Concepto de voltaje de tierra cero:
Con el rápido desarrollo de la tecnología informática, el voltaje de funcionamiento de los chips internos de los ordenadores es cada vez menor y el consumo de energía es cada vez menor. Para garantizar el funcionamiento normal de los servidores, los nuevos tipos de servidores de diversos fabricantes exigen cada vez más un voltaje de tierra cero en el centro de datos. ¿Qué es el voltaje de tierra cero prometido por los fabricantes de SAI? Se refiere al voltaje de tierra cero sin incrementos adicionales, es decir, el voltaje de tierra cero en el terminal de salida del SAI cuando el voltaje de tierra cero en el armario de distribución de entrada de la sala de ordenadores es de 0 V. Si el sistema de distribución de energía del usuario no cumple con los requisitos, la corriente de la línea cero o el acoplamiento armónico de alto orden entre fases provocarán una diferencia de voltaje entre la línea cero y la línea de tierra. De esta forma, en la entrada del SAI, el voltaje de tierra cero aumentará y no cumplirá con los requisitos del equipo. Este no es un problema que el propio SAI pueda resolver por completo.
Por ejemplo, cuando una sala de computadoras funciona con el bypass del SAI, la tensión de tierra cero del armario de distribución es de 1,8 V. Cuando el SAI se invierte para la alimentación, la tensión de tierra cero de la distribución de la sala de computadoras es de 2 V, y la tensión de tierra cero adicional del SAI es de 0,2 V. La afirmación del fabricante del SAI de que la tensión de tierra cero es inferior a 1 V se refiere a esta tensión de tierra cero adicional. Esto se debe a que, cuando el SAI opera en modo de doble conversión, los dispositivos de conmutación internos y algunos principios de compatibilidad electromagnética (CEM) pueden causar una tensión inducida por tierra cero o una caída de tensión de conducción de alta frecuencia. Los métodos para reducir la tensión de tierra cero incluyen:
① Acortar la longitud del conductor neutro y aumentar su sección transversal puede reducir su reactancia, disminuyendo así la tensión de tierra cero. La ventaja de esta solución radica en su efecto evidente. Según la fórmula de cálculo de la reactancia de línea cero Zn = ρ L/S, cuando la longitud de la línea L disminuye y la sección transversal del conductor aumenta, Zn disminuye en consecuencia, y la tensión de tierra cero también disminuye. Sin embargo, debido a la situación real en obra, esto no es fácil de lograr. Es necesario considerarlo detenidamente en la etapa inicial del diseño de la sala de control, de lo contrario, será difícil realizar modificaciones. La sección transversal de los conductores neutro y de tierra debe ser al menos 1,5 veces mayor que la del conductor de fase.
② Para los sistemas UPS de doble conversión puramente en línea no aislados, la corriente de línea cero en la entrada del UPS durante el funcionamiento del inversor debería ser teóricamente de 0 V. Sin embargo, la corriente de línea neutra de salida del UPS está determinada por si las tres fases están equilibradas, por lo que es recomendable distribuir la carga de manera uniforme entre las tres fases en la medida de lo posible para reducir la tensión de tierra cero.
③ Compruebe si la resistencia de puesta a tierra cumple con las normas nacionales. Por ejemplo, la resistencia de puesta a tierra del cuerpo de puesta a tierra no debe exceder los 4 Ω, y la resistencia del cableado del cuerpo de puesta a tierra de la unión debe ser inferior a 1 Ω. Verifique si la conexión en la unión del cable de tierra está floja u oxidada, ya que esto aumenta la resistencia de contacto.
④ Instale un transformador de aislamiento en el extremo de carga del SAI y conecte a tierra el cable neutro aislado, por ejemplo, en un armario de distribución de precisión (PPC o PDU). La ventaja de esta solución es que resuelve eficazmente el problema de la tensión de tierra cero en el extremo de carga. Al conectar a tierra el cable neutro aislado, se garantiza que la tensión de tierra cero de la carga se aproxime a cero. El transformador de aislamiento es un producto muy consolidado con una amplia gama de modelos que satisfacen los requisitos de diversos niveles de potencia. Tiene un ciclo de suministro corto, un precio bajo y es seguro, fiable y libre de riesgos. Actualmente, los usuarios de salas de servidores utilizan principalmente este método de distribución de energía. Sin embargo, es importante tener en cuenta que no se debe conectar la línea neutra de la carga a la línea neutra de la red. Asimismo, es necesario garantizar que la conexión a tierra de la barra de puesta a tierra cumpla con las especificaciones de la sala de servidores y garantice la fiabilidad. Una conexión a tierra deficiente puede provocar daños en el equipo o incluso lesiones personales.
⑤ Es un error común pensar que un SAI de frecuencia industrial no completamente aislado puede solucionar eficazmente el problema de la tensión de tierra cero. Muchos usuarios creen erróneamente que existe un transformador de aislamiento para la salida de frecuencia industrial, por lo que reducir la tensión de tierra cero o reconectar directamente la línea N de salida a la tierra de protección es, en realidad, un malentendido. Debido a que el rectificador del equipo de frecuencia industrial utiliza rectificación SCR, la tensión del bus de CC suele ser de 400 V, y la tensión de CA del inversor ronda los 160 V, que debe elevarse a 220 V mediante un transformador antes de su uso. Por lo tanto, este transformador se utiliza principalmente para la tensión del inversor, y el transformador de salida del equipo de frecuencia industrial solo se instala en el circuito del inversor, sin un transformador de aislamiento en el bypass. En consecuencia, la línea N de salida del equipo de frecuencia industrial no está aislada de la línea N de entrada, y la línea N de salida no puede cortocircuitarse directamente a tierra para reducir la tensión de tierra cero a cero. Para resolver completamente el problema de la tensión de tierra cero, es necesario agregar un transformador de aislamiento en el bypass, o seguir el método 4 para agregar un transformador de aislamiento en la salida total para lograr un aislamiento completo de los cables N primario y secundario.
Los métodos 1 a 3 mencionados anteriormente tienen cierto efecto en la reducción del voltaje de tierra cero, pero no pueden resolver de forma completa y eficaz el problema del voltaje de tierra cero.