零地电压一直是数据机房中一个颇有争议的问题。一方是服务器设备商和机房维护人员，认为零地电压对机房设备正常运行影响重大，需要将机房零地电压控制在2V甚至1V以下，该观点基于“案例”说，认为机房设备在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，而把零地电压降到合理水平以后，上述现象恢复正常。另外一方是电源设备商及电源专家，认为零地电压对机房设备无直接影响，只需要保证零地电压在10V以下即可，该观点基于“推理”说，即从电路逻辑上推理，零地电压对负载不存在影响路径。本文试图在前人的研究基础上，系统性的找出零地电压与机房设备之间的关系，并给出建议。

　　1、零地电压产生的原因

　　在解释零地电压的原因之前，先澄清一个问题：线路阻抗对高频电流和低频电流的影响。

 

　　图一：线路电阻与感抗

　　以一台200K、开关频率为6kHz的UPS为例，相电流300A，输入用AWG 3/0线缆，典型长度为50m，N线和PE线线径加倍，则N线线缆电阻为0.0021Ω，线路感抗约10uH。为简化运算，把工频电流、工频电压、工频阻抗和高频电流、高频电压、高频阻抗解耦。从表一可以看出，如果是工频电流，需要476A的电流才能在N线上产生1V的工频压降，如果N线工频电流是相电流的1/3，100A，则只产生约0.2V的压降，而如果N线上是24k的高频电流，则只需要660mA电流就可以产生1V的高频压降。

表一：线路阻抗对高频电流和低频电流的影响

　　在接线规范的情况下，从上面的计算可以看出，对于小于1/3相电流的N线工频电流，或小于1/10相电流的N线三次谐波电流，对线路压降影响很小，可以忽略;而对于开关频率级别的高频电流，或者是开关频率倍频的高频电流，即使是很小的电流也会对线路压降产生较大的影响。

　　下面分析TN-S系统中的UPS零地电压。

 

　　图二：TN-S系统中，UPS零地电压图

　　RAO、RBA、RCB分别为AO、BA、CB段N线(零线)阻抗

　　ROX、RXY、RYZ分别为OX、XY、YZ段PE线(地线)阻抗

　　VAO=i1*RAO VBA=i2*RBA VCB=i3*RCB

　　VOX=i4*ROX VXY=i5*RXY VYZ=i6*RYZ

　　负载侧的零地电压VCZ= VAO +VBA +VCB +VOX +VXY +VYZ

　　= i1*RAO +i2*RBA +i3*RCB +i4*ROX +i5*RXY +i6*RYZ

　　可以看出，负载侧的零地电压与零地线阻抗以及零地线电流相关。下面详细介绍各部分线路的影响。