一、零线的作用及断开的危险

众所周知，人们大多使用的电器或负载的电压为220V，零线的作用就是与火线（相线）形成220V的相电压，如图1（a）所示。UA、UB和UC就是火线，也称相线。火线之间的电压是380V，称为线电压；与零线N之间的电压是220V，称为相电压。二者之间具有根号的关系，即线电压

这时负载就能在正常供电电压下工作。但是，如果零线因故断开，如图1所示在点dd点断开，

图1  三相电源供电时正常与不正常情况的比较

从图中可以看出，相电压上的电流就回不到零点了，如图中浅色曲线所示。这个电流只能在火线之间流动，如图中浅色虚线所示。比如以UA和UB为例，原来220V的负载RA和RB就变成了在380V下这两个负载的串联分压，比如RB负载RA上的压降：

（2）

从这里可以看出一个问题，如果RA=RB，两个负载上各分得电压190V，尚可正常工作。但如果RB值很小，比如RA=5RB，这种情况并不少见，此时负载RA上各分得电压根据式（2）算得就是317V，该负载必然会被烧毁！

从上述现象可以引申出另一个问题，如果采用四极开关或断路器将零线也经过开关的触点，如图2中的S所示。至今没有一个厂家可以承诺开关的四个极可以同时闭合或开断，这样一来，当开关合闸时，如果零极最后实际闭合或拉闸时，零极首先断开都会导致后面负载的故障，而且因此而烧毁负载的原因往往无处查找。所以采用四极开关的隐患一定要重视。

二、 对工频机型UPS输出变压器的误解

基于上述的讨论就有人提出了警告说：高频机型UPS当零线断开而正好转旁路时，就不能正常供电了，但由于工频机型UPS有输出变压器，仍可以正常供电。从图（2）所示的输出变压器可以看得明白。提出这的根据是输出变压器的次级绕组零点仍然和火线形成220V供电电压。乍一看也是这么回事，除了三个旁路电压加上以外，供电的样子并没有改变。

图2   工频机型UPS的一般接线情况

似乎工频机型UPS的这个特点当真存在一样。实际上并不如此简单，这里的一个关键问题是持此种说法的人把两种情况下的输出变压器作用混为一谈了。在正常工作时这个变压器对负载而言是一个电压源，当负载转到旁路供电时，逆变器已经关闭了，这个变压器就同RA、RB和RC一样变成了负载。它的次级绕组阻抗（包括初级的反射阻抗）X1、X2和X3分别成了与RA、RB和RC的并联环节，如图3所示。在这里X1=X2=X3，而RA、RB和RC在一般情况下却不相等。

图3  工频机型UPS零线断开与旁路供电时的情况

于是每一并联支路的负载阻抗就变成了：

此时就又变成了如式（2）所示的在380V上各阻抗串联分压的情况。

为什么会变成这样呢？这就是因为，在UPS正常供电时，由于逆变器的工作，输出变压器的三个次级绕组电压都是稳定的220V，不受负载影响，零点永不漂移。而在旁路供电时，三个次级绕组电压受各自并联负载的影响，不能保证稳定不变，这样一来，该变压器的零点也就不能保持不漂移。因此在零线断开而旁路供电时，工频机型UPS仍能保证正常供电的说法是没有根据的，这个假设在一般情况下是不成立的。

但由一种情况工频机型UPS仍能保证正常供电，那就是将输出变压器次级接地时，这是因为一般变电站在将11kV变为3？380V/220V时，三相四线制变压器的零点在变电站就接地了。因此如果地线不断也就相当于零线仍然没断开。

图4示出了高频机型UPS零线断开与旁路供电时的情况。在此情况下和工频机型UPS一样供电也不会正常，不再重复。

图4  高频机型UPS零线断开与旁路供电时的情况

对于高频机型UPS而言，如果将从两直流电源间的引出线接地，在零线断开与旁路供电时也能正常供电，这和工频机型UPS的情况一样。

三、又一种对零地电压的误解

另有一种对高频机型UPS的指责是：当零线断开时，高频机型UPS的零地电压升高。这又是一个误区：众所周知，零地电压就是零线上的电压。在图4中零地电压就是电源电流在负载上作完功后，返回到N点时与零线电阻形成的压降。假如零线在点d断了，由于原来的电流也没向d点流动，所以如果负载不变，那么此时的零线电压也没变，为什么测量出来高了呢？实际上是测量的错误，因为如图4所示，既然零线在d点断了，那么输出的零点也就悬空了，测量一个悬空点与地之间的电压，这本身就是个常识问题。比如搬来一个蓄电池放到桌子上，用电表测量蓄电池的负极到地的零地电压，也会有数值的，尤其是当空气湿度比较大的时候。而且用不同的仪表测出的结果也不同，这是其一。其二，工频机型UPS的输出变压器由于其次级已经接地，所以零线断开后（等于没断）零地电压不变。其三，零地电压并不是干扰源，二也没有传递零地电压到负载的途径。所以在零地电压上指责高频机型UPS是没有必要的。