不間斷電源系統(tǒng)如何防雷擊？

　　UPS是不間斷電源(uninterruptible power system)的英文簡稱，是能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應的重要外部設備。 UPS按工作原理分成后備式、在線式與在線互動式三大類。 UPS顧名思義，它就是一臺這樣的機器，它在市電停止供應的時候，能保持一段供電時間，使人們有時間存盤，再從容地關閉機器。

　　1、雷電對于UPS電源的危害

　　現(xiàn)如今市面上的UPS主要可分為兩大類：未安裝防雷器件的UPS與內(nèi)部安裝有防雷器件的UPS. 未安裝防雷器件的UPS，這類UPS包括早期生產(chǎn)和目前部份小功率的UPS，其防雷功能可以說“無”，只能對市電網(wǎng)過電壓或很小的雜散電流起著電源凈化的保護作用。當雷擊來臨時，它本身首當其沖被擊壞。內(nèi)部安裝有防雷器件的UPS，這里分二種類型：裝有不合標準的防雷器件的UPS，這類UPS生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，只是象征性裝一組小功率的金屬氧化鋅壓敏電阻MOV，只能對很小的感應雷電有一定的防護作用。部分進口名牌UPS及幾家國內(nèi)著名UPS生產(chǎn)廠家在其UPS內(nèi)部安裝有標準的防雷器件，這一類UPS是否可以完善地保護UPS自身，并通過保護自身而達到保護其它設備電源的免遭雷電的侵害的目的呢？答案是否定的。

　　關于雷電對于微電子設備的危害早已為工程技術人員所熟悉。對于微電子設備來講，危害最大的是雷電電磁脈沖，它無孔不入，隱含殺機。根據(jù)我們對有關事故的統(tǒng)計表明，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，其90%以上的能量集中于1MHz以下，直流成分占60%以上。當雷電來臨，UPS位于電源線路的最前端，首當其中受到攻擊。

　　(2)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MOV避雷模塊，有些部分進口名牌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的標準加裝了避雷模塊，抑制吸收電源供電線路輸入端的雷電電壓及電流的強浪涌，其沖擊電流為20KA，沖擊電壓為6kV，波形為8/20無屏蔽地下電纜可達10kV，如果沒有按照規(guī)范設計的完整的防雷體系，即是這樣的UPS也無法保護用電設備不受雷電侵害的。

　　(3)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)，信號線也成為雷電電磁脈沖侵入的通道。正因為此，關于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)。

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

　　從雷電災害損失事例類型來看，而且基本上都有UPS電源。所以一定要對UPS電源及其監(jiān)控系統(tǒng)的雷電防護引起足夠的重視。

　　2、UPS電源的雷電防護

　　對UPS電源系統(tǒng)及通信端口的雷電防護，應根據(jù)國家規(guī)定的有關規(guī)范，并根據(jù)應用環(huán)境的具體情況，因地制宜制定出切實可行的解決方案，建立有效的、科學的、經(jīng)濟的防雷系統(tǒng)。針對UPS系統(tǒng)的特點，其雷電防護應重點把握以下幾點：

　　要完善外部防雷設施，做好機房接地，根據(jù)《電子計算機房設計規(guī)范》，交流、直流工作地、保護地、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，如必須分設接地，則必須于兩地之間加裝等電位共地聯(lián)結器。UPS保護的往往都是大型的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對雷電反擊更為敏感，即使很小的電位反擊，也往往造成不必要的損失。

　　要采取多級雷電防護措施。IEC61312-1都有明確的防雷分區(qū)的概念，將需要雷電防護的區(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，同時在該區(qū)內(nèi)雷電產(chǎn)生的電磁場能自由傳播，沒有衰減。

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

　　LPZ1(1區(qū))，該區(qū)內(nèi)的各個物體因在建筑內(nèi)，不會遭受直接雷擊，流經(jīng)各導體的電流比LPZOB區(qū)更小，本區(qū)內(nèi)的雷電電磁場根據(jù)屏蔽措施的不同而有不同衰減。

　　LPZ2(2區(qū))，當需要進一步減小雷電和電磁場時，應引入后續(xù)防雷區(qū)，并按照需要保護系統(tǒng)所要求的環(huán)境選擇后續(xù)防雷區(qū)的要求條件。

　　雷電防護的中心內(nèi)容是泄放和均衡，泄放將雷電流盡可能多的、盡可能遠的是泄放于地，而拒之于通信系統(tǒng)之外。對于有信號或通信接口的UPS，為防止雷電波從信號或通信線引入，必須在信號或通信線接口處加裝相應的信號避雷器。

　　避雷器的選擇與安裝

　　避雷器產(chǎn)品市場目前比較豐富，應盡量選擇有信譽、質量可靠的避雷器，避雷器的接地線應不少于6mm2，以最直最短的引線連接，在接線方式上最好采用凱文接線方式，最大限度地減少引線上的感應電壓。

　　UPS電源專用防雷箱和UPS電源必須進行接地，防雷器和UPS電源要進行等電位連接，UPS輸出線路要有地線。接地系統(tǒng)最好采用高質量的接地模塊，這些可以保證接地電阻的可靠性和抗腐蝕性，也避免了每間隔1-2年改造地網(wǎng)，為使用單位節(jié)省了費用。

　　結束語

　　隨著UPS電源智能化程度的提高，UPS電源往往已經(jīng)不僅僅是一臺電網(wǎng)停電后可以繼續(xù)為負載供電的整機產(chǎn)品，而是一個局部的高度可靠，性能齊全、高智能化的供電中心，對于保證信息網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)安全與暢通有著重要作用。分析UPS電源雷電防護的重要性與必要性，是本文的目的所在，希望引起大家對此問題的重視。對UPS電源系統(tǒng)的雷電防護，是一專業(yè)性很強的工作，最好在專業(yè)人員的指導下進行。要注意系統(tǒng)化的考慮問題。UPS電源現(xiàn)已廣泛應用于：工業(yè)、通訊、國防、醫(yī)院、廣播電視、計算機業(yè)務終端、網(wǎng)絡服務器、網(wǎng)絡設備、數(shù)據(jù)存儲設備等領域。