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UPS電源的(de)雷電防護措施設計(jì)方案
時間:2014-03-24 08:56:38 浏覽:
UPS電源的(de)主要工(gōng)作過程是濾波整流逆變,另外還包括許多輔助的(de)單元,如(rú):充電器(qì)及蓄電池、微處理(lǐ)器(qì)、通信接口等。由于UPS電源是安裝在設備與市電之間的(de),可(kě)以濾除電網中的(de)電磁幹擾,因此,給人(rén)造成一種假象,UPS電源可(kě)以阻擋包括雷電在内的(de)所有(yǒu)的(de)電磁脈沖的(de)侵入,事實上(shàng)并非如(rú)此。
1、雷電對于UPS電源的(de)危害
關于雷電對于微電子設備的(de)危害早已爲工(gōng)程技術(shù)人(rén)員所熟悉。對于微電子設備來講,危害最大(dà)的(de)是雷電電磁脈沖,它無孔不入,隐含殺機。根據我們對有(yǒu)關事故的(de)統計(jì)表明(míng),70%以上(shàng)的(de)雷擊事故是從電源線侵入的(de),而UPS電源不能(néng)阻擋雷電流的(de)侵入。
(1)從2中的(de)討(tǎo)論可(kě)知,UPS電源的(de)市電輸入端口是濾波單元,一般包括MEI濾波器(qì)與RFI濾波器(qì),而根據雷電流的(de)頻譜特點,其90%以上(shàng)的(de)能(néng)量集中于1MHz以下,直流成分(fēn)占60%以上(shàng)。當雷電來臨,UPS位于電源線路(lù)的(de)最前端,首當其中受到(dào)攻擊。
(2)現在不少(shǎo)UPS增加了避雷功能(néng),其原理(lǐ)是在UPS的(de)輸入端增加一個(gè)MOV避雷模塊,有(yǒu)些部分(fēn)進口名牌UPS及幾家國内著(zhe)名UPS生産廠(chǎng)家在其UPS内部,根據國際IEC801-5的(de)标準加裝了避雷模塊,抑制(zhì)吸收電源供電線路(lù)輸入端的(de)雷電電壓及電流的(de)強浪湧,其沖擊電流爲20KA,沖擊電壓爲6kV,波形爲8/20。然而統計(jì)資料表明(míng),直擊雷電在一般低壓架空線路(lù)産生的(de)過壓幅值高(gāo)達100kV,電信線路(lù)高(gāo)達40~60kV。感應雷電過壓幅值在無屏蔽架空線上(shàng)最高(gāo)标準達20kV,無屏蔽地(dì)下電纜可(kě)達10kV,如(rú)果沒有(yǒu)按照(zhào)規範設計(jì)的(de)完整的(de)防雷體系,即是這樣的(de)UPS也(yě)無法保護用(yòng)電設備不受雷電侵害的(de)。
(3)UPS電源,特别是智能(néng)化的(de)UPS電源,本身含有(yǒu)大(dà)量的(de)集成電路(lù)。而且越來越多的(de)UPS帶有(yǒu)智能(néng)管理(lǐ)系統,信号線也(yě)成爲雷電電磁脈沖侵入的(de)通道。正因爲此,關于UPS電源遭受雷電侵害的(de)案例屢見不鮮,特别是在雷暴日比較多的(de)雷擊區。
如(rú)一台安裝在海(hǎi)南某單位的(de)UPS電源,自安裝後運行(xíng)半年均很正常,但(dàn)是在遇到(dào)一次雷擊以後,UPS就頻繁出現在開(kāi)機運行(xíng)一段時間後,莫名奇妙地(dì)出現從逆變器(qì)供電自動轉換到(dào)交流旁路(lù)電源供電的(de)故障。
從雷電災害損失事例類型來看,90%以上(shàng)涉及電腦(nǎo)網絡及通訊系統,而且基本上(shàng)都(dōu)有(yǒu)UPS電源。所以一定要對UPS電源及其監控系統的(de)雷電防護引起足夠的(de)重視。
2、UPS電源的(de)雷電防護
對UPS電源系統及通信端口的(de)雷電防護,應根據國家規定的(de)有(yǒu)關規範,并根據應用(yòng)環境的(de)具體情況,因地(dì)制(zhì)宜制(zhì)定出切實可(kě)行(xíng)的(de)解決方案,建立有(yǒu)效的(de)、科學的(de)、經濟的(de)防雷系統。針對UPS系統的(de)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(dì),根據《電子計(jì)算機房設計(jì)規範》,交流、直流工(gōng)作地(dì)、保護地(dì)、防雷接地(dì)宜共用(yòng)一組接地(dì)裝置,其接地(dì)電阻按其中最小(xiǎo)值要求确定,如(rú)必須分(fēn)設接地(dì),則必須于兩地(dì)之間加裝等電位共地(dì)聯結器(qì)。不管采用(yòng)怎樣的(de)接地(dì)系統,等電位連接都(dōu)是非常重要的(de)。
UPS保護的(de)往往都(dōu)是大(dà)型的(de)數據系統,對雷電反擊更爲敏感,即使很小(xiǎo)的(de)電位反擊,也(yě)往往造成不必要的(de)損失。
要采取多級雷電防護措施。《建築物(wù)防雷設計(jì)規範》、IEC61312-1都(dōu)有(yǒu)明(míng)确的(de)防雷分(fēn)區的(de)概念,将需要雷電防護的(de)區域分(fēn)爲:
LPZOA(OA區),該區内的(de)各物(wù)體都(dōu)可(kě)能(néng)遭受直接雷擊,同時在該區内雷電産生的(de)電磁場(chǎng)能(néng)自由傳播,沒有(yǒu)衰減。
LPZOB(OB區),該區内的(de)各物(wù)體在接閃器(qì)的(de)保護範圍内,不會(huì)遭受直接雷擊,但(dàn)該區内的(de)雷電電磁場(chǎng)因沒有(yǒu)屏蔽裝置,雷電産生的(de)電磁場(chǎng)也(yě)能(néng)自由傳播,沒有(yǒu)衰減。
LPZ1(1區),該區内的(de)各個(gè)物(wù)體因在建築内,不會(huì)遭受直接雷擊,流經各導體的(de)電流比LPZOB區更小(xiǎo),本區内的(de)雷電電磁場(chǎng)根據屏蔽措施的(de)不同而有(yǒu)不同衰減。
LPZ2(2區),當需要進一步減小(xiǎo)雷電和(hé)電磁場(chǎng)時,應引入後續防雷區,并按照(zhào)需要保護系統所要求的(de)環境選擇後續防雷區的(de)要求條件(jiàn)。
雷電防護的(de)中心内容是洩放(fàng)和(hé)均衡,洩放(fàng)将雷電流盡可(kě)能(néng)多的(de)、盡可(kě)能(néng)遠的(de)是洩放(fàng)于地(dì),而拒之于通信系統之外。所謂多級防護就是按照(zhào)電磁兼容的(de)原理(lǐ),分(fēn)層次地(dì)對雷電流進行(xíng)削弱,在動力線進戶配電櫃、樓層配電櫃以及機房進戶配電盒,安裝适當規格的(de)避雷器(qì)。對于有(yǒu)信号或通信接口的(de)UPS,爲防止雷電波從信号或通信線引入,必須在信号或通信線接口處加裝相(xiàng)應的(de)信号避雷器(qì)。
避雷器(qì)的(de)選擇與安裝
避雷器(qì)産品市場(chǎng)目前比較豐富,應盡量選擇有(yǒu)信譽、質量可(kě)靠的(de)避雷器(qì),避雷器(qì)的(de)接地(dì)線應不少(shǎo)于6mm2,以最直最短的(de)引線連接,在接線方式上(shàng)最好采用(yòng)凱文(wén)接線方式,最大(dà)限度地(dì)減少(shǎo)引線上(shàng)的(de)感應電壓。
UPS電源專用(yòng)防雷箱和(hé)UPS電源必須進行(xíng)接地(dì),接地(dì)電阻一般應不大(dà)于4歐姆,防雷器(qì)和(hé)UPS電源要進行(xíng)等電位連接,UPS輸出線路(lù)要有(yǒu)地(dì)線。接地(dì)系統最好采用(yòng)高(gāo)質量的(de)接地(dì)模塊,這些可(kě)以保證接地(dì)電阻的(de)可(kě)靠性和(hé)抗腐蝕性,也(yě)避免了每間隔1-2年改造地(dì)網,爲使用(yòng)單位節省了費用(yòng)。
結束語
随著(zhe)UPS電源智能(néng)化程度的(de)提高(gāo),UPS電源往往已經不僅僅是一台電網停電後可(kě)以繼續爲負載供電的(de)整機産品,而是一個(gè)局部的(de)高(gāo)度可(kě)靠,性能(néng)齊全、高(gāo)智能(néng)化的(de)供電中心,對于保證信息網絡的(de)數據安全與暢通有(yǒu)著(zhe)重要作用(yòng)。分(fēn)析UPS電源雷電防護的(de)重要性與必要性,是本文(wén)的(de)目的(de)所在,希望引起大(dà)家對此問題的(de)重視。對UPS電源系統的(de)雷電防護,是一專業(yè)性很強的(de)工(gōng)作,最好在專業(yè)人(rén)員的(de)指導下進行(xíng)。要注意系統化的(de)考慮問題。接閃、屏蔽、接地(dì)、等電位、分(fēn)區防雷等各項因素綜合考慮,作好接地(dì)系統是防雷系統的(de)基礎與關鍵,特别是在一些新建校(xiào)區中是不容忽視的(de)重要因素。
1、雷電對于UPS電源的(de)危害
關于雷電對于微電子設備的(de)危害早已爲工(gōng)程技術(shù)人(rén)員所熟悉。對于微電子設備來講,危害最大(dà)的(de)是雷電電磁脈沖,它無孔不入,隐含殺機。根據我們對有(yǒu)關事故的(de)統計(jì)表明(míng),70%以上(shàng)的(de)雷擊事故是從電源線侵入的(de),而UPS電源不能(néng)阻擋雷電流的(de)侵入。
(1)從2中的(de)討(tǎo)論可(kě)知,UPS電源的(de)市電輸入端口是濾波單元,一般包括MEI濾波器(qì)與RFI濾波器(qì),而根據雷電流的(de)頻譜特點,其90%以上(shàng)的(de)能(néng)量集中于1MHz以下,直流成分(fēn)占60%以上(shàng)。當雷電來臨,UPS位于電源線路(lù)的(de)最前端,首當其中受到(dào)攻擊。
(2)現在不少(shǎo)UPS增加了避雷功能(néng),其原理(lǐ)是在UPS的(de)輸入端增加一個(gè)MOV避雷模塊,有(yǒu)些部分(fēn)進口名牌UPS及幾家國内著(zhe)名UPS生産廠(chǎng)家在其UPS内部,根據國際IEC801-5的(de)标準加裝了避雷模塊,抑制(zhì)吸收電源供電線路(lù)輸入端的(de)雷電電壓及電流的(de)強浪湧,其沖擊電流爲20KA,沖擊電壓爲6kV,波形爲8/20。然而統計(jì)資料表明(míng),直擊雷電在一般低壓架空線路(lù)産生的(de)過壓幅值高(gāo)達100kV,電信線路(lù)高(gāo)達40~60kV。感應雷電過壓幅值在無屏蔽架空線上(shàng)最高(gāo)标準達20kV,無屏蔽地(dì)下電纜可(kě)達10kV,如(rú)果沒有(yǒu)按照(zhào)規範設計(jì)的(de)完整的(de)防雷體系,即是這樣的(de)UPS也(yě)無法保護用(yòng)電設備不受雷電侵害的(de)。
(3)UPS電源,特别是智能(néng)化的(de)UPS電源,本身含有(yǒu)大(dà)量的(de)集成電路(lù)。而且越來越多的(de)UPS帶有(yǒu)智能(néng)管理(lǐ)系統,信号線也(yě)成爲雷電電磁脈沖侵入的(de)通道。正因爲此,關于UPS電源遭受雷電侵害的(de)案例屢見不鮮,特别是在雷暴日比較多的(de)雷擊區。
如(rú)一台安裝在海(hǎi)南某單位的(de)UPS電源,自安裝後運行(xíng)半年均很正常,但(dàn)是在遇到(dào)一次雷擊以後,UPS就頻繁出現在開(kāi)機運行(xíng)一段時間後,莫名奇妙地(dì)出現從逆變器(qì)供電自動轉換到(dào)交流旁路(lù)電源供電的(de)故障。
從雷電災害損失事例類型來看,90%以上(shàng)涉及電腦(nǎo)網絡及通訊系統,而且基本上(shàng)都(dōu)有(yǒu)UPS電源。所以一定要對UPS電源及其監控系統的(de)雷電防護引起足夠的(de)重視。
2、UPS電源的(de)雷電防護
對UPS電源系統及通信端口的(de)雷電防護,應根據國家規定的(de)有(yǒu)關規範,并根據應用(yòng)環境的(de)具體情況,因地(dì)制(zhì)宜制(zhì)定出切實可(kě)行(xíng)的(de)解決方案,建立有(yǒu)效的(de)、科學的(de)、經濟的(de)防雷系統。針對UPS系統的(de)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(dì),根據《電子計(jì)算機房設計(jì)規範》,交流、直流工(gōng)作地(dì)、保護地(dì)、防雷接地(dì)宜共用(yòng)一組接地(dì)裝置,其接地(dì)電阻按其中最小(xiǎo)值要求确定,如(rú)必須分(fēn)設接地(dì),則必須于兩地(dì)之間加裝等電位共地(dì)聯結器(qì)。不管采用(yòng)怎樣的(de)接地(dì)系統,等電位連接都(dōu)是非常重要的(de)。
UPS保護的(de)往往都(dōu)是大(dà)型的(de)數據系統,對雷電反擊更爲敏感,即使很小(xiǎo)的(de)電位反擊,也(yě)往往造成不必要的(de)損失。
要采取多級雷電防護措施。《建築物(wù)防雷設計(jì)規範》、IEC61312-1都(dōu)有(yǒu)明(míng)确的(de)防雷分(fēn)區的(de)概念,将需要雷電防護的(de)區域分(fēn)爲:
LPZOA(OA區),該區内的(de)各物(wù)體都(dōu)可(kě)能(néng)遭受直接雷擊,同時在該區内雷電産生的(de)電磁場(chǎng)能(néng)自由傳播,沒有(yǒu)衰減。
LPZOB(OB區),該區内的(de)各物(wù)體在接閃器(qì)的(de)保護範圍内,不會(huì)遭受直接雷擊,但(dàn)該區内的(de)雷電電磁場(chǎng)因沒有(yǒu)屏蔽裝置,雷電産生的(de)電磁場(chǎng)也(yě)能(néng)自由傳播,沒有(yǒu)衰減。
LPZ1(1區),該區内的(de)各個(gè)物(wù)體因在建築内,不會(huì)遭受直接雷擊,流經各導體的(de)電流比LPZOB區更小(xiǎo),本區内的(de)雷電電磁場(chǎng)根據屏蔽措施的(de)不同而有(yǒu)不同衰減。
LPZ2(2區),當需要進一步減小(xiǎo)雷電和(hé)電磁場(chǎng)時,應引入後續防雷區,并按照(zhào)需要保護系統所要求的(de)環境選擇後續防雷區的(de)要求條件(jiàn)。
雷電防護的(de)中心内容是洩放(fàng)和(hé)均衡,洩放(fàng)将雷電流盡可(kě)能(néng)多的(de)、盡可(kě)能(néng)遠的(de)是洩放(fàng)于地(dì),而拒之于通信系統之外。所謂多級防護就是按照(zhào)電磁兼容的(de)原理(lǐ),分(fēn)層次地(dì)對雷電流進行(xíng)削弱,在動力線進戶配電櫃、樓層配電櫃以及機房進戶配電盒,安裝适當規格的(de)避雷器(qì)。對于有(yǒu)信号或通信接口的(de)UPS,爲防止雷電波從信号或通信線引入,必須在信号或通信線接口處加裝相(xiàng)應的(de)信号避雷器(qì)。
避雷器(qì)的(de)選擇與安裝
避雷器(qì)産品市場(chǎng)目前比較豐富,應盡量選擇有(yǒu)信譽、質量可(kě)靠的(de)避雷器(qì),避雷器(qì)的(de)接地(dì)線應不少(shǎo)于6mm2,以最直最短的(de)引線連接,在接線方式上(shàng)最好采用(yòng)凱文(wén)接線方式,最大(dà)限度地(dì)減少(shǎo)引線上(shàng)的(de)感應電壓。
UPS電源專用(yòng)防雷箱和(hé)UPS電源必須進行(xíng)接地(dì),接地(dì)電阻一般應不大(dà)于4歐姆,防雷器(qì)和(hé)UPS電源要進行(xíng)等電位連接,UPS輸出線路(lù)要有(yǒu)地(dì)線。接地(dì)系統最好采用(yòng)高(gāo)質量的(de)接地(dì)模塊,這些可(kě)以保證接地(dì)電阻的(de)可(kě)靠性和(hé)抗腐蝕性,也(yě)避免了每間隔1-2年改造地(dì)網,爲使用(yòng)單位節省了費用(yòng)。
結束語
随著(zhe)UPS電源智能(néng)化程度的(de)提高(gāo),UPS電源往往已經不僅僅是一台電網停電後可(kě)以繼續爲負載供電的(de)整機産品,而是一個(gè)局部的(de)高(gāo)度可(kě)靠,性能(néng)齊全、高(gāo)智能(néng)化的(de)供電中心,對于保證信息網絡的(de)數據安全與暢通有(yǒu)著(zhe)重要作用(yòng)。分(fēn)析UPS電源雷電防護的(de)重要性與必要性,是本文(wén)的(de)目的(de)所在,希望引起大(dà)家對此問題的(de)重視。對UPS電源系統的(de)雷電防護,是一專業(yè)性很強的(de)工(gōng)作,最好在專業(yè)人(rén)員的(de)指導下進行(xíng)。要注意系統化的(de)考慮問題。接閃、屏蔽、接地(dì)、等電位、分(fēn)區防雷等各項因素綜合考慮,作好接地(dì)系統是防雷系統的(de)基礎與關鍵,特别是在一些新建校(xiào)區中是不容忽視的(de)重要因素。
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