(2)互联设备系统地线中存在地线噪声

　　现实中计算机常常连接有网络电缆、打印机数据线和调制解调器电话线等设备。交流电源不能排除从这些数据线上引入的干扰。这些干扰造成的问题就是系统间地线噪声,而一般的交流电源系统滤波装置解决不了地线噪声。

　　所有的单相IT设备电源插头都是三芯的,两根交流电传输线(火线和零线)。另一根线是安全接地线,它连接在计算机裸露的金属部分上,它的另一端应接在配电机架的地线引出端上。为安全起见,RS-232和打印机接口也算金属裸露部分,其接头电压应对地为零或很小,CPU芯片的公共端也应接地。

　　通过数据线互联的设备,安全接地会有一些麻烦。为了使数据线有公共参考电压,任何一个互联的部件都有两条线:一是连接设备的数据线,二是设备的安全接地线。这种情形称作“地线环”,下面将说明“地线环”将使互联设备的公共参考电压产生压差,会对硬件造成损坏。这些地线电压差异被称为“系统间地线噪声”。

　　系统间地线噪声产生的原因有以下几个方面:

　　① 地线注入噪声:虽然设置地线的本意是使设备都有共同的地,但所有的计算机都把地线用作了另一种用途:提供一个参考点来泄放被滤除的计算机高频干扰噪声。每台计算机和工作站的电源滤波器都把滤掉的共模噪声泄入到地线中。电涌抑制器设计不合理也会产生这个问题。

　　② 地线故障:如果互联分别接在建筑的不同电气回路中,其中有的电气回路里又接上了绝缘性能不好的非互联设备,那么当非互联设备漏电而电流断路器还没来得及跳闸时,就有很大的漏电电流流入安全接地线,地线中就会产生瞬时地线电压。瞬间电压最低几伏,最大可能达到额定电压(交流220V)50%以上,视地线质量而定。

　　③ 地线电流:这是最常见的问题。如果CPU 和工作站由某个或某几个不同建筑的不同配电盘供电的话,那么很多因素都会导致互联设备的地线电压不一致。有的配电盘可能和别的物体构成了地线回路(如建筑的金属构件),而该回路与数据地线回路各自独立。在这种情况下,可能会使配电盘之间产生危险的地线压降,如闪电会使外部地线回路产生电流,进而使系统内部地线回路也产生电流。其它情况还包括建筑接地不良、非互联设备的断路器跳闸电流,以及附近的电气修理操作等。

　　④ 闪电引起的电压:这是引起破坏性地线噪声常见的形式。这种情况下地线环相当于一个天线,它会接收到附近闪电引起的巨大电磁脉冲,从而在地线环中产生巨大的循环电流。

　　4.2 地线电位差会使互联设备工作不稳定

　　不管是因二次接地使地线中有周期性的零线电流,还是互联设备系统间存在地线噪声,其结果都是使各互联设备的参考电压不一致。互联设备距离越远,电压差越大,在某些情况下数据的传输会受到影响。当该差值超过数据信号安全电压值时,就可能导致损坏计算机输入/输出口(I/O)和CPU主板。如果此差值超过数据线安全电压,还会使数据电缆线发热。

　　图7简单地示出了一个理想的互联设备流程图。图中所有互联设备的地线共一个地,以便这些设备有一个相同的参考电压。地线中没有电流流过,并且不受电磁场的干扰,不存在系统内部地线噪声。这样地线上就不会有压降,所有点的电压值都一样。一般来说,该系统运行是很稳定的,不大可能发生上面提到的所谓“零地电压过高造成的影响”。

　　遗憾的是实际结果并非象理想中那样。图8是互联系统之间产生系统间地线电位差的示意图。该电位差可能是因二次接地使地线中有周期性的零线电流引起的,也可能是地线噪声引起的(图中标示出变化的地线噪声电压),地电位差必然引起两个互联设备数据线中的地线电流。