过电压防护器件的故障同样也是UPS的故障，同样会给UPS的应用和保护带来极大年夜的不便，在教逑瞪本的前提下，选择设计恰当的过电压防护办法，已经成为现代UPS应用的重要环节。本文在介绍过电压防护概念的变更及UPS应用中的“防雷”误区的基本上，结合实际，针对UPS应用傍边的过电压防护需求及小容量UPS的电源过电压防护特点，提出恰当的UPS电源过电压防护筹划。
1.过电压防护概念的变更
当远处产生雷击时，雷电浪涌经由过程电网或通信线路传输到设备端，固然不必定急速损毁设备，也会对设备内部造成累计性伤害。别的，跟着经济的快速成长，设备遭受来自线路上的其它浪涌干扰(例如各类动力设备启动运行时对电网所带来的操作过电压现象)的可能性也很高，其对设备的影响可能更大年夜。
是以，再简单直不雅地认定“没有雷电就不须要过电压防护”，显然是不精确的。可以说，今朝的过电压防护工作已经由传统的防雷转向直击雷、雷电电磁脉冲、地登基还击和操作过电压的综合防护。
2.UPS应用中的“防雷”误区
2.1误区之一：“防雷器”只是防雷
在UPS实际应用中，经常会碰到这种情况：明明是晴空万里，感到不到任何雷电的现象，UPS内置的“防雷器”却破坏了。用户说是UPS机械质量有问题，可UPS本身却仍然可以持续正常工作。
如不雅邻近没有重型的动力设备，要想用“操作过电压”来说服用户，生怕也不太轻易。事实上，国外对词攀类通俗低压配电线路上的各类电压浪涌情况，也有不少统计和报道。例如美国的一则统计注解：在10000小时内，在线间产生的各类电压值浪涌的次数，超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次，个中跨越1000V的就有300余次。
不罕用户出于对相干规定的┞峰酌，请求UPS在较低价格的前提下，也要设备“防雷器”，个别厂家为了“知足”用户请求，随便装个小压敏电阻也称作“有防雷”。
2.2 误区之二：便宜“防雷器”也防雷
可想而知，根本不须要雷电感化，要让“防雷器”动作或破坏，是完全可能的。 事实上，一般小通流容量的压敏电阻只能具备必定的过电压防护感化，如不雅确切须要防雷，就必须推敲足够的通流容量器件及相干的成本。
3.UPS的过电压防护需求
UPS作为供电体系，必定存在来自多个方面的线路连接，包含市电交换输入、UPS交换输出、通信接口等。严格来说，这三个端口都应设置过电压防护。本文重要评论辩论交换端口的操作过电压防护问题。UPS的过电压防护包含两重的意义：一方面，来自外部的各类浪涌或电压尖峰对UPS构成必定影响，须要进行防护;另一方面，这些浪涌或电压尖峰有可能经由过程UPS影响到负载，须要时也须要进行防护。
在早期的设计中，出于成本推敲，小UPS与其他通俗电源产品类似，一般是在220Vac输入EMI上采取14D471的氧化锌压敏电阻(MOV)进行过电压防护。
4.小容量UPS的电源过电压防护特点
设备大年夜型UPS的数据中间或控制中间，其地点的建筑物或机房一般都具备比较完美的┞符体防雷体系，达到UPS端的过电压残值不高;而小UPS的应用情况则比较差，除了防雷，还要推敲对周边电网上的操作过电压的浪涌冲击防护。
另一方面，大年夜型UPS成本空间较多，防护筹划轻易实现;而小UPS则成本捉襟见肘，所能采取的防护手段和器件有限。
5.小容量UPS的电源过电压防护筹划
一般的14D471压敏电阻产品，其通流容量大年夜约在6kA(8/20μs，一次)以下，这在电网稳定的地区没有问题，然则在电网不稳定的地区，采取14D471的压敏电阻是比较轻易破坏的，这是因为操作过电压浪涌邮攀雷电浪涌比拟，幅度固然较低，但持续时光较长，并且呈周期性，这对于通流容量较小的压敏电阻来说，接收浪涌的热量持续积聚而来不及披发，是异常轻易破坏的。
过电压防护办法的效不雅和成本与其器件和筹划的选择有侧重要的关系。选择较低动作电压和较大年夜通流容量的SPD器件可以降低其残压，但动作电压太低会因为电源的不稳造成SPD器件频繁动作而提前掉效，通流容量较大年夜则造成防护成本过高。平日情况下，小容量UPS重要还不是推敲防雷，而是对电源操作过电压的防护。
5.1早期的筹划
5.2筹划的改进
一种筹划是增长MOV的通流容量，例如选用20D471、25D471甚至32D471的MOV器件，使通流容量进步到10kA至25KA(8/20μs，一次)阁下。如许，既可以或许遭受较长时光或周期性的过电压能量泻放，也可以或许令线上的残压保持在教逑堤度。不过，这会使防护成本大年夜大年夜增长(数十倍的增长)。
另一种筹划是增长MOV的动作电压，例如选用14D561或14D621等MOV器件，使动作电压大年夜470V进步到560V或620V。如许，在不改变通流容量的情况下，大年夜大年夜削减了MOV的动作机率和泻能时光，而又不增长成本。不过，这会使线上的残压有所进步。
气体放电管(GDT)是一种新型的合适采取的SPD器件，因为其价格也还比较便宜。与MOV比拟较，GDT具有如下重要的特点：
A).GDT比之MOV具有较好的反复放电特点，不易破坏。
B).MOV是箝位型元件，而GDT则是短路型元件。
对于户外型UPS，因为雷电浪涌及操作过电压频繁，推敲到短路保护器件的恢复并不便利，一般不宜直接采取气体放电管作过电压防护器件。
一旦GDT动作之后，呈近似短路的低阻状况，其短路动作将可能持续半个周波(10ms)阁下，直至过零点时才能中断。是以，气体放电管一般须要与短路保护器件(例如保险丝或断路器等)合营应用。
C).GDT的动作电压精度较MOV要低，平日MOV的动作电压精度为±10%，而GDT的动作电压精度为±20%。
5.3组合筹划
因为MOV和GDT具有不合的机能特点，其应用也有较大年夜差别。幻想的过电压防护器件请求漏电流小、动作响应快、残压低、不易老化等，而现有单一器件并不克不及完全相符请求。
为了却合两种器件的特点，可以将两种器件进行组合应用，以发挥器件各自所长。
两种器件串联应用的方法，MOV的漏电流比GDT要大年夜，而GDT则不存在该问题;但GDT则存在跟随电流的问题，与MOV串联应用后，MOV对其具有必定的限流感化，并可以及时地中断跟随电流。
在实际应用中，还可以改进，在放电管两端并接电容器。产生电涌时，电容器初始充电状况相当于短路，令MOV率先导通，同时电容器又作为GDT的蓄能元件;电容器充电完毕，GDT导通并形成电容器的放电回路。
为了降低负载端的残压幅度，还须要同时在UPS的输出端加一级SPD，如许就构成了两级SPD防护收集。SPD1作为第一级过电压防护器件，电涌入侵时有较高的残压，而SPD2则作为第二级过电压防护，其残压较低。
6.停止语
过电压防护器件的故障同样也是UPS的故障，同样会给UPS的应用和保护带来极大年夜的不便，在教逑瞪本的前提下，选择设计恰当的过电压防护办法，已经成为现代UPS应用的重要环节。