在UPS应用中,过电压防护是一个至关重要的环节,尤其当考虑到电网可能受到雷击、电磁脉冲、地电位反击以及操作过电压等多重因素影响时。传统的过电压防护主要关注防雷,但现在应转向更为全面的防护措施,涵盖直击雷、雷电电磁脉冲、地电位反击和操作过电压的综合防护。
我们必须清楚地认识到,过电压不仅仅来源于雷电。随着工业的发展,各种动力设备启动运行时对电网带来的操作过电压现象也很常见,这些浪涌干扰对设备的影响可能更大。因此,对设备进行过电压防护已成为一项不可或缺的工作。
接着,关于UPS应用中的“防雷”误区,常见的有两个。其一,认为防雷器只应对雷电有效。事实上,即便没有雷电发生,设备同样可能因为来自线路上的电压浪涌遭受损害。其二,有些厂家使用的廉价“防雷器”实际上并不足以提供充分的防护。这些防雷器可能只是采用了一些小通流容量的压敏电阻,并不能有效抵御来自电网的电压浪涌。
针对UPS的过电压防护需求,需要对市电交流输入、UPS交流输出、通信接口等端口进行防护。这些端口都是可能遭受过电压冲击的薄弱环节。而对于小容量UPS而言,其电源过电压防护特征尤为明显。由于小容量UPS使用的环境较差,可能不存在大型UPS所具备的完善防雷系统,因此除了防雷外,还必须考虑对操作过电压的浪涌冲击防护。
在早期的设计中,小型UPS的过电压防护通常采用氧化锌压敏电阻(MOV)进行防护。但随着电网不稳定现象的增加,小容量UPS面临更多挑战。 MOV器件虽然成本相对较低,但其通流容量有限,容易在电网波动较大时损坏。因此,防护方案需要改进,主要措施包括增加MOV的通流容量或提高动作电压,以及使用气体放电管(GDT)来提高防护效果。GDT具有良好的重复放电特性,而且在动作后可呈现出近似短路的低阻状态,从而有效保护设备免受损害。
过电压防护是一个复杂的工程问题,需要根据实际应用场景和设备类型选择合适的防护方案。这涉及到对不同防护器件的性能和成本的综合考量,以确保在经济和效率之间达到一个平衡。在选择防护器件时,应该考虑到器件的动作电压和通流容量,这两者直接影响到防护效果和成本。同时,随着技术的不断进步,新的防护器件如GDT不断涌现,为过电压防护提供了更多的选择和可能。因此,从事IT行业,尤其是涉及电源管理的专业人士,应当对这些知识有充分的了解和认识,才能设计出既安全又经济的UPS应用方案。