影院机房零地电压控制初探

叶冬明

在影城机房建设中，一个容易被忽略但又非常重要的问题就是零地电压的控制。近几年在影城机房的设备安装过程中反复提及，因零地电压的高低直接影响到系统的稳定运行，以及影城机房设备的使用寿命。正确处理零地电压的控制问题，对于维护整个影城机房设备的安全及稳定运行都起到至关重要的作用。

一、零地电压的危害

在影城机房的设备安装过程中，零地电压的不稳定会带来很大的危害。很多设备的安装都有零地电压要求的规定，如科视投影机安装中要求零地电压小于2V，巴科投影要求小于1V，GDC服务器要求小于1V。若达不到零地电压要求，设备商可拒绝开机调试。零地电压过高对机房设备造成的危害主要有三方面：（1）零地电压过高，会引起硬件故障，烧毁设备；（2）零地电压过高，将引发控制信号的错误，影响通信质量；（3）零地电压过高，还可能造成误码率上升，丢包率增加，造成通信缓慢，传输率下降，影响通信质量，延误或阻止通信的正常进行。例如：我们影城的巴科CP1200放映机，多次出现接口主板烧毁的现象，测量零地电压有3V，在插拔接口时，有火花闪现，测量接口板时，发现PCB覆铜板的线路已烧断。以及放映服务器各种莫名的死机，和播放时图像卡顿现象，这些现象都可能是由于零地电压过高的原因造成的。

二、零地电压形成

由于一般影城都开在商城或综合体内，与主供电站的供电线路较长，且各输电线路之间的电流并不相等，因此在用户端，零地之间存在电压。如果不及时将零地电压控制在一定范围内，就会对系统和机房设备造成危害。探究造成零地电压偏高的主要因素有：（1）三相电源配电时负载不平衡；（2）接地电阻不符合规范要求；（3）N（零）线、PE（地）线线径不够，供电线路过长或断路。比如我们影城的主配电线接到商城配电站，用了一根100米长的120mm2的电缆，线路过长，又经过多次改装以及加装空调等设备，负荷超标，零地电压极不稳定最高时达到3v。经过分析成因后，我们又添加了一根150 mm2的电缆，并重新分配负载，将零地电压控制在2.1V左右。我也曾将2mF的电容并接在PE、N线之间实验过，结果电容烧毁，没能降下零地电压，由此说明零地电压是以谐波含量为主的。

三、零地电压的控制

由于零地电压的形成很复杂，白天的零地电压与夜间的零地电压又不一样，所以零地电压的控制要有针对性，主要考虑的问题和解决的途径如下：

（一）保障负载均衡，确保降低零地电压。因为三相用电不平衡，零线N上的电流加大，零线与N两端的电压差会直接造成零地电压。因此先对影城的用电设施详细规划，分出白天，夜间的用电设备，尽量配平三相负载。空调设备也尽量选用三相的。此外还可以通过增加零线截面积，降低一定的接地电阻，减少零线的线路电压。

（二）建立良好的接地系统，有效控制零地电压。尽量降低接地电阻，有条件的影城最好自己放一根接地线，具体的做法是：人工接地极埋入地下深度不应小于2米。在特殊场所安装接地极时，如果深度达不到2米时应在接地极周围放置食盐约8公斤，木炭约30公斤并加水，用以降低接地电阻。如果用2根及以上人工接地极时，各极之间的距离不应小于2.5米。以减少大地的流散电阻。在有强烈腐蚀性的土壤中，应使用镀铜或镀锌的接地极。接地极不得埋設在垃圾层和炭渣层地区，敷设在地中的接地极不应涂漆，以免接地电阻过大。人工接地极在施工前，应先挖一个地坑深约1米，然后将接地极打入地下，上端露出坑底约200毫米以便于连接接地线。只有尽量降低接地电阻，才能有效控制零地电压。

另外，影城的每个影厅的配电箱电线接头一般采用压接法。为了更好地降低零地电压，对多股软线来说，最好用焊锡满焊压接头。

（三）电气施工要严格监管，避免零地电压人为增高。特别在影城的二次装修时，涉及到电气施工的部分一定要监管严格，注重影城设备功率的增减，电流尽量做平衡分配，避免人为零地电压升高。否则，会使零地电压升高，严重时导致机房设备烧毁等现象。

综上所述，有效控制零地电压是影响机房整个系统运行的重要因素。又由于零地电压形成的复杂性，能解决的措施不多，所以规范施工是控制零地电压升高的最好工具。

参考文献：电工手册 上海科学技术出版社 1993年

宇航计测技术 第5期 零地电压测量技术 刘民 孙毅 屠治国 著 2009年