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歐洲UPS標準規(guī)范介紹 ??? 摘? 要:文中主要介紹歐洲UPS的各種安全規(guī)范標準及其認證標志，包括安規(guī)、電磁兼容、UPS測試性能規(guī)范等，并簡要介紹與之相關的IEC國際標準。 1 UPS國際標準概況 ??? 目前在中國市場上中大功率UPS多為國外品牌，如愛克賽、梅蘭日蘭、愛默生、APC、IMV、克勞瑞德等。由于配電制式的原因，進口UPS 中90％來自歐洲，因此有必要了解歐洲UPS 的技術規(guī)范標準。 ??? 在全球?qū)用?，國際電氣標準是由IEC(國際電工委員會)來制定的。IEC成立于1906年，它是世界上成立最早的國際性電工標準化機構，負責有關電氣工程和電子工程領域中的國際標準化工作。IEC制定的標準供各成員國參考以制定本國標準。我國在2003年頒布的UPS 最新國家標準GB／T7260—2003也是參照IEC62040制定的。此外在中國境內(nèi)上市的UPS 通常是要經(jīng)中國泰爾實驗室依據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部UPS 行業(yè)標準進行測試，測試合格后都將獲頒信息產(chǎn)業(yè)部入網(wǎng)證書。這是一項在中國境內(nèi)被廣泛承認的認證證書，在各種UPS 招標項目中是必不可少的基本要求之一。當然有些部門還會有自己的專門入網(wǎng)證書，如總參、船級社認證，中國移動、中國聯(lián)通、各大銀行等還制定了自己的行業(yè)選型標準，以控制招標入圍廠家的數(shù)量。 ??? 在歐洲，電氣標準被分為三個認證等級： ??? (1)國家標準； ??? (2)歐盟標準； ??? (3)tEC國際標準。 2 歐盟ups標準 ??? 歐盟(European Union，簡稱Eu)的前身是歐洲共同體(European Communities)。它是一個集政治實體和經(jīng)濟實體于一身，在世界上具有重要影響的區(qū)域一體化組織。 ??? 負責制定歐盟電氣標準的是歐洲電工標準化委員會(簡稱CENELEC)，該組織成立于1973年，總部位于布魯塞爾，它的宗旨是協(xié)調(diào)歐洲有關國家的標準機構所頒布的電工標準和消除貿(mào)易上的技術障礙。CENELEC的成員是歐盟成員國和歐洲自由貿(mào)易區(qū)(EFrA)成員國的國家委員組成的。由其所制定的標準來約束電子電氣設備在歐洲國家的自由流通。 ??? CENELEC所制定的標準都冠以EN抬頭，所有成員國家必須依法強制執(zhí)行這些標準。各國的標準化委員會在制定本國標準時必須完全搬用EN標準，在將EN標準譯為本國語言時不得對強制標準作任何修改。因此可以說，關于UPS 的英國標準BSIEN50091—1與德國標準DIN EN50091—1實際上是完全相同的。此外，EN標準還設定了一個DOW(英文Date of Withdraw的縮寫)期限，規(guī)定當成員國的國家標準與歐盟標準有沖突時，必須在此規(guī)定期限之前撤銷相應的國家標準。以ENV抬頭的標準也是由CENELEC編制的，屬于歐洲預備標準，供臨時性使用。在臨時使用期間，與之相沖突的成員國標準允許保留，兩者可平行存在。 ??? 歐盟的眾多產(chǎn)品標準都是依據(jù)歐盟理事會所頒布的“指令”來制定的。起初歐共體為了實現(xiàn)統(tǒng)一市場，消除貿(mào)易壁壘，實現(xiàn)歐共體各國人員、商品、勞務和資金的自由流通，發(fā)布了一系列的歐共體指令(Directives of EEC)。1985年，歐共體為了技術協(xié)調(diào)而采取了一種“新措施”(New Approach)。此后，歐共體指令不再對產(chǎn)品的具體技術參數(shù)要求作出規(guī)定，而只是著重強調(diào)產(chǎn)品必須保證其最低安全保護水平。迄今為止，歐盟先后對諸如玩具、壓力容器、通訊終端設備、電子產(chǎn)品等發(fā)布了20多條指令，規(guī)定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和安全標準必須符合指令要求，由此可以限定產(chǎn)品進人歐盟市場的門檻。涉及到UPS的指令有： ??? (1)73／23／EEC(1ow Voltage Directive)低電壓指令 ??? 該指令為歐共體于1973年2月19日頒布，用以協(xié)調(diào)各成員國所生產(chǎn)的在特定電壓范圍內(nèi)使用的電氣產(chǎn)品安全規(guī)范。低電壓指令覆蓋了所有標稱供電交流電壓為50～1000V和所有標稱直流電壓為75～1500V的電氣產(chǎn)品，要求其符合一定的電器安全要求：例如，絕緣距離要求、耐高壓要求、抗燃性要求、溫升限制、關鍵零組件的使用壽命及異常狀況測試等。 ??? 1993年歐盟又頒布了93／68／EEC指令來對原先的73／23EEC指令進行修正。 2)89／336EEC (Electro Magnetic Compatibility)電磁兼容指令 ??? 該指令為1989年5月3日頒布，用以協(xié)調(diào)各成員國所生產(chǎn)的產(chǎn)品在電磁兼容法規(guī)的一致性。歐盟在1992年和1993年又先后頒布92／31／EEC和93．68／EEC指令來對原先的89／336EEC指令進行修正。 ??? 自1997年1月1日起，所有進人歐盟市場的UPS必須加貼CE標志，以標明產(chǎn)品符合低電壓指令和EMC指令要求。CE的意思即“歐洲統(tǒng)一”，CE標志取代各成員國的合格標志，成為表明產(chǎn)品符合歐洲指令(取代所有國家法規(guī))的唯一標志。在歐盟市場，CE屬于強制性認證標志，它表示廠商已完成產(chǎn)品合格檢驗及鑒定。這不同于我國的信息產(chǎn)業(yè)部人網(wǎng)證書，而完全是一個工廠自我合格聲明的文件，作為UPS 用戶可以向廠商免費索取cE合格聲明。如圖1所示的是愛克賽UPS 的CE合格聲明文件。 然而CE標志僅僅是進人歐盟市場的最低門檻，并不代表產(chǎn)品性能有多高。為取得用戶信任，通常還要有一個第三方標志認證，例如“GS標志”。GS標志是德國勞工部授權TUv(德國萊茵技術委員會)和VDE(德國電氣工程師協(xié)會)等機構頒發(fā)的安全認證標志，此標志認證在歐洲被廣為認可。GS標志的德語意思即“安全認可”。 ??? CENELEC依據(jù)歐盟頒布的相關指令產(chǎn)品技術標準。其中部分標準是其自己編寫，部分源于IEC標準，其對應關系如下： ??? (1)EN50000系列：這些標準是由CENELEC(歐洲電氣標準化委員會)自己來制定的，其中與UPS有關的標準是由該組織的一個編號為BT60-4的專門委員會來起草制定。 ??? (2)EN55000系列：這是由CISPR(國際無線電干擾特別委員會，一個IEC的下屬組織)來起草制定的，主要是關于無線電干擾方面的標準。 ??? (3)EN60000系列：這些標準是由IEC制定的，后被CENELEC直接搬用。 ??? CENELEC制定的關于UPS 的具體標準如下： ??? (1)EN50091—1 ??? UPS 電源系統(tǒng)的一般安全規(guī)范標準，1992年12月9日獲批準，歐盟各成員國需在1994年3月15日之前廢止與此標準相沖突的本國標準條款。此標準于2002年6月1日到期，由新標準EN62040—1來替代。但目前市面上銷售的眾多的歐洲UPS 都是聲稱符合EN50091—1安全標準的。 ??? (2)EN50091—2 ??? UPS 電磁兼容性標準，1995年3月6日獲批準，歐盟各成員國需在1996年3月1日之前廢止與此標準相沖突的本國標準條款。 ??? (3)ENv50091－3 ??? 這是一項臨時性的標準，該標準于1998年2月1日獲批準，有效期3年，它規(guī)定了UPS 的性能和測試規(guī)范。此標準現(xiàn)已被EN62040—3取代。 ??? (4)EN62040—1 ??? 這是CENELEC直接搬用IEC62040—1而制定的關于UPS 電源系統(tǒng)的一般安全規(guī)范，因此有的UPS 廠家在標稱自己UPS 的安全規(guī)范時又標為IEC＼EN62040—1。這是一項新的UPS 安全標準，歐盟于2003年頒布實施，用于取代原有的EN50091—1，其中最主要的區(qū)別在于回饋保護(Back feed Protection)的規(guī)定。 ??? (5)EN62040—3 ??? 這是CENELEC直接搬用IEC62040—3而最新制定的關于UPS 性能和測試規(guī)范的標準，用于取代原來臨時性的ENV50091—3。因此有的UPS 廠家在標稱自己UPS 的安全規(guī)范時又標為IEC＼EN62O40—3。 ??? (6)EN60950 ??? 這是CENELEC直接搬用IEC950而制定的關于辦公用信息技術設備安全的規(guī)范標準。 3 EN50091系列標準介紹 ??? 下面我們對上述幾個標準進行具體介紹： 3．1 EN50091—1 ???? 該標準是參照IEC950(對應歐盟標準為EN60950)制定的。IEC950是關于“辦公用信息技術設備包括電氣設備的安全” 規(guī)范標準。但是由于IEC950所涵蓋的產(chǎn)品范圍太大，例如還包括各種辦公設備如打印機、個人電腦、掃描儀等，因此其中的大部分條款并不適用于UPS。為此ENS0091—1標準對IEC950標準的部分章節(jié)進行了修改，以適應UPS特殊要求。標準的制定者們也在根據(jù)現(xiàn)實發(fā)展來不斷地對此標準作出修定，后來EN50091—1又分化成兩項獨立的標準： ??? EN50091—1—1標準：UPS 可用于操作者自由觸及區(qū)域。 ??? EN50091—1—2標準：UPS 只能用于限制觸及區(qū)域。 ??? 由上可知對于符合EN50091—1—1標準的UPS，可以安裝在任何操作區(qū)域，因而具有最高的安全等級，符合這一標準的一般為小功率UPS。而符合EN50091—1—2標準的UPS 只能用于限制區(qū)域，只有專業(yè)技術人員才能進入操作區(qū)域，此標準一般用于中大功率UPS。因此前者要比后者更具有操作安全性。制定兩種不同標準的意義在于給UPS設計者以更大的設計發(fā)揮空間以滿足不同用戶的需要。 ??? 與EN60950相比，EN50091—1的主要區(qū)別在于它對于標識和操作指南的描述不同。例如： ??? 輸入電源、可能的內(nèi)置電池、輸出電源和相關負載都要進行定義； ??? 對有資格進行安裝、維護服務的專業(yè)受訓人員的要求； ??? 有關市電輸入保護開關、剩余電流動作開關、回饋保護等； ??? 由于操作者可能需要對系統(tǒng)中的帶電部位進行操作，為保護其人身安全，所有為UPS供電的電氣柜上都要貼上警告標識； ??? 需注明UPS 的漏電流低于0．05倍的額定輸入電流，如果漏電流超過3．5mA，則在任何電氣安裝之前需要先連接地線，這一點要特別強調(diào)。 ??? 在EN50091—1的附錄N特別說明了關于蓄電池柜(室)通風的要求，其中空氣通風量應至少為：Q=0．054×N×I×C 其中： ??? Q為風量，單位是m3／h； ??? 0．054是系數(shù)，單位是m3/Ah； ??? N是指全部2V電池單體總數(shù)； ??? I是指閥控鉛酸電池電流系數(shù)， 為0．2A／100Ah； ??? C是指電池安時數(shù)(10小時放電率)。 ??? 按照上述公式計算出的Q通風量，用于設計電池柜或電池室的通風口大小，確保蓄電池在任何時候所散發(fā)出的氫氣都不會達到4％的危險濃度。附錄N還對采用自然通風散熱時的敞開面積進行了規(guī)定，以保證當電池室無強制風通風措施時依然具有足夠大的通風量。 ??? 上述計算公式同樣符合歐洲新標準EN50272—2，即“固定式電池安裝的安全標準”。此標準第8章規(guī)定，如果電池室采用自然通風，則進氣孔應與出氣孔位于不同的墻壁上。否則，如果兩個孔位于同一墻壁上，則兩孔的間距應至少2m。對于自然通風和強制通風兩種方式，應優(yōu)先選擇前者。若在自然通風條件下無法滿足Q風量要求時，可以實行強制通風。此時應注意強制通風功能應與電池充電功能相匹配(內(nèi)部功能互鎖)，避免出現(xiàn)諸如電池充電時通風關閉的極端危險情況。據(jù)筆者了解，此項功能在許多大型UPS 中都有相關的可編程信號接口設定，可惜國內(nèi)很少有人利用過。 ??? 一旦電池連接好，則電池的充電方式、過流保護裝置的位置、充電電流大小等所有電池相關信息必須作出詳細說明. EN50091—1—2標準與EN50091—1—1標準相比，在以下幾點上有所不同： ??? (1)觸及區(qū)域和人員的定義； ??? (2)安全指導； ??? (3)除作出警示標識外，還應在用戶使用手冊上的進行說明； ??? (4)防電擊措施； ??? (5)設計特點說明； ??? (6)防火和對地漏電流說明。 ??? EN50091—1標準是參考以下標準制定的，如表1所示： 3．2 ENS0091—2標準 ??? 這是一項關于UPS 電磁兼容的標準，目的是規(guī)范UPS 在工業(yè)和民用環(huán)境中使用所要滿足的最低限度的電磁兼容等級。它規(guī)范了以下3項內(nèi)容： ??? UPS 電源輸入端子處的傳導干擾； ??? UPS 射頻干擾； ??? UPS 的抗干擾能力。 ??? 該標準將UPS 劃分為以下兩類： ??? 非限制性銷售的UPS (UPS for unrestricted sales distribution)； ??? 限制性銷售的UPS (uPs for restricted sales distribution)，簡稱RS級。 ??? 非限制性銷售的UPS (UPS for unrestricted sales distribution) ??? (1)UPS的等級 ??? 此類UPS的干擾限制是最為嚴格的，可用于各種環(huán)境，包括工業(yè)和民用環(huán)境，無任何限制。根據(jù)對外干擾等級，此類UPS 又被分成兩種不同的等級： ??? Class A級：可用于非民用環(huán)境，直接通過工業(yè)用插頭或插座連接到市電。此等級的UPS 必須標有以下干擾警示信息： ??? “本產(chǎn)品為Class A級UPS，若用于民用環(huán)境中可能會造成射頻干擾?！? ??? Class B級：可適用于各種環(huán)境，包括民用環(huán)境，因此B級UPS 要比A級UPS 的電磁兼容性好。此等級UPS 直接通過非工業(yè)用插頭(匝C83型)連接到市電。 ??? 對于額定電流超過25A的UPS 屬于此類。相比之下此類UPS 具有較強的干擾性，只能向能夠?qū)Υ薝PS 的技術性能有充分了解的專業(yè)用戶銷售。此類UPS 在加裝了相應的EMI或RFI濾波器后其EMC等級同樣可達到上面的Class A級或B級要求。 ??? (2)uPS的抗干擾要求 ??? 此類UPS 使用手冊中必須提供以下干擾警示信息： ??? “本產(chǎn)品只對專業(yè)安裝者和用戶銷售，可能需要采取一些額外限制措施以避免干擾?！? ??? UPS 對于輸入市電端子處的傳導干擾電壓限值如表2、表3所示。 ??? 傳導干擾限值曲線如圖2所示。 ??? 非限制性銷售的UPS 射頻干擾限值如表4所示。 ??? 限制性銷售的UPS 射頻干擾限值如下： ??? (3)抗干擾性能. ??? UPS應根據(jù)以下EN61000系列歐洲抗干擾標準進行測試。EN的抗干擾標準是則是搬照IEC標準制定的，例如EN61000—4—2的靜電放電測試標準是搬照IEC1000—4—2的(如表5所示)。對于UPS 設備的機箱端口、信號端口、電信端口、電源輸入端口等都需要進行相關的抗擾度實驗。 3．3 ENV50091-3 ??? 這是一項臨時性的標準，用于規(guī)范UPS 的分類、UPS 測試方法等。現(xiàn)在該標準已被更新的IEC＼EN62040—3標準所代替。該標準定義了單相和三相UPS 的輸入輸出性能、環(huán)境條件、儲存和運輸條件等。根據(jù)UPS 動態(tài)輸出特性的優(yōu)劣程度將UPS 劃分為3類。即后備式、在線互動式和在線雙變換式UPS。其中在我國銷售的歐洲中大功率UPS 基本都是在線雙變換式UPS，即屬于Vn—SS一111類型。此類UPS 的輸出電壓和頻率均不受輸入影響。 4 其他安規(guī)標準 ??? EN50091系列標準并非適用于所有UPS，有時候UPS 還需要滿足一些特殊使用環(huán)境，例如：極端溫度(高溫或低溫)、高粉塵、潮濕、振動、、腐蝕、易燃易爆氣體環(huán)境、醫(yī)療環(huán)境等。為此，有些行業(yè)還制定了自己專用的特殊標準，例如： 4．1軍用UPS標準 ??? 軍事設備會用于敵對戰(zhàn)爭環(huán)境，軍事標準對于以下條款具有特殊要求 ??? (1)環(huán)境情況(極端溫度)； ??? (2)電力供電(與標準UPS 相比具有更寬的輸入范圍)； ??? (3)元器件需做篩選老化實驗； ??? (4)UPS 的EMC指標需滿足：極低的輻射，極強的抗干擾能力，抗電磁脈沖測試。 4．2 船用UPS標準 ??? 此類UPS 的工作環(huán)境條件包括：極端溫度(0～45。C)、高濕度、鹽堿腐蝕、油污、高塵度、機械振動和擺晃等。此類UPS 需滿足諸如以下標準： ??? (1)RINA(意大利船級社)D和E章節(jié)之規(guī)定； ??? (2)英國勞埃德船級社(Lloyd’s Register)第6章之規(guī)定； ??? (3)DNv(Det Norske Veritas)挪威船級社認證，這是全球最著名的船級社認證機構； ??? (4)IEC60945：海事航行和無線電通訊系統(tǒng)一般安全和EMC規(guī)范； ??? (5)IEC61996：船用航海記錄儀系統(tǒng)一般安全和EMC規(guī)范。 ??? 此類UPS 通常需要具有以下指標： ??? (1)采用低毒、低煙氣體釋放、防火型的絕緣橡膠電纜； ??? (2)電路采用防鹽堿設計(適應熱帶氣候)； ??? (3)適應甲板安裝； ??? (4)縱向40。擺動時不得有電池電解液溢出； ??? (5)防水等級需>IPX1級： ??? (6)輸入輸出均應有隔離變壓器； ??? (7)適應無零線的I1’配電系統(tǒng)； 5 全球著名的安規(guī)標志 ??? 最后，筆者還收集了一些世界著名的安規(guī)認證標志(見表6)，僅供讀者參考