UPS 及 EMC 的介紹

　　不間斷電源(UPS)作為一種恒頻、穩壓、純凈、不間斷的高品質電源，被廣泛應用于個人、商業、輕工業、工業等各類對供電質量及連續性要求較高的場所。而在為上述各類場景進行 UPS 選型時，大家關注的核心主要是負載容量、負載特性、電網制式等因素，一般會習慣性忽略 UPS 的 EMC 類別與現場應用環境是否匹配。

　　? UPS 的電磁兼容性能(EMC)

　　包含兩個方面的性能

　　1

　　EMI：Electromagnetic Interference，即電磁干擾，指 UPS 設備在自身工作過程中產生的電磁波，對外發射并對設備其它部分或外部其它設備造成干擾。

　　2

　　EMS：Electromagnetic Susceptibility，即電磁敏感度，指 UPS 設備受外部電磁干擾的敏感程度。

　　通俗來講，我們將 UPS 比喻為人，將電磁干擾(EMI)比作感冒病毒，敏感度(EMS)就是是否易患感冒。如果不輕易傳播病毒，說明防護做得好或者身體素質好;如果不易患感冒，說明免疫力強，也就是英語單詞 immunity，即抗電磁干擾性強。

　　但是在諸多實際案例中，由于 UPS 的 EMC 與現場電磁環境不兼容，造成的運行異常和風險已屢見不鮮。例如：

　　● 有客戶將 UPS 安裝在大容量變壓器附近，導致 UPS 在雙變化模式與電池模式切換時出現短時輸出中斷。

　　● 有客戶將 UPS 安裝在會場揚聲器功放周邊，造成揚聲器工作時出現間歇性高頻噪聲等異常現象，追根溯源這些都是由于 UPS 的 EMC 性能與周邊環境不匹配造成的。

　　UPS 的適用環境、EMC 類別與匹配

　　EMC 適用環境劃分

　　根據 GB7260.2-2009/IEC 62040-2:2005，根據 UPS 不同應用環境下 EMC 的指標，將 UPS 所應用的環境依據 EMC 要求劃分為兩類。

　　● 第 1 類環境：無中間變壓器直接連接至公共低壓供電系統的住宅區、商業區和輕工業區。

　　● 第 2 類環境：不直接連接至住宅建筑物供電的低壓供電系統的所有商業區、輕工業區和工業區。

　　? 將以上標準條文

　　翻譯為更加完整清晰的內容

　　第 1 類應用環境，主要指的是 UPS 在沒有中間變壓器的情況下，輸入側直接與公共低壓電網相連接的應用環境，典型的應用場景包含：住宅小區、中小型商業寫字樓、商住兩用建筑、無獨立臺區變壓器供電的商業體、小型廠房等。

　　第 2 類應用環境，主要指的是 UPS 與公共低壓電網之間設置有中間變壓器，這一類場景下，UPS 不直接接入公共低壓電網，典型的應用場景包含：中大型工業企業、數據中心、中大型商業綜合體、醫院等。

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　　在第 1 類場景下，客戶安裝地點內其他電氣/電子信息設備，相對第 2 類場景，通常會更容易受到 UPS 工作所產生的 EMI 干擾所影響，這些干擾主要包含：

　　● 傳導騷擾(CE)：UPS 在正常工作時會通過電源線向電網產生騷擾，若 UPS 電源端子存在高幅值的傳導騷擾，可能導致同一電網中的 IT、通訊等設備收到干擾、造成數據丟失等異常情況。

　　● 輻射騷擾(RE)：UPS 在正常工作時，由于內部的非線性器件、寄生電容影響，UPS 作為干擾源會向周圍空間發射輻射騷擾，可能會對周邊高靈敏度電器正常工作造成影響。

　　? 因此，在第 1 類場景下，對所應用的 UPS 的 EMI 發射指標要求會相對嚴格，從而盡可能降低對其他設備的影響。

　　UPS 的 EMC 類別劃分

　　根據 UPS 的不同適用環境，GB7260.2-2009/IEC 62040-2:2005 將 UPS 依據 EMC 指標劃分為 C1/C2/C3/C4 四個等級，用戶一般可以通過 UPS 產品手冊等資料獲知 UPS EMC 等級(如圖 1：山特 3A3 PT60-600K UPS 用戶手冊)。

　　? 不同 EMC 等級的 UPS

　　適用于不同的 EMC 環境，具體說明見下表

　　UPS 的 EMC 類別、指標與適用環境

　　? EMC 類型為 C1 類別的 UPS，可以不加任何限制條件使用于第 1 類環境，如：個人家庭辦公、NAS 系統、小型辦公商用等。

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　　? EMC 類型為 C2 類別的 UPS(單相輸出電流≤16A，例如山特城堡 C1KS)，可以不加限制地應用于第 2 類環境，如：由獨立臺區變壓器供電的醫院、企業等。

　　? EMC 類型為 C2 類別的 UPS(單相輸出電流≤16A，例如山特城堡 C2KS)，當使用符合國標(如 GB1002)或者 IEC 標準(如 IEC309)等合格插接件進行連接，或采用永久性連接(焊接、鉚接等)情況下，允許應用于家庭、個人辦公等第 1 類環境，但必須根據現場實際情況，做好采取額外的措施準備以降低 UPS 的 EMI 騷擾，例如：

　　1

　　視電纜長度及連接設備使用屏蔽電纜。

　　2

　　視電網質量增加濾波器、浪涌保護器等措施。

　　總之，C2 類設備不推薦在毫無準備的情況下直接用于家庭及個人辦公，由于該類 UPS 的射頻騷擾，對第 1 類環境下用戶的其他設備正常運行可能造成影響。

　　因此標準強制要求生產廠商將如上潛在風險以警告內容：“警告：本產品是 C2 類 UPS，用于住宅區可能需要采取安裝限制或附加措施以抑制射頻騷擾。”寫入產品說明書(如下圖：山特城堡系列 C1-3K 用戶手冊關于 EMC 風險警告內容)。

　　? EMC 類型為 C3 類別的 UPS(單相輸出電流>16A，例如山特靈霄 PT20KS，山特靈霄 3C3 HD20-80KVA 等)，允許有限制地用于第 2 類環境(如：遠離住宅建筑 30m 以上的、且由獨立臺區變壓器供電的商場、工業生產企業等)。

　　這類 UPS 可能存在安裝限制或需要采取其他措施，以防止 UPS 對安裝場所內其他設備產生的射頻影響，廠商需要將如上潛在風險以警告內容：“警告：本產品用于第 2 類環境中的商業和工業用途，可能需要采取安裝限制或附加措施以抑制騷擾。”寫入產品說明書(如下圖：山特 ARRAY 3A3PT 60-600K 用戶手冊關于 EMC 風險警告內容)。

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　　? EMC 類型不屬于以上幾種的 UPS，統一劃分為 C4 類，這類 UPS 的具體適用環境與 UPS 指標由用戶另行與 UPS 廠商進行協商。

　　山特 UPS 的 EMC 類別劃分

　　了解上述基本場景分類及 UPS 分級標準后，我們來看看山特各型號 UPS 的 EMC 分級情況：

　　A、C2 類 UPS 允許在第 1 類環境中使用的限制條件為：使用符合國標(如 GB1002)或者 IEC 標準(如 IEC309)等合格插接件進行連接、或采用永久性連接(焊接、鉚接等)，且視現場具體情況，可能需要采取額外的安裝措施(如外殼屏蔽、屏蔽電纜)、附加措施(增加濾波器、浪涌保護器等)，以防止 UPS 的射頻騷擾對用戶其他設備正常運行造成影響。

　　B、C3 類 UPS 在第 2 類環境中使用的限制條件為：須距離第 1 類環境 30m 以上，電網質量較差或環境中存在易被干擾的設備時，需視情況采取對應措施(比如：強弱電纜隔離、使用屏蔽電纜、使用接地金屬線纜托盤和支架、增加浪涌保護器等措施)，防止 UPS 的射頻騷擾影響其他設備。

　　UPS 依據 EMC 類別的應用場景推薦

　　綜上所述，在各類常見的應用場景下，山特 UPS 在從 EMC 角度出發選型時，應參考如下的推薦建議：

　　UPS 的選型看似簡單，實則需要考慮各方面的因素。在諸多因素中，UPS 的電磁兼容性(EMC)則是大家在選型、安裝、使用過程中，看不見、摸不著，卻會實實在在影響 UPS 使用體驗的關鍵因素。

　　把合適的 UPS，安裝到合適的場所，使得 UPS 的 EMC 性能與周邊設備和諧相處，也是我們今后需要關注、掌握的技能之一。

　　內容出處：規避運行異常，UPS 的 EMC 分類及選型，干貨滿滿