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🔋 BS EN 62040 是英国标准协会(BSI)等同采用 IEC 62040 的不间断电源系统(Uninterruptible Power Systems,简称 UPS)标准系列,由英国技术委员会 PEL/22(电力电子)负责制定。该系列全面规定了 UPS 的安全要求、电磁兼容(EMC)要求、性能与试验要求、环境要求、火灾安全特性以及直流输出 UPS 的要求,是数据中心、工业过程控制、医疗设备、通信电源等关键负载供电保护系统的设计、制造与验收依据。
BS EN 62040 由多个相互关联的部分组成,各部分分别针对 UPS 的不同方面作出规定,共同构成完整的标准体系。早期版本曾区分”一般场所”与”限制进入场所”两套安全要求(Part 1-1 与 Part 1-2),后来逐步整合到 Part 1 通用安全要求之中;Part 2 规定电磁兼容(EMC)要求;Part 3 规定性能与试验方法;Part 4 规定火灾安全特性;Part 5 系列则针对特定应用(如直流输出 UPS)给出专门要求。
| 分册 | 标准编号(示例) | 规定内容 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| Part 1-2 | BS EN 62040-1-2:2003 | 限制进入场所用 UPS 的通用与安全要求 | 机房、配电间等受限场所 |
| Part 1 | BS EN 62040-1:2008+A1:2013 | 通用与安全要求(合并 Part 1-1/1-2) | 所有 UPS 的安全设计与认证 |
| Part 2 | BS EN 62040-2:2006 | 电磁兼容(EMC)要求 | 发射与抗扰度限值评估 |
| Part 3 | BS EN 62040-3:2011 | 性能与试验方法 | 性能测试与出厂验收 |
| Part 4 | BS EN 62040-4:2013 | 火灾安全特性要求 | 防火与人员安全 |
| Part 5-3 | BS EN 62040-5-3:2017 | 直流输出 UPS 的性能与试验 | 直流负载后备电源 |
从适用范围看,标准并未限定 UPS 的功率等级或拓扑结构,而是按用途、安装场所与负载特性给出分类要求。限制进入场所(如只有授权人员才能进入的机房、配电室)允许采用相对宽松的防触电措施,但要求设置警示标识与联锁,防止非授权人员接近带电部件。
BS EN 62040-1 规定了 UPS 的通用安全要求,涵盖防触电保护、绝缘与耐压、接地与保护联结、机械强度、温升限制、异常运行与故障保护、元器件老化防护、防火与防过热等。标准特别针对 UPS 的”能量存储”特点(蓄电池、超级电容、飞轮等储能单元)提出额外要求,例如电池柜的通风、充电与放电保护、电池连接端子防护以及直流侧隔离要求。
在安全设计层面,标准强调 UPS 应具有足够的电气间隙与爬电距离,绝缘材料应按最高工作电压与最大温升选取;输出端子与带电部件应设置防护,防止操作人员误触;可触及的金属外壳应可靠连接保护接地,并在接地故障时由保护装置及时切断电源。UPS 内部功率器件(IGBT、MOSFET、整流桥等)的短路与过载保护、风扇故障监测、输入过压/欠压保护也是标准重点关注的内容。
UPS 内部包含整流器、逆变器、变压器、滤波电感与高频开关器件,是典型的功率电子变换装置,既会向电网注入谐波与电磁骚扰,也会受到外部传导与辐射骚扰的影响。BS EN 62040-2 依据安装环境将 UPS 分为若干类别,分别规定发射限值与抗扰度等级,确保 UPS 既不干扰同一电网或同一场所内的其他设备,也能在规定的电磁环境中稳定运行。
标准的 EMC 要求涉及传导发射、辐射发射、谐波电流、电压波动与闪烁、静电放电抗扰度、射频电磁场抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌(雷击)抗扰度以及电压暂降与短时中断抗扰度等项目。试验方法与限值通常引用 IEC 61000 系列电磁兼容基础标准,制造商应依据 UPS 的安装类别选择对应的试验等级。
BS EN 62040-3 是 UPS 性能考核的核心,规定了输出电压、频率、波形、效率、过载能力、切换时间、蓄电池后备时间等性能参数的定义、测量条件与试验方法。标准对 UPS 输出特性进行了详细分类,尤其是电压稳定精度、输出波形失真度、负载突变时的动态响应以及市电中断时的切换时间(在线式 UPS 通常可实现零切换)。
| 性能参数 | 典型含义 | 常见考核方式 |
|---|---|---|
| 输出电压稳定度 | 负载与输入电压变化时输出电压的波动范围 | 稳态/瞬态负载试验 |
| 输出波形失真 | 输出电压总谐波失真(THD) | 波形分析 |
| 切换时间 | 市电异常到逆变器带载的时间 | 市电中断模拟试验 |
| 过载能力 | 短期承受过载的倍数与时间 | 过载试验 |
| 后备时间 | 电池供电维持负载的持续时间 | 放电试验 |
标准同时规定了试验用负载的类型(线性与非线性、阻性与感性、整流性负载等),并要求在规定的环境温度、输入电压与频率范围内进行测试,试验结果应满足制造商声明的性能等级。对于在线式 UPS,标准还给出了整流器、逆变器与旁路之间切换的详细时间与电压要求。
直流输出 UPS(DC UPS)广泛用于通信基站、变电站保护、轨道交通信号、消防应急等直流供电场合。BS EN 62040-5-3 针对直流输出 UPS 规定了输出电压范围、稳压精度、纹波与噪声、效率、切换时间以及并联均流等性能要求与试验方法,为直流负载提供可靠的后备电源保障。
火灾安全方面,BS EN 62040-4 规定了 UPS 部件与材料的着火危险试验要求,包括阻燃等级、耐热性、灼热丝试验、针焰试验等,防止 UPS 内部短路或过热引发火灾并蔓延。标准要求 UPS 外壳、绝缘材料、连接线缆等关键材料满足相应的阻燃与耐热等级。