UPS电源系统该如何防雷击

1、雷电对于UPS电源的危害

现如今市面上的UPS主要可分为两大类：未安装防雷器件的UPS与内部安装有防雷器件的UPS. 未安装防雷器件的UPS,这类UPS包括早期生产和目前部份小功率的UPS,其防雷功能可以说"无",只能对市电网过电压或很小的杂散电流起着电源净化的保护作用。当雷击来临时，它本身首当其冲被击坏。内部安装有防雷器件的UPS,这里分二种类型：装有不合标准的防雷器件的UPS,这类UPS生产厂家为了节省成本，只是象征性装一组小功率的金属氧化锌压敏电阻MOV,只能对很小的感应雷电有一定的防护作用。部分进口名牌UPS及几家国内着名UPS生产厂家在其UPS内部安装有标准的防雷器件，这一类UPS是否可以完善地保护UPS自身，并通过保护自身而达到保护其它设备电源的免遭雷电的侵害的目的呢?答案是否定的。

关于雷电对于微电子设备的危害早已为工程技术人员所熟悉。对于微电子设备来讲，危害最大的是雷电电磁脉冲，它无孔不入，隐含杀机。根据我们对有关事故的统计表明，70%以上的雷击事故是从电源线侵入的，而UPS电源不能阻挡雷电流的侵入。

(1)从(2)中的讨论可知，UPS电源的市电输入端口是滤波单元，一般包括MEI滤波器与RFI滤波器，而根据雷电流的频谱特点，其90%以上的能量集中于1MHz以下，直流成分占60%以上。当雷电来临，UPS位于电源线路的最前端，首当其中受到攻击。

(2)现在不少UPS增加了避雷功能，其原理是在UPS的输入端增加一个MOV避雷模块，有些部分进口名牌UPS及几家国内着名UPS生产厂家在其UPS内部，根据国际IEC801-5的标准加装了避雷模块，抑制吸收电源供电线路输入端的雷电电压及电流的强浪涌，其冲击电流为20KA,冲击电压为6kV,波形为8/20无屏蔽地下电缆可达10kV,如果没有按照规范设计的完整的防雷体系，即是这样的UPS也无法保护用电设备不受雷电侵害的。

(3)UPS电源，特别是智能化的UPS电源，本身含有大量的集成电路。而且越来越多的UPS带有智能管理系统，信号线也成为雷电电磁脉冲侵入的通道。正因为此，关于UPS电源遭受雷电侵害的案例屡见不鲜，特别是在雷暴日比较多的雷击区。

如一台安装在海南某单位的UPS电源，自安装后运行半年均很正常，但是在遇到一次雷击以后，UPS就频繁出现在开机运行一段时间后，莫名奇妙地出现从逆变器供电自动转换到交流旁路电源供电的故障。

从雷电灾害损失事例类型来看，而且基本上都有UPS电源。所以一定要对UPS电源及其监控系统的雷电防护引起足够的重视。

2、UPS电源的雷电防护

对UPS电源系统及通信端口的雷电防护，应根据国家规定的有关规范，并根据应用环境的具体情况，因地制宜制定出切实可行的解决方案，建立有效的、科学的、经济的防雷系统。针对UPS系统的特点，其雷电防护应重点把握以下几点：

要完善外部防雷设施，做好机房接地，根据《电子计算机房设计规范》，交流、直流工作地、保护地、防雷接地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值要求确定，如必须分设接地，则必须于两地之间加装等电位共地联结器。UPS保护的往往都是大型的数据系统，对雷电反击更为敏感，即使很小的电位反击，也往往造成不必要的损失。

要采取多级雷电防护措施。IEC61312-1都有明确的防雷分区的概念，将需要雷电防护的区域分为：

LPZOA(OA区)，该区内的各物体都可能遭受直接雷击，同时在该区内雷电产生的电磁场能自由传播，没有衰减。

LPZOB(OB区)，该区内的各物体在接闪器的保护范围内，不会遭受直接雷击，但该区内的雷电电磁场因没有屏蔽装置，雷电产生的电磁场也能自由传播，没有衰减。

LPZ1(1区)，该区内的各个物体因在建筑内，不会遭受直接雷击，流经各导体的电流比LPZOB区更小，本区内的雷电电磁场根据屏蔽措施的不同而有不同衰减。

LPZ2(2区)，当需要进一步减小雷电和电磁场时，应引入后续防雷区，并按照需要保护系统所要求的环境选择后续防雷区的要求条件。

雷电防护的中心内容是泄放和均衡，泄放将雷电流尽可能多的、尽可能远的是泄放于地，而拒之于通信系统之外。对于有信号或通信接口的UPS,为防止雷电波从信号或通信线引入，必须在信号或通信线接口处加装相应的信号避雷器。

避雷器的选择与安装

避雷器产品市场目前比较丰富，应尽量选择有信誉、质量可靠的避雷器，避雷器的接地线应不少于6mm2,以最直最短的引线连接，在接线方式上最好采用凯文接线方式，最大限度地减少引线上的感应电压。

UPS电源专用防雷箱和UPS电源必须进行接地，防雷器和UPS电源要进行等电位连接，UPS输出线路要有地线。接地系统最好采用高质量的接地模块，这些可以保证接地电阻的可靠性和抗腐蚀性，也避免了每间隔1-2年改造地网，为使用单位节省了费用。

结束语

随着UPS电源智能化程度的提高，UPS电源往往已经不仅仅是一台电网停电后可以继续为负载供电的整机产品，而是一个局部的高度可靠，性能齐全、高智能化的供电中心，对于保证信息网络的数据安全与畅通有着重要作用。分析UPS电源雷电防护的重要性与必要性，是本文的目的所在，希望引起大家对此问题的重视。对UPS电源系统的雷电防护，是一专业性很强的工作，最好在专业人员的指导下进行。要注意系统化的考虑问题。UPS电源现已广泛应用于：工业、通讯、国防、医院、广播电视、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备等领域。