UPS系統安全問題探討

□黃 權

隨著廣播電視數字化進程的加速，不間斷電源UPS 系統的運用已經非常普及，因此UPS 系統安全性是考核其優劣的重要性能之一。

配線選購保障安全性能

UPS 系統配線一般分為三種方式：地面溝槽式、電纜吊架和管道式。溝槽尺寸依據所設電纜之數量多少來定，一般寬約400-600mm，深約250-300mm 并且溝槽最好設于UPS 底部。

在設備之間配線時，對所選之電纜須依設備之容量及設備之間距離來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，通常可使用CV 電纜（架橋聚乙烯電纜）并依據電路之額定電流與電纜的容許電流等選定。因鋪設多條電纜可導致電流的容許電流率降低。

尤其UPS 系統的輸出電纜，因其向負載穩定供電，其電壓降一般要限制在2%左右，在選用電纜線徑時，亦須先確定此電壓降的數值，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。

L：電纜長，單位：m。

I：電纜流過電流，單位：A。

CV：電纜常數（R，X）表（600V）。

電纜末端一旦發生短路時，電纜溫度會急劇上升，甚至可引發火災。通常采用無熔絲開關來執行短路發生后在電纜最高容許溫度范圍之內徹底切斷路。CV 電纜之正常連續最高容許溫度為90℃，短路時最高容許溫度為230℃。

當由于負載嚴重超載或系統設備發生事故導致線路出現過電流時，如能及時切斷UPS的輸出或電力供電線路，可以使系統設備得到保護，不會影響到該電力供應線上其他用戶系統對電力的正常需要，并且所配電纜也同樣受到保護，避免火災發生。

蓄電池設置是安全的基礎

目前在UPS 系統配置蓄電池多為免維護型鉛酸蓄電池，若未使用而又長時期不予充電時，便自行緩慢放電，其電荷量將不斷減小，在緊急備用時，UPS 不能正常由電池供電。因此，為防止電池放電，須經常保持電池處于浮動充電狀態，并且至少2 個月對電池充放電一次，以利延長電池壽命。

對于單個HS 式鉛酸蓄電池，其浮動充電電壓為2.18V，均衡充電電壓為2.3V。如12V/7AH HS 式鉛酸蓄電池，其浮動充電電壓為13.08V，均衡充電電壓13.80V。

在放電時，一般將其截止電壓設定于約1.63V。如對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。

蓄電池在使用時通常用串聯連接來獲得高電壓，采用并聯連接獲得大電流和高容量。蓄電池在配置過程中，當所需電池電壓相同而須增大容量時，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。并聯聯接時應注意，兩組電池容量（AH）必須相同，并且經充電后，兩組電池之端電壓電壓差＜±0.05V。

UPS 系統安全的必要措施——接地與防雷

UPS 系統接地一般有四種方式。保護接地：將電氣設備不帶電的金屬外殼及與之相連的金屬構架用導線和接地體等進行可靠的連接。工作接地：將變壓器或發電機的中點進行接地。重復接地：將中心線上的一點或多點與大地再次作金屬連接。保護接零：在中心點接地的三相四線制系統中，將電氣設備的金屬外殼框架與中心線進行可靠的連接。特別需要注意的是家用電器不適合采用保護接零；同一系統中不宜同時采用“保護接地”和“保護接零”。

接地電阻的要求：對于1KV 以下，容量100KVA 以下的低壓設備接地電阻的要求；中心點直接接地系統工作接地電阻在4～10Ω 以下；中心點不接地系統接地電阻應在4Ω 以下；靜電放電裝置接地電阻在100Ω以下即可。防雷接地裝置應與電氣設備距離在3m 以內，并且接地電阻應小于1Ω。接地參考如表：

UPS 系統的維護保障規范、正確，才能使得壽命延長和安全可靠。根據我們十多年的經驗，UPS 系統維護必須做到：室內設備避免陽光、灰塵、雨水等直接接觸；設置時應預留維修、保養空間；設置大容量機之場所，應考慮地板的負荷及耐震度；環境溫度高于40℃或者低于0℃的場所應加裝空調，以確保UPS 正常運作；環境濕度高于90%的場所應加裝除濕設備；冷卻排風氣的進、出氣口應保持通暢，避免溫度過高影響UPS的使用壽命；基于線路輿壓降的考慮，應盡量選擇靠近負載的場所；雷電頻繁地區，UPS的地線（G）與市電零線（N）要嚴格分開；UPS 安裝時，不要直接在地面放置，與地面保持約50cm；未經允許，嚴禁接在維持生命儀器上；在樓層配置UPS 時，建議客戶各樓層分別設置，從而減少線路壓降。

總而言之，UPS 系統的安全性，不僅僅是系統設置和配件的質量，同樣取決于科學的維護。從系統配置到軟環境提高，都是對大功率UPS 系統的安全性能的有效提高。