UPS零地電壓概念及降低方法
降低零接地電壓的措施包括:
1、縮短零線的長度,增加零線的截面積,可以降低零線的電抗,從而降低零地電壓。該方案效果明顯。從零線電抗Zn=ρL/S的計算公式可知,當線路長度L減小時,導體的截面積增大,Zn和零地電壓也增大。但是由于現場實際情況的限制,實現起來并不容易。機房初期設計階段需要充分考慮,否則很難更改。零線和地線的截面積應大于相線的1.5倍。
2、對于非隔離雙轉換純在線式UPS,逆變器工作時,UPS輸入端零線電流理論上應為0V。但UPS的輸出線電流是由三相是否平衡決定的,因此可以通過將負載盡可能平均分成三相來降低零地電壓。
3、測量接地電阻是否符合國家標準。例如,接地體的接地電阻不應大于4ω,組合接地體的接線電阻應小于1ω。檢查接地線接頭處的連接是否松動或生銹,從而增加接觸電阻。
4、在UPS的負載端增加一個隔離變壓器,將隔離零線即ppC或pDU精密配電柜接地。這種方案的優點是可以有效解決負載端的零地電壓問題。因為隔離中性線接地,所以可以保證負載的零接地電壓接近零。隔離變壓器是一種非常成熟的產品,品種齊全,能夠滿足各種功率等級的要求,供貨周期短,價格低廉,安全可靠,無風險。目前機房用戶大多采用這種配電方式。但要注意不要將負載零線接到電網零線上,同時要保證接地棒的接地符合機房的接地規范,保證可靠性。接地棒的不可靠性可能導致設備損壞甚至人身傷害。
5、不完全隔離工頻UPS能有效解決零地電壓是一個誤區。很多用戶認為工頻輸出有隔離變壓器,降低零地電壓,或者直接對輸出N線進行再保護性短路都是一種誤解。由于工頻機的整流器采用可控硅整流器,DC母線電壓多為400V,逆變器交流電壓約為160V,所以這種變壓器本質上是用于逆變器電壓的,工頻機的輸出變壓器只安裝在逆變器電路中,但旁路沒有隔離變壓器,所以工頻機的輸出N線沒有與輸入N線隔離,輸出N線不能直接短接地將零地電壓降至零。要徹底解決接地電壓為零的問題,需要在旁路上加一個隔離變壓器,或者按照方法4)在總輸出上加一個隔離變壓器,使一、二次側的N線完全隔離。
上述方法1-3點對降低零地電壓有一定效果,但不能完全有效地解決零地電壓問題。