據(jù)中心機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。機房智能直冷優(yōu)化應用技術(shù)可替代現(xiàn)有機房傳統(tǒng)空調(diào)制冷系統(tǒng)，有效降低空調(diào)運行耗電量，節(jié)能效果良好。目前應用該技術(shù)可實現(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

　　機房智能直冷優(yōu)化應用技術(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，實現(xiàn)室內(nèi)外無動力熱量交換。同時，采用機房能效管理軟件及環(huán)境維持系統(tǒng)監(jiān)控軟件，實現(xiàn)按需供冷的自適應冷量調(diào)節(jié)及機柜級溫度場控制。采用該技術(shù)的智能冷卻終端，可顯著降低機房原有空調(diào)制冷系統(tǒng)運行時的耗電量，實現(xiàn)節(jié)能。

　　2.關鍵技術(shù)

　　(1)機房內(nèi)外無動力熱量交換技術(shù)

　　安裝在機柜背部制冷終端內(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)機柜產(chǎn)出的熱量排放至室外，實現(xiàn)機房室內(nèi)外的無動力熱量交換。

　　(2)按需供冷的自適應冷量調(diào)節(jié)技術(shù)

　　每臺機柜內(nèi)設備的發(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，實現(xiàn)按需供冷。

　　(3)機柜級溫度場控制技術(shù)

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

　　3.工藝流程

　　機房智能直冷優(yōu)化應用技術(shù)運行流程如圖1所示。機房內(nèi)(圖右側(cè))每個機 柜排出的熱風，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)，機房內(nèi)產(chǎn)生的熱量依此源源不斷傳遞到室外。 當室外濕球溫度低于14℃時，系統(tǒng)自動啟用冷卻塔，不啟用冷水機組壓縮機，充分利用自然冷源，達到節(jié)能的目的。

　　系統(tǒng)運行流程示意圖

　　主要技術(shù)指標：

　　1.節(jié)能率≥30%;

　　2. PUE指數(shù)≤1.3。