UPS過電壓防護方案及誤區解析

在無任何雷電征兆的情況下，用戶正在運行的UPS內置防雷器卻壞了，但是UPS本省卻仍在正常工作著。其實，當遠處發生雷擊時，雷電浪涌通過電網或通訊線路傳輸到設備端，雖然不一定立即損毀設備，也會對設備內部造成累計性損害。另外，隨著經濟的快速發展，設備遭受來自線路上的其它浪涌干擾(例如各種動力設備啟動運行時對電網所帶來的操作過電壓現象)的可能性也很高，其對設備的影響可能更大。

因此，再簡單直觀地認定“沒有雷電就不需要過電壓防護”，顯然是不正確的。可以說，目前的過電壓防護工作已經由傳統的防雷轉向直擊雷、雷電電磁脈沖、地電位反擊和操作過電壓的綜合防護。

1.UPS應用中的“防雷”誤區

誤區之一：“防雷器”只是防雷

在UPS實際應用中，經常會遇到這種情況：明明是晴空萬里，感覺不到任何雷電的現象，UPS內置的“防雷器”卻損壞了。用戶說是UPS機器質量有問題，可UPS本身卻仍然可以繼續正常工作。

如果附近沒有重型的動力設備，要想用“操作過電壓”來說服用戶，恐怕也不太容易。事實上，國外對此類普通低壓配電線路上的各種電壓浪涌情況，也有不少統計和報道。例如美國的一則統計表明：在10000小時內，在線間發生的各種電壓值浪涌的次數，超出原工作電壓一倍以上的浪涌電壓次數達到800余次，其中超過1000V的就有300余次。

可想而知，根本不需要雷電作用，要讓“防雷器”動作或損壞，是完全可能的。

誤區之二：廉價“防雷器”也防雷

不少用戶出于對相關規定的考慮，要求UPS在較低價格的條件下，也要配置“防雷器”，個別廠家為了“滿足”用戶要求，隨便裝個小壓敏電阻也稱作“有防雷”。事實上，一般小通流容量的壓敏電阻只能具備一定的過電壓防護作用，如果確實需要防雷，就必須考慮足夠的通流容量器件及相關的成本。

2.UPS的過電壓防護需求

UPS作為供電系統，必然存在來自多個方面的線路連接，包括市電交流輸入、UPS交流輸出、通信接口等。嚴格來說，這三個端口都應設置過電壓防護。本文主要討論交流端口的操作過電壓防護問題。UPS的過電壓防護包含兩重的意義：一方面，來自外部的各種浪涌或電壓尖峰對UPS構成一定影響，需要進行防護;另一方面，這些浪涌或電壓尖峰有可能透過UPS影響到負載，必要時也需要進行防護。

3.小容量UPS的電源過電壓防護特征

配置大型UPS的數據中心或控制中心，其所在的建筑物或機房一般都具備比較完善的整體防雷系統，到達UPS端的過電壓殘值不高;而小UPS的使用環境則比較差，除了防雷，還要考慮對周邊電網上的操作過電壓的浪涌沖擊防護。

另一方面，大型UPS成本空間較多，防護方案容易實現;而小UPS則成本捉襟見肘，所能采用的防護手段和器件有限。

4.小容量UPS的電源過電壓防護方案

過電壓防護措施的效果和成本與其器件和方案的選擇有著重要的關系。選擇較低動作電壓和較大通流容量的SPD器件可以降低其殘壓，但動作電壓太低會由于電源的不穩造成SPD器件頻繁動作而提前失效，通流容量較大則造成防護成本過高。通常情況下，小容量UPS主要還不是考慮防雷，而是對電源操作過電壓的防護。■