UPS電源系統(tǒng)的干擾排除與防護(hù)之防雷

　　UPS電源的主要工作過程是濾波整流逆變，另外還包括許多輔助的單元，如：充電器及蓄電池、微處理器、通信接口等。由于UPS電源是安裝在設(shè)備與市電之間的，可以濾除電網(wǎng)中的電磁干擾，因此，給人造成一種假象，UPS電源可以阻擋包括雷電在內(nèi)的所有的電磁脈沖的侵入，事實(shí)上并非如此。

　雷電對(duì)于UPS電源的危害

　　關(guān)于雷電對(duì)于微電子設(shè)備的危害早已為工程技術(shù)人員所熟悉。對(duì)于微電子設(shè)備來講，危害最大的是雷電電磁脈沖，它無孔不入，隱含殺機(jī)。根據(jù)我們對(duì)有關(guān)事故的統(tǒng)計(jì)表明，70%以上的雷擊事故是從電源線侵入的，而UPS電源不能阻擋雷電流的侵入。

　　（1）從2中的討論可知，UPS電源的市電輸入端口是濾波單元，一般包括MEI濾波器與RFI濾波器，而根據(jù)雷電流的頻譜特點(diǎn)，其90%以上的能量集中于1MHz以下，直流成分占60%以上。當(dāng)雷電來臨，UPS位于電源線路的最前端，首當(dāng)其中受到攻擊。

　?。?）現(xiàn)在不少UPS增加了避雷功能，其原理是在UPS的輸入端增加一個(gè)MOV避雷模塊，有些部分進(jìn)口名牌UPS及幾家國內(nèi)著名UPS生產(chǎn)廠家在其UPS內(nèi)部，根據(jù)國際IEC801-5的標(biāo)準(zhǔn)加裝了避雷模塊，抑制吸收電源供電線路輸入端的雷電電壓及電流的強(qiáng)浪涌，其沖擊電流為20KA，沖擊電壓為6kV，波形為8/20。然而統(tǒng)計(jì)資料表明，直擊雷電在一般低壓架空線路產(chǎn)生的過壓幅值高達(dá)100kV，電信線路高達(dá)40~60kV。感應(yīng)雷電過壓幅值在無屏蔽架空線上最高標(biāo)準(zhǔn)達(dá)20kV，無屏蔽地下電纜可達(dá)10kV，如果沒有按照規(guī)范設(shè)計(jì)的完整的防雷體系，即是這樣的UPS也無法保護(hù)用電設(shè)備不受雷電侵害的。

　?。?）UPS電源，特別是智能化的UPS電源，本身含有大量的集成電路。而且越來越多的UPS帶有智能管理系統(tǒng)，信號(hào)線也成為雷電電磁脈沖侵入的通道。正因?yàn)榇耍P(guān)于UPS電源遭受雷電侵害的案例屢見不鮮，特別是在雷暴日比較多的雷擊區(qū)。

　　如一臺(tái)安裝在海南某單位的UPS電源，自安裝后運(yùn)行半年均很正常，但是在遇到一次雷擊以后，UPS就頻繁出現(xiàn)在開機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，莫名奇妙地出現(xiàn)從逆變器供電自動(dòng)轉(zhuǎn)換到交流旁路電源供電的故障。

　　從雷電災(zāi)害損失事例類型來看，90%以上涉及電腦網(wǎng)絡(luò)及通訊系統(tǒng)，而且基本上都有UPS電源。所以一定要對(duì)UPS電源及其監(jiān)控系統(tǒng)的雷電防護(hù)引起足夠的重視。

　UPS電源的雷電防護(hù)

　　對(duì)UPS電源系統(tǒng)及通信端口的雷電防護(hù)，應(yīng)根據(jù)國家規(guī)定的有關(guān)規(guī)范，并根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的具體情況，因地制宜制定出切實(shí)可行的解決方案，建立有效的、科學(xué)的、經(jīng)濟(jì)的防雷系統(tǒng)。針對(duì)UPS系統(tǒng)的特點(diǎn)，其雷電防護(hù)應(yīng)重點(diǎn)把握以下幾點(diǎn)：

　　要完善外部防雷設(shè)施，做好機(jī)房接地，根據(jù)《電子計(jì)算機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》，交流、直流工作地、保護(hù)地、防雷接地宜共用一組接地裝置，其接地電阻按其中最小值要求確定，如必須分設(shè)接地，則必須于兩地之間加裝等電位共地聯(lián)結(jié)器。不管采用怎樣的接地系統(tǒng)，等電位連接都是非常重要的。UPS保護(hù)的往往都是大型的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對(duì)雷電反擊更為敏感，即使很小的電位反擊，也往往造成不必要的損失。

　　要采取多級(jí)雷電防護(hù)措施?！督ㄖ锓览自O(shè)計(jì)規(guī)范》、IEC61312-1都有明確的防雷分區(qū)的概念，將需要雷電防護(hù)的區(qū)域分為：

　　LPZOA（OA區(qū)），該區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭受直接雷擊，同時(shí)在該區(qū)內(nèi)雷電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)能自由傳播，沒有衰減。

　　LPZOB（OB區(qū)），該區(qū)內(nèi)的各物體在接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)，不會(huì)遭受直接雷擊，但該區(qū)內(nèi)的雷電電磁場(chǎng)因沒有屏蔽裝置，雷電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)也能自由傳播，沒有衰減。