中心議題：

• 雷電對于UPS電源的危害
• UPS電源的雷電防護
• 避雷器的選擇與安裝

解決方案：

• 完善外部防雷設施，做好機房接地
• 采取多級雷電防護措施
• 安裝適當規格的避雷器

UPS電源的主要工作過(guò)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的所有的電磁脈沖的侵入，事實(shí)上并非如此。

雷電對于UPS電源的危害

關(guān)于雷電對于微電子設備的危害早已為工程技術(shù)人員所熟悉。對于微電子設備來(lái)講，危害最大的是雷電電磁脈沖，它無(wú)孔不入，隱含殺機。根據我們對有關(guān)事故的統計表明，70%以上的雷擊事故是從電源線(xiàn)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。當雷電來(lái)臨，UPS位于電源線(xiàn)路的最前端，首當其中受到攻擊。

(2)現在不少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及幾家國內著(zhù)名UPS生產(chǎn)廠(chǎng)家在其UPS內部，根據國際IEC801-5的標準加裝了避雷模塊，抑制吸收電源供電線(xiàn)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。然而統計資料表明，直擊雷電在一般低壓架空線(xiàn)路產(chǎn)生的過(guò)壓幅值高達100kV，電信線(xiàn)路高達40~60kV。感應雷電過(guò)壓幅值在無(wú)屏蔽架空線(xiàn)上最高標準達20kV，無(wú)屏蔽地下電纜可達10kV，如果沒(méi)有按照規范設計的完整的防雷體系，即是這樣的UPS也無(wú)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(lái)越多的UPS帶有智能管理系統，信號線(xiàn)也成為雷電電磁脈沖侵入的通道。正因為此，關(guān)于UPS電源遭受雷電侵害的案例屢見(jiàn)不鮮，特別是在雷暴日比較多的雷擊區。

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就頻繁出現在開(kāi)機運行一段時(shí)間后，莫名奇妙地出現從逆變器供電自動(dòng)轉換到交流旁路電源供電的故障。

從雷電災害損失事例類(lèi)型來(lái)看，90%以上涉及電腦網(wǎng)絡(luò )及通訊系統，而且基本上都有UPS電源。所以一定要對UPS電源及其監控系統的雷電防護引起足夠的重視。

UPS電源的雷電防護

對UPS電源系統及通信端口的雷電防護，應根據國家規定的有關(guān)規范，并根據應用環(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)濟的防雷系統。針對UPS系統的特點(diǎn)，其雷電防護應重點(diǎn)把握以下幾點(diǎn)：

要完善外部防雷設施，做好機房接地，根據《電子計算機房設計規范》，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。不管采用怎樣的接地系統，等電位連接都是非常重要的。UPS保護的往往都是大型的數據系統，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?！督ㄖ锓览自O計規范》、IEC61312-1都有明確的防雷分區的概念，將需要雷電防護的區域分為：

LPZOA(OA區)，該區內的各物體都可能遭受直接雷擊，同時(shí)在該區內雷電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)能自由傳播，沒(méi)有衰減。
LPZOB(OB區)，該區內的各物體在接閃器的保護范圍內，不會(huì )遭受直接雷擊，但該區內的雷電電磁場(chǎng)因沒(méi)有屏蔽裝置，雷電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)也能自由傳播，沒(méi)有衰減。
LPZ1(1區)，該區內的各個(gè)物體因在建筑內，不會(huì )遭受直接雷擊，流經(jīng)各導體的電流比LPZOB區更小，本區內的雷電電磁場(chǎng)根據屏蔽措施的不同而有不同衰減。
LPZ2(2區)，當需要進(jìn)一步減小雷電和電磁場(chǎng)時(shí)，應引入后續防雷區，并按照需要保護系統所要求的環(huán)境選擇后續防雷區的要求條件。

安裝適當規格的避雷器。雷電防護的中心內容是泄放和均衡，泄放將雷電流盡可能多的、盡可能遠的是泄放于地，而拒之于通信系統之外。所謂多級防護就是按照電磁兼容的原理，分層次地對雷電流進(jìn)行削弱，在動(dòng)力線(xiàn)進(jìn)戶(hù)配電柜、樓層配電柜以及機房進(jìn)戶(hù)配電盒，安裝適當規格的避雷器。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(xiàn)引入，必須在信號或通信線(xiàn)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(chǎng)目前比較豐富，應盡量選擇有信譽(yù)、質(zhì)量可靠的避雷器，避雷器的接地線(xiàn)應不少于6mm2,以最直最短的引線(xiàn)連接，在接線(xiàn)方式上最好采用凱文接線(xiàn)方式，最大限度地減少引線(xiàn)上的感應電壓。

UPS電源專(zhuān)用防雷箱和UPS電源必須進(jìn)行接地，接地電阻一般應不大于4歐姆，防雷器和UPS電源要進(jìn)行等電位連接，UPS輸出線(xiàn)路要有地線(xiàn)。接地系統最好采用高質(zhì)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)，為使用單位節省了費用。

結束語(yǔ)

隨著(zhù)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)停電后可以繼續為負載供電的整機產(chǎn)品，而是一個(gè)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(luò )的數據安全與暢通有著(zhù)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(wèn)題的重視。對UPS電源系統的雷電防護，是一專(zhuān)業(yè)性很強的工作，最好在專(zhuān)業(yè)人員的指導下進(jìn)行。要注意系統化的考慮問(wèn)題。接閃、屏蔽、接地、等電位、分區防雷等各項因素綜合考慮，作好接地系統是防雷系統的基礎與關(guān)鍵，特別是在一些新建校區中是不容忽視的重要因素。