UPS系統(tǒng)安全問題探討

□黃 權(quán)

隨著廣播電視數(shù)字化進(jìn)程的加速，不間斷電源UPS 系統(tǒng)的運(yùn)用已經(jīng)非常普及，因此UPS 系統(tǒng)安全性是考核其優(yōu)劣的重要性能之一。

配線選購(gòu)保障安全性能

UPS 系統(tǒng)配線一般分為三種方式：地面溝槽式、電纜吊架和管道式。溝槽尺寸依據(jù)所設(shè)電纜之?dāng)?shù)量多少來(lái)定，一般寬約400-600mm，深約250-300mm 并且溝槽最好設(shè)于UPS 底部。

在設(shè)備之間配線時(shí)，對(duì)所選之電纜須依設(shè)備之容量及設(shè)備之間距離來(lái)正確的選擇電纜的容許電流，電壓降至容許短路電流。主電路電纜，通?？墒褂肅V 電纜（架橋聚乙烯電纜）并依據(jù)電路之額定電流與電纜的容許電流等選定。因鋪設(shè)多條電纜可導(dǎo)致電流的容許電流率降低。

尤其UPS 系統(tǒng)的輸出電纜，因其向負(fù)載穩(wěn)定供電，其電壓降一般要限制在2%左右，在選用電纜線徑時(shí)，亦須先確定此電壓降的數(shù)值，其求法如下公式：

△式中,△V：每單線之壓降，單位：V。

R：每1m 電纜的電阻，單位：Ω。

X：每1m 電纜的電抗，單位：Ω。

cosφ：功率因數(shù)。

L：電纜長(zhǎng)，單位：m。

I：電纜流過電流，單位：A。

CV：電纜常數(shù)（R，X）表（600V）。

電纜末端一旦發(fā)生短路時(shí)，電纜溫度會(huì)急劇上升，甚至可引發(fā)火災(zāi)。通常采用無(wú)熔絲開關(guān)來(lái)執(zhí)行短路發(fā)生后在電纜最高容許溫度范圍之內(nèi)徹底切斷路。CV 電纜之正常連續(xù)最高容許溫度為90℃，短路時(shí)最高容許溫度為230℃。

當(dāng)由于負(fù)載嚴(yán)重超載或系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生事故導(dǎo)致線路出現(xiàn)過電流時(shí)，如能及時(shí)切斷UPS的輸出或電力供電線路，可以使系統(tǒng)設(shè)備得到保護(hù)，不會(huì)影響到該電力供應(yīng)線上其他用戶系統(tǒng)對(duì)電力的正常需要，并且所配電纜也同樣受到保護(hù)，避免火災(zāi)發(fā)生。

蓄電池設(shè)置是安全的基礎(chǔ)

目前在UPS 系統(tǒng)配置蓄電池多為免維護(hù)型鉛酸蓄電池，若未使用而又長(zhǎng)時(shí)期不予充電時(shí)，便自行緩慢放電，其電荷量將不斷減小，在緊急備用時(shí)，UPS 不能正常由電池供電。因此，為防止電池放電，須經(jīng)常保持電池處于浮動(dòng)充電狀態(tài)，并且至少2 個(gè)月對(duì)電池充放電一次，以利延長(zhǎng)電池壽命。

對(duì)于單個(gè)HS 式鉛酸蓄電池，其浮動(dòng)充電電壓為2.18V，均衡充電電壓為2.3V。如12V/7AH HS 式鉛酸蓄電池，其浮動(dòng)充電電壓為13.08V，均衡充電電壓13.80V。

在放電時(shí)，一般將其截止電壓設(shè)定于約1.63V。如對(duì)12V/7AH 電池其截止電壓約9.8V，這樣可防止電池由于過放電而損壞。

蓄電池在使用時(shí)通常用串聯(lián)連接來(lái)獲得高電壓，采用并聯(lián)連接獲得大電流和高容量。蓄電池在配置過程中，當(dāng)所需電池電壓相同而須增大容量時(shí)，有兩種方法：一是更換電壓相同而容量（AH）大的電池，二是兩組電池并聯(lián)。并聯(lián)聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意，兩組電池容量（AH）必須相同，并且經(jīng)充電后，兩組電池之端電壓電壓差＜±0.05V。

UPS 系統(tǒng)安全的必要措施——接地與防雷

UPS 系統(tǒng)接地一般有四種方式。保護(hù)接地：將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼及與之相連的金屬構(gòu)架用導(dǎo)線和接地體等進(jìn)行可靠的連接。工作接地：將變壓器或發(fā)電機(jī)的中點(diǎn)進(jìn)行接地。重復(fù)接地：將中心線上的一點(diǎn)或多點(diǎn)與大地再次作金屬連接。保護(hù)接零：在中心點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的金屬外殼框架與中心線進(jìn)行可靠的連接。特別需要注意的是家用電器不適合采用保護(hù)接零；同一系統(tǒng)中不宜同時(shí)采用“保護(hù)接地”和“保護(hù)接零”。

接地電阻的要求：對(duì)于1KV 以下，容量100KVA 以下的低壓設(shè)備接地電阻的要求；中心點(diǎn)直接接地系統(tǒng)工作接地電阻在4～10Ω 以下；中心點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地電阻應(yīng)在4Ω 以下；靜電放電裝置接地電阻在100Ω以下即可。防雷接地裝置應(yīng)與電氣設(shè)備距離在3m 以內(nèi)，并且接地電阻應(yīng)小于1Ω。接地參考如表：

UPS 系統(tǒng)的維護(hù)保障規(guī)范、正確，才能使得壽命延長(zhǎng)和安全可靠。根據(jù)我們十多年的經(jīng)驗(yàn)，UPS 系統(tǒng)維護(hù)必須做到：室內(nèi)設(shè)備避免陽(yáng)光、灰塵、雨水等直接接觸；設(shè)置時(shí)應(yīng)預(yù)留維修、保養(yǎng)空間；設(shè)置大容量機(jī)之場(chǎng)所，應(yīng)考慮地板的負(fù)荷及耐震度；環(huán)境溫度高于40℃或者低于0℃的場(chǎng)所應(yīng)加裝空調(diào)，以確保UPS 正常運(yùn)作；環(huán)境濕度高于90%的場(chǎng)所應(yīng)加裝除濕設(shè)備；冷卻排風(fēng)氣的進(jìn)、出氣口應(yīng)保持通暢，避免溫度過高影響UPS的使用壽命；基于線路輿壓降的考慮，應(yīng)盡量選擇靠近負(fù)載的場(chǎng)所；雷電頻繁地區(qū)，UPS的地線（G）與市電零線（N）要嚴(yán)格分開；UPS 安裝時(shí)，不要直接在地面放置，與地面保持約50cm；未經(jīng)允許，嚴(yán)禁接在維持生命儀器上；在樓層配置UPS 時(shí)，建議客戶各樓層分別設(shè)置，從而減少線路壓降。

總而言之，UPS 系統(tǒng)的安全性，不僅僅是系統(tǒng)設(shè)置和配件的質(zhì)量，同樣取決于科學(xué)的維護(hù)。從系統(tǒng)配置到軟環(huán)境提高，都是對(duì)大功率UPS 系統(tǒng)的安全性能的有效提高。