UPS和防雷接地系统方案.doc

1.1. UPS和防雷接地系统方案1.1.1. UPS系统概述随着信息产业的蓬勃兴起，计算机网络、通讯设备、精密仪器、工业控制系统等高精尖设备越来越广泛的应用在各行各业。这些设备承担着十分重要的任务，时时都进行着大量的数据处理和传送。然而，由于客观上的原因，电力供应在我国的大部分地区尚且不足，再加上其它一些自然现象，使电网质量问题尤为突出。由于各行业对信息产业的依赖加强，因电源问题使计算机网络等造成数据丢失甚至损坏设备，其造成的损失越来越无法估量，实际上，45.3%的数据丢失都是因电源问题造成的，是病毒危害的15倍。为了克服这些电源问题，合理、准确的选择UPS电源具有十分重大的现实意义。UPS，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断( 事故停电 )时, UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。1.1.2. 系统建设目标本系统主要是为嘉兴教育学院校内的计算机系统、通信系统、安防系统、电视系统、广播系统和重要部门等的重要设备等提供一套UPS解决方案。通过UPS系统解决来自电网的电涌、高压尖脉冲、暂态过电压、电压下降、电线噪声、频率偏移、持续低电压、市电中断等影响电源质量的因素，从而保证负载正常和安全运行。UPS作为一级供电设备，连接着很多重要的负载，因此，它的可靠性是最重要的，如果市电一切正常，而由于UPS出现故障使负载断电，造成经济损失，那可真是得不偿失，还不如将负载直接接到市电上。衡量UPS可靠性的指标有工作效率、输出电流峰值系数、输出电流浪涌系数、过载能力和年均无故障时间等。这些指标是衡量一台UPS可靠性的标准，也是在购买UPS时应该重点考虑的。用户也要注意UPS对电网的适应能力。UPS对电网的适应能力包括输入电压范围、输入功率因数、对电网的谐波干扰和频率跟踪能力等。UPS对电网的适应能力越强，它对用户负载的限制就越少。1.1.3. UPS系统主要设备介绍1.1.3.1. 城堡系列在线式UPS山特（Castle）系列在线式UPS，包括容量1KVA至20KVA的一系列的UPS产品，与在线互动式或后备式UPS相比，在线式UPS能够为负载提供更佳的电源环境，无论从稳压输出范围、频率范围、输入杂讯的滤除，乃至市电模式与电池模式零转换时间等方面考虑，在线式均是最佳的UPS结构，因此，重要的设备，或是对电力环境要求苛刻的设备几乎都应选用在线式UPS。城堡系列在线式UPS，除了具备传统在线式功能外，更为要求极高可靠度的用户着想，除了全面供应长效机以外，容量6KVA以上的机种，更可以使用双机热备份，使故障率大为降低，有效提高使用电源的安全性与可靠性，为用户最重要的设备提供安全无忧的电力保障。Castle（C）系列C1K(S)/C2K(S)/C3K(S)/C6K(S)/C10K(S)/3C10KS/3C15KS/3C20KS产品性能u 正弦波输出无论在市电模式或电池模式，均可输出低失真度的正弦波电源，为用户的负载设备供最佳的电源保障。u 零转换时间当市电停电或复电时，UPS在市电模式与电池模式之间的切换是完全没有转换时间的，有效保证了负载运行的可靠性。u 输入零火线侦测功能为了避免UPS市电输入零火线反接，力迅C13K（S）机器具备零火线反接侦测功能。u 旁路输出人性化为了避免力迅用户让UPS工作于BYPASS MODE不开机使用，造成市电中断，UPS与设备均异常关机。力迅C13K（S）输入正常市电，默认无旁路输出。必须开机，才会有正常逆变输出。但可以通过力迅网站上的WinPower2000软件来更改配置为“上市电有旁路输出”。u TVSS功能即TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESS突波电压保护功能。用于FAX、TELEPHONE、MODEM、网络等转换保护功能。u 双机热备份当用户的最重要负载设备绝对禁止断电时，容量6KVA以上的机种，能够全面支持双机热备份功能，用户可以使用两台UPS进行主、备份使用，当其中一台出现故障时，另一台则负责供电。即使出现了UPS故障，用户仍然可以使用到纯净、安全与稳定的电源，使断电的危险性降至最小。u 输入功因修正城堡系列UPS具备输入功因修正功能，在满载情况下，输入功因可以达到0.95以上，使用户的电网环境不会受到污染。u 直流启动在市电停电状态下，若需要使用UPS启动计算机或其它负载设备，城堡系列UPS可以直接以电池进行直流开机，使UPS的使用更加方便、可靠。u 旁路保护旁路供电功能使UPS的应急处理能力大大加强，同时在用户的负载设备对电源具有特殊要求时，如电压不能过高，城堡系列UPS提供旁路供电电压过高保护，使用户的负载设备免于高压危险。u 自动启动功能当市电异常，进入电池模式供电直到截止，UPS将关机，当市电恢复正常时，城堡系列UPS会自动启动开机，正常供电，无需用户一一开机。u 长效型供电设计城堡系列UPS全面提供长效机供用户选择。配置合适的电池组，可以使用户放电使用时间可达8小时左右，以满足不同电网环境的要求。u 长效机强大充电能力城堡系列UPS长效机除了放电时间延长，电池回充能力也很强，可以提供约510A的初始充电电流。u 自我检查功能城堡系列UPS可以进行模拟断电的情况，进入电池模式供电，此功能既可通过面板上的自检按键随时执行，也可以配合力迅监控软件，按定期或不定期方式进行。u 强力抗干扰针对电磁干扰与射频干扰，城堡系列UPS依循国际标准EN500912和IEC61000-4系列标准设计，有效提高了UPS使用的安全性与可靠性。u 可搭配发电机使用宽广的输入电压与频率范围，使城堡系列可以与主要品牌发电机搭配使用，使用时间更加延长，同时有效去除了发电机所产生的不良的电力，为负载提供纯净、安全、稳定的电源。u 可接感性负载力迅城堡系列UPS可接感性负载（pf=0.8）。客户如有其他特殊需求，可直接接洽力迅公司。u 网站免费下载WinPower2000监控软件为了使用户对UPS的管理更加便捷、有效，在力迅网站上可免费下载WinPower2000网络版监控软件，实现智能化管理。u 配备Intelligent Slot 智能插槽城堡系列UPS配备一个Intelligent Slot智能插槽，用户可以选购AS400卡，以提供IBM AS400标准通讯信号，用户利用AS400界面来作Remote Display，包含声音报警及灯光显示。或选购力迅WinPower CMC卡（集中监控卡），配合力迅监控软件实现一台电脑同时监视本地多台在线式UPS运行状态的功能。 还可选购力迅WebPower智能监控卡，通过Internet国际互联网进行全球化管理，或者通过SNMP网管，实现集中监控及远程监控等功能。技术参数型号C6KS /C10KS额定容量6Kva、4.2kW /10Kva、7kW输入电压(176276)VAC频率(46.555)Hz输出电压220(13)VAC频率与输入同步市电模式50(10.5)Hz电池模式输出波形正弦波外接电池标称电压240VDC转换时间零中断超载能力105130 10min,130%以上1s通讯界面RS-232 + Intelligent Slot操作 环境温度040湿度小于95外观(WDH)260570717重量(净重)kg35、381.1.3.2. 维基UPS蓄电池技术介绍 12V100AH 规格每个电池单格数电池电压重量电解液最大放电电流短路电流内阻60赫兹（欧姆）612.84伏74磅34公斤吸附式硫酸密度1.300800安培0.1秒时5100A0.0025欧姆容量391瓦特/单格（在25终止电压为1.67V/CELL的15分钟恒功率） 100AH（在25终止电压为1.75V/CELL的20小时率容量）85AH（在20终止电压为1.80V/CELL的10小时率容量）工作温度范围放电：-40到71，充电：-23到60 （应用温度补偿后的电压充电）推荐的工作温度范围23到27浮充电压平均在25时，电池浮充电压设定在13.5V到13.8VDC。推荐的最大充电电流C/5A（20小时率容量的1/5倍电流） （即在100%放电深度下为20A）均衡和循环应用时的充电电压温度平均在25时,电池均充电压设定在14.4V到14.8VDC。最大交流周波（充电器）为最佳效果建议浮充电压波动小于0.5%RMS或1.5%的峰到峰值。允许的最大交流周波浮充电压=1.4%RMS (4%P-P）允许的最大交流周波电流=5A RMS （C/20）自放电UPS系列电池在25环境可以储存6个月，然后需要进行一次刷新充电。如果在较高温度储存，刷新充电的间隔时间要短些。附件可利用内部连接线，机架和机柜。端柱“L”形端柱带有0.28英寸孔可接受0.25英寸螺栓。端柱最初安装时的扭力65英寸-磅（7.4牛-米）年度复检时端柱的扭力52英寸-磅（5.88牛-米）1.1.3.3. 山特UPS系统原厂保修山特C系列主机实行三年免费保修；保修期内如出现故障，提供免费上门现场服务；蓄电池实行质保三年，三年内如有部分或全部出现故障，则提供免费上门更换新蓄电池（整组）。UPS主机及电池组的保修期计算为自所有设备运行正常并验收合格后次日开始计算。1.1.4. UPS工程电源引线UPS主机为在线式主机，在正常市电情况下，设备经过UPS主机的正常状态下通电。因功率较大，为避免设备的正常启动对其它支路的影响。为此我们设计UPS的电源引线直接从所在的楼层配电柜引来。UPS电源采用三相五线制主线接入，采用5*16线缆。1.1.5. UPS电源管路设计不间断电源保护的设备主要包括机房内的设备和弱电井道内的设备。 机房内管路机房内因为有静电地板，机房内所有强电管道采用：主干采用金属国标15075mm镀锌桥架、DG20金属管、DG20金属软管、DG20金属接头、86型接线、分线盒（包括弱电管道）。机房区安装于抗静电地板上地板插座，各主机及操作台下静电地板上。考虑到某些区域用电功率较大，如机房内的交换机、服务器机柜、广播系统的功放柜以及今后可能有的标准小型机设备，所以在这些设备的相应位置选择使用插座容量教大的30A的四极电源用户盒，其余点的UPS插座均选用普通的10A电源插座。 井道内管路弱电井道内的UPS供电分为安保系统、BA系统、一卡通系统、交换机。弱电井道内不间断电源都通过双槽的金属桥架敷设到相应的位置。 安保系统的供电：UPS主机提供220V的电源到各个有线电视配电箱，变压成24V电源提供给各摄像机。有线电视供电系统采用星型方式，可以做到更好的控制。 BA系统的供电：分别在各个楼层的弱电间各设UPS电源插座。为本楼层DDC提供不间断电源。 一卡通系统的供电：分别为各地的消费机提供不间断电源。交换机供电：弱电间交换机的供电由网络中心UPS来提供。在各个弱电设备间设置一个UPS插座。1.1.6. UPS系统调试1、确定市电的允许负荷应大于UPS的输入容量，UPS的输入容量计算公式如下：UPS输入容量 = 额定输出容量*1.1 + 充电器功率P2 (P2=电池电压*电池容量*0.1)2、检查UPS输出线路（即负载线路）有无短路等故障。3、将UPS的外接电池组连接起来（此项只针对长时机） (将电池串并联获得UPS所需的电池电压),注意电池的均衡充放电。4、UPS输入接市电（3KVA以上机型需合上后面的开关），测量UPS主机外接电池端口的电压是否正常(应为UPS所需的电池电压*1.14)。（此项只针对长时机）5、市电不要断开，将已连接好的外接电池组连接到UPS上。6、UPS开机，测量输出电压是否正常。7、断开市电，测量输出电压是否正常。8、恢复市电输入，观察UPS是否回到市电供电状态。9、接上负载，观察UPS的负载容量显示。1.1.7. 防雷保护规范根据国际电工委员会(IEC)标准及我国国家标准，防雷及过电压保护须遵循以下原则：电子信息系统应采用外部防雷和内部防雷等措施进行综合防护。1.1.8. 雷电对大楼内部电子设备的损害途径、直击雷经过接闪器如避雷针（带）、引下线和接地装置而直放入地，导致地网地电位上升。高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击。、雷电流沿引下线入地时，在引下线周围产生磁场，引下线周围的各种金属管（线）上经感应而产生过电压。、进出大楼或机房的电源线和通信线（含网络线）等在大楼外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线窜入，入侵电子设备。1.1.9. 使用SPD注意事项应在不同使用范围内选用不同性能的SPD。在选用电源SPD时要考虑供电系统的形式、额定电压等因素。LPZ0与LPZ1区交界处的SPD必须是经过10/350us波形冲击试验达标的产品。SPD保护必须是多级的。对感应雷进行分级防护，是减小感应雷击最有效的方法之一。 大电流释放 过电压放电 低电压箝位外线端 设备端1.1.10. 等电位连接的安装要求实行等电位连接的主体应为：设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道（如：自来水管、燃气管道等）；供电线路含外露可导电部分；防雷装置；由电子设备构成的信息系统。实行等电位连接的连接体为金属连接导体和无法直接连接时而做瞬态等电位连接的电涌保护器（SPD）。1.1.11. 保护对象及设备安装1.1.11.1. 电源系统的防护安装:弱电设备由中心机房内UPS集中供电，机房前端须进行防感应保护措施，防止机房内设备损坏。为确保中心机房、弱电楼层配线间内的弱电设备和工作人员的安全,需对供电设备电源机房输入端设置三级防护保护，机房电源输出端设置二级防护保护。 总配电柜机房进线柜的输出线及备用线路上安装第一级电源防雷器 在中心机房配电柜与UPS配电柜之间安装三级串联电源防雷箱，达到三级完整保护的要求，防止雷电感应电流及直击雷电流从变压器端沿进户线窜入机房影响中心机房内设备。 在中心机房各弱电机柜内供电电源前端及各分机房、弱电配线间设备前端安装电源防雷插座，1.1.11.2. 信号系统的防护安装从室外引入室内的信号线路，可能跨越多个雷电区域，但金属部分是传输介质无法直接与接地系统连接，需要通过信号防雷器来保护。需防感应雷保护的信号线路包括：光纤、跨越多个雷电区域或联接重要设备的双绞铜芯电缆、室外摄像机与监控主机的连接线、卫星/有线电视系统线路等。（1）光纤线路保护光纤本身并不成为雷电流的通道，但没有将光纤金属外皮或加强铁芯可靠接地，则常常成为雷电波侵入室内的通道，应在光纤进入光电转换器之前将金属部分与整个建筑的联合接地系统可靠联接，防止损坏光电转换器。 （2）监控系统防雷室外摄像机遭受雷击的可能性较大。在做好室外摄像头直击雷防护的前提下，安装防雷器可保证设备的安全，室外摄像头与机房的联接线要求全线穿金属管屏蔽保护，如果摄像头处于最高点时，