計算機電源接線方式及接地保護

一、計算機對電源質量的基本要求

隨著現代科學技術的不斷進步，微型計算機系統應用已成為一種必不可少的生產控制，科研設計及辦公自動化的現代工具。

但微型計算機對電源的質量要求較高，因為它直接關系到微型計算機壽命及安全可靠運行。防止數據丟失。一般地說，計算機對電源的要求有以下幾個方面：

（1）電網的電壓穩定度偏差不超過額定值的±10%，且要求一旦出現過或欠壓最大好均有報警信號，以通知操作人員及時處理。

（2）電網供電電壓雜波少，干擾少，以免造成微型計算機被電網干擾而誤停，尤其是在工業控制系統中使用微型計算機時，還必須搞好屏蔽以防輻射磁場的干擾。

（3）電網必須在規定時間內連續供電。因為無規則的停電可能損壞微型計算機系統。在經常會發生無規則停電的運行環境中，必須配置不停電供電系統（UPS）。

（4）微型計算機電源系統最好不要與帶有大容量感性負荷的電網并聯運行，以免產生高壓涌流和干擾，擾亂計算機的正常工作。

（5）人機接觸頻繁，須保證外殼對地電壓不超過人體的安全電壓，電網地線接地可靠。

因此，計算機房電源接線方式及保安接地方式的合理與否，直接關系到微型計算機的可靠運行與人的生命安全，必須引起高度的重視。下面就通常所見的幾種電源接線及保安接地方進行分析比較。

二、采用TN-C（三相四線制）系統的分析

許多計算機用戶為了便於與其它電氣設備共用線路，通常機戶采用TN-C系統供電，接線如圖1所示：

根據目前我國供電設計標準，按對稱負荷考慮三相四線制線路的壓降不超過5%，特殊情況下可達到10%，中性線截面按相線載流量的50%選擇，零序電流大時，中性線的電壓降有可能加位達到10%以上，當電源中性線斷時，只要各相上投入運行的計算機臺數不相同，就有可能出現超過10%的過電壓，這就出現不符合計算機運行要求的電壓偏移。實際上，即使中性線未斷線，各相投運臺數不相同的，由于中性線有壓降，也將使負載中性點移位，進而使某相電壓過高，另外的相電壓過低，還有可能出現共模干擾等，影響計算機的正常運行。

三、計算機房與其它負載群共用一路電源的情況分析

在微型計算機中常規定電源中性線與大地之間的電位差不應超過0.5V，如圖2所示。其目的就是要限制負載中性點位移，如果在計算機未投入運行前中性點與大地之間的電位差超過0.5V，則當計算機投入運行時中性點位移將更大。

前面已經指出，許多計算機用戶為了方便，往往將計算機房與其它設備共用一路三相四線制電源，電路如圖4所示：

當其它用電設備投入運行時，將因負荷不對相而產生零序電壓，由于TN-C制架空架線的允許電壓損失為5%（甚至10%）、中性線上的電壓降有可能大于5%（或10%），甚至為該值的一倍，足以引起麻電現象，使操作人員無法正常工操作。不僅如此，隨著零序電流大小變化，進而使計算機電源電壓匆高匆低，波動幅度和閃變值超過計算機的允許范圍，這不利于計算機的正常工作。因此，為了保證電源電壓的穩定，應該對機房設有專用電源線，杜絕干擾源。

四、計算機房保安接地分析

由于計算機操作時人們全神貫注，工作人員往往對觸電毫無戒備，在這種情況下，如果不能確保機房外殼接地的可靠性，那么將是危險的，同時，地線還可以防止噪音的干擾。

在一般情況下，計算機房的電源采取TN-C系統或TN-S系統（三相五線制），因而保安接地常有以下幾種。

（1）用中性線兼作保護接零干線如圖1所示。

（2）采用專用保護零干線接零

（3）將機殼單獨接地

（4）將計算機房的電源中性線進行反復接地

（5）將保護零干線重復接地

在圖1方案中一旦中性線斷線，將因中性線位位移，或在某相計算機絕緣擊穿瞬間，使另外二相的計算機承受電壓造成壓擊穿燒毀，另外不平衡電流在中性線上的壓降有可能造成過電氣設備外殼產生麻電感；在圖5（a）中，三相不衡不會引起外殼麻電感，但當中性線斷電時，有可能引起嚴重的過電壓，在圖5（b）中，不僅性線斷會引起某相產生嚴重過電壓擊穿；而且還可能使絕緣擊穿后，設備外殼對地電壓超過安全電壓，引起觸電死亡事故，相比之下，圖5（c）方案較好，它有以下優點：

（1）當中性線斷線時負載中性點位移引起的過電壓較小，一般不會超過相電壓的1.5倍。

（2）當絕緣擊穿時，外殼對地電壓將小于人體安全電壓。

（3）有利于消除電視天線等電波的干擾。

雖然圖3（c）較好地解決了電壓波動及電波干擾等問題，但其中性線的壓降仍可能引起麻電感。因此，若選擇圖3（d）方案，不僅具備了圖3（c）方案的優點，還克服圖3（a）中可能引起麻電的缺點。也就是說，上述五種方案保安接地方案中，圖3（d）的方案最佳。但是上述五種方案都不能消除因中性點位移而引起的1~2相過電壓的缺點。

五、比較理想的電源接線方式選擇

為了使計算機正常工作，電源必須符合計算機的要求，即電壓偏移不超過允許值，諧波不超過允許值，從技術上保證不發生觸電死亡事故等。通過上面的分析可知，采用TN-C、TN-S系統都是不理想的方案。對于具有較多臺計算機的用戶的機房，應該采取IT系統配電，其接線方式如圖6所示，它的優點是：

（1）機房采用專用電源線路供電，以減少其他用電設備的干擾。

（2）采用隔離變壓器將計算機機房變為小接地電流系統，并將設備外殼保護接地區以保證任何時候接觸電壓不超過安全電壓及抗外界電波的干擾。

（3）計算機電源進線接于電網線電壓上，即使發生斷線也不會引過電壓，同時采用了△形接法還有利于消除三次諧波，克服了TN-C系統中性點偏移引起的過電壓和欠電壓，保證了電壓的穩定性。