系统间地线噪声产生原因及后果

 现实中计算机上常常连上了带有网络电缆、打印机数据线和调制解调器电话线等设备。交流保护电源不能排除从这些数据线上引入的干扰。这些连线会干扰交流电使之异常，以致损坏计算机硬件或驻留的数据。出现的问题就是系统间地线噪声，而一般的交流电源系统克服不了它。      

安全接地      

 所有的计算机电源插头都是三芯的，实际上两根线就够用来传输交流电了。有一根线是完全接地线，它连接在计算机裸露的金属部分上，它的另一端应接在墙壁的地线引出端上，该引出端和建筑的下水管道或金属构件连在一块，这样计算机金属裸露部分触电后电流能流入地中，保护了设备和人身安全。      

通过数据线互联的设备，安全接地会有一些麻烦。为了使数据线有公共参考电压任何一个互联的元件都有两条线：     

1)连接设备的数据线，

2)设备的安全接地线。      

这种情形称作“地线环”，“地线环”将使互联设备的公共参考电压产生压差，会对硬件造成损坏。不应把互联设备地线电压差异和共模噪声、电磁干扰、射频干扰等同电源问题混为一谈。这些地线电压差异被称为“系统间地线噪声”。      

 对计算机电源保护的最大误解是不知道系统间地线噪声和共模噪声的区别。共模噪声指的是电源相线、零线与地线之间的噪声。而系统间地线噪声指的是互联计算机地线之间的噪声。单机运行的计算机不存在系统间地线噪声，但可能遭到严重的共模噪声干扰。所以这两个问题是完全独立的。      

造成这两种概念混淆的重要原因之一是电源保护设备可以减少共模噪声却不能减少系统间地线噪声。      

关于系统间地线噪声更深入的阐述请参见美国联邦信息处理标准第94 条“Guidelineonelectricalpower for automateddataprocessinginstallation”的第3.2节。     

系统间地线噪声的原因及后果

 一个理想的互联设备，所有互联设备的地线共一个地，以便这些设备有一个相同的参考电压。地线中没有电流流过，并不受电磁埸的干扰。这样地线上就不会有压降，所有点的压值都一样，因而地线系统上就不存在系统内部地线噪声。 遗憾的是实际结果并非理想中那样，有时实际偏差可能会使计算机数据崩溃甚至造成硬件损坏，互联产生了系统间地线噪声，变化的地线噪声电压，它引起了两设备数据线中的地线电流。这个恼人的地线噪声是由于其它设备的噪声电流流入了计算机的地线系统而造成的。 系统间地线噪声可能由许多问题引起产生，叙述如下： 地线注入噪声：虽然设置地线的本意是使设备都有共同的地，但所有的计算机都把地线用作了另一种用途：提供一个参考点来泄放被滤除的计算机无线电频率干扰噪声。每台计算机和工作站电源滤波器滤掉的共模噪声泄入到了地线中。电涌抑制器设计不合理也会产生这个问题。结果：该噪声电流产生了噪声电压，使各互联设备的参考电压不一致。距离越远，噪声电压越大，所以在某些情况下数据的传输会受影响 地线故障：如果互联分别接在建筑的不同电气回路中，其中有的电气回路里又接上了绝缘性能不好的非互联设备，那么漏电时在电流断路器还没来得及跳闸，就有很大的漏电电流流入安全接地线，地线中就会产生瞬时地线电压。瞬间电压最低几伏，最大可能达到额定电压的一半以上(交流120V￣230V)，视地线质量而定。结果：互设备的公共参考电压会产生压差，该压容易超过数据信号安全电压值。它可能导致损坏计算机输入／输出口(I/O)和CPU主板。

 地线电流：这是最常见的问题。如果CPU和工作站由某个或几个不同建筑的不同配电盘供电的话，那么许多方面的问题都会使互设备的地线电压不一致。各配电盘的连线可能不一样。大多数本电盘间连线不能保证配线盘的地线电压相同。许多情况下配线盘的地一可能和别的物体构成了地线回路(如建筑的金属构件)，该回路与数据地线回路各自独立。许多情况都会使配电板间产生危险的地线压降，如闪电会使外部地线回路产生电流，进而使系统内部地线回路也产生电流。其它情况还包括建筑接地不良，非互联设备的断路器跳闸电流，以及附近的电气修理操作等。结果：互联设备公共电压参考点间产生压差，很容易超过数据线安全电压，造成设备接口和CPU主板的损坏，还会使数据电缆线发热。   

闪电引起的电压：这是引起破坏性地线噪声常见的形式。这种情况下地线环相当于一个天线，它会接收到附近闪电引起的巨大电磁脉冲，从而在地线环中产生巨大的循环电流。结果：互联设备公共电压参考点间产生压差，很容易超过数据线安全电压，造成设备接口和CPU主板损坏。还可能有其它罕见的电磁脉冲干扰地线环(如NMR/MRI图像设备)。   

断开地线环   显然所有的问题都是由安全接地线的地线环引起的。工作站的地线不接地可以解决这个问题。但是绝不能采用这种办法，因为这是非法的并有触电危险。有人建议采用隔离变压器解决这个问题。但这也是行不通的，因为所有的安全部门都要求隔离变压器的地线在输入输出线之间通过(只能隔离电源线)。   

相对不受系统地线噪声影响的设备   有些网络电缆是完全隔离的，它们用在互联设备中不会产生地线环。这种情况下可能存在地线噪声电压，但它对系统没有任何影响，如10BASE-T Ethernet 就是这类网络电缆。   

对系统地线噪声非常敏感的设备   终端间的RS-232连线，较长的打印机数据线和网络AUI连线容易受到系统内部地线噪声的干扰。