圖4：配電線路的電路模型

1.2.2 零地電壓產(chǎn)生原因的理論分析

　　如圖4所示，零線電阻由RN1，RN2直到RNm和RN組成;零線電感由LN1，LN2直到LNm和LN組成;地線電阻由RG1，RG2直到RGm和RG組成;地線電感由LG1，LG2直到LGm和LG組成;零線與火線之間存在寄生電容，分別用C1，C2直到Cm組成。電源設(shè)備中的Cm是電源設(shè)備EMC濾波電容,IT設(shè)備中的CIT是IT設(shè)備EMC濾波電容。

　　根據(jù)下列IEEE1100 6.4.1.1.5描述,低零線阻抗可以減小零地電壓和共模噪聲,圖4中IT設(shè)備零線電流I主要由負(fù)載三相不平衡原因和負(fù)載非線性電源原因產(chǎn)生。

　　如圖4所示，IT設(shè)備零線電流I的絕大部分從零線流回到輸入變壓器，有很少一部分從寄生電容中通過地線流回變壓器，分別是I1，I2和Im。這些電流流過導(dǎo)線要產(chǎn)生電壓，圖4中各點(diǎn)對變壓器端接地的電壓值分別為Vn1， Vn2... VN，VG1，VG2，...VG。

　　由圖4可見，通常我們在IT設(shè)備處測得的IT設(shè)備輸入零地電壓是

　　VNG=VN-VG

　　如果我們先不考慮零線與地線之間的寄生電容，并忽略IT設(shè)備中EMC濾波電容的影響，那么根據(jù)下列IEEE1100 6.4.1.1.6對地線的定義，地線目的是提供一個(gè)0V參考點(diǎn),地線電流為零,再考慮多點(diǎn)接地，那么VG=0，

　　因此IT設(shè)備輸入零地電壓是

　　VNG=VN-VG= VN-0= VN =In1*RN1+In2*RN2+…+Inm*RNm+I*RN+In1*jωLN1+In2*jωLN2+... +Inm*jωLNm+I*jωLN

　　其中電阻RNx以及電感LNx等與電纜的長度，線徑和材料有關(guān)。

　　從該公式可以看到，零地電壓的形成與輸入配電電纜有很大的關(guān)系。同時(shí)零線中電流的大小和頻率也影響著零地電壓。電纜越長，線徑越細(xì)，導(dǎo)電性能越差，零線中的電流越大，電流頻率越高，零地電壓就越大。

　　2、零地電壓共模噪聲的危害

　　我們回顧一下共模噪聲及其產(chǎn)生會(huì)數(shù)據(jù)干擾的定義：

　　根據(jù)下列美國軍方標(biāo)準(zhǔn)MIL-HDBK-419A Standard定義。共模噪聲指的是疊加在一個(gè)電子信號(hào)上的任何不想要的對地或公共點(diǎn)噪聲干擾電壓，和差模噪聲一樣，共模噪聲是從不想要噪聲源藕合過來的噪聲，藕合方式有阻性藕合，容性藕合以及電磁藕合。

　　盡管共模噪聲不是一個(gè)噪聲源,但該共模噪聲干擾電壓必須在數(shù)據(jù)設(shè)備放大器中小心設(shè)計(jì)以防止其對電子信號(hào)元器件的干擾。