UPS标准规范及相关认证介绍

UPS标准规范及相关认证介绍
摘要:文中主要介绍欧洲UPS的各种安全规范标准及其认证标志，包括安规、电磁兼容、UPS测试性能规范等，并简要介绍与之相关的IEC国际标准。

1 UPS国际标准概况
目前在中国市场上中大功率UPS多为国外品牌，如爱克赛、梅兰日兰、爱默生、APC、IMV、克劳瑞德等。

由于配电制式的原因，进口UPS 中90％来自欧洲，因此有必要了解欧洲UPS 的技术规范标准。

在全球层面，国际电气标准是由IEC(国际电工委员会)来制定的。

IEC成立于1906年，它是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作。

IEC制定的标准供各成员国参考以制定本国标准。

我国在2003年颁布的UPS 最新国家标准GB／T7260—2003也是参照IEC62040制定的。

此外在中国境内上市的UPS 通常是要经中国泰尔实验室依据信息产业部UPS 行业标准进行测试，测试合格后都将获颁信息产业部入网证书。

这是一项在中国境内被广泛承认的认证证书，在各种UPS 招标项目中是必不可少的基本要求之一。

当然有些部门还会有自己的专门入网证书，如总参、船级社认证，中国移动、中国联通、各大银行等还制定了自己的行业选型标准，以控制招标入围厂家的数量。

在欧洲，电气标准被分为三个认证等级：
(1)国家标准；
(2)欧盟标准；
(3)tEC国际标准。

2 欧盟ups标准
欧盟(European Union，简称Eu)的前身是欧洲共同体(European Communities)。

它是一个集政治实体和经济实体于一身，在世界上具有重要影响的区域一体化组织。

负责制定欧盟电气标准的是欧洲电工标准化委员会(简称CENELEC)，该组织成立于1973年，总部位于布鲁塞尔，它的宗旨是协调欧洲有关国家的标准机构所颁布的电工标准和消除贸易上的技术障碍。

CENELEC的成员是欧盟成员国和欧洲自由贸易区(EFrA)成员国的国家委员组成的。

由其所制定的标准来约束电子电气设备在欧洲国家的自由流通。

CENELEC所制定的标准都冠以EN抬头，所有成员国家必须依法强制执行这些标准。

各国的标准化委员会在制定本国标准时必须完全搬用EN标准，在将EN标准译为本国语言时不得对强制标准作任何修改。

因此可以说，关于UPS 的英国标准BSIEN50091—1与德国标准DIN EN50091—1实际上是完全相同的。

此外，EN标准还设定了一个DOW(英文Date of Withdraw的缩写)期限，规定当成员国的国家标准与欧盟标准有冲突时，必须在此规定期限之前撤销相应的国家标准。

以ENV抬头的标准也是由CENELEC编制的，属于欧洲预备标准，供临时性使用。

在临时使用期间，与之相冲突的成员国标准允许保留，两者可平行存在。

欧盟的众多产品标准都是依据欧盟理事会所颁布的“指令”来制定的。

起初欧共体为了实现统一市场，消除贸易壁垒，实现欧共体各国人员、商品、劳务和资金的自由流通，发布了一系列的欧共体指令(Directives of EEC)。

1985年，欧共体为了技术协调而采取了一种“新措施”(New Approach)。

此后，欧共体指令不再对产品的具体技术参数要求作出规定，而只是着重强调产品必须保证其最低安全保护水平。

迄今为止，欧盟先后对诸如
玩具、压力容器、通讯终端设备、电子产品等发布了20多条指令，规定产品生产工艺和安全标准必须符合指令要求，由此可以限定产品进人欧盟市场的门槛。

涉及到UPS的指令有： (1)73／23／EEC(1ow Voltage Directive)低电压指令
该指令为欧共体于1973年2月19日颁布，用以协调各成员国所生产的在特定电压范围内使用的电气产品安全规范。

低电压指令覆盖了所有标称供电交流电压为50～1000V和所有标称直流电压为75～1500V的电气产品，要求其符合一定的电器安全要求：例如，绝缘距离要求、耐高压要求、抗燃性要求、温升限制、关键零组件的使用寿命及异常状况测试等。

1993年欧盟又颁布了93／68／EEC指令来对原先的73／23EEC指令进行修正。

2)89／336EEC (Electro Magnetic Compatibility)电磁兼容指令
该指令为1989年5月3日颁布，用以协调各成员国所生产的产品在电磁兼容法规的一致性。

欧盟在1992年和1993年又先后颁布92／31／EEC和93．68／EEC指令来对原先的89／336EEC指令进行修正。

自1997年1月1日起，所有进人欧盟市场的UPS必须加贴CE标志，以标明产品符合低电压指令和EMC指令要求。

CE的意思即“欧洲统一”，CE标志取代各成员国的合格标志，成为表明产品符合欧洲指令(取代所有国家法规)的唯一标志。

在欧盟市场，CE属于强制性认证标志，它表示厂商已完成产品合格检验及鉴定。

这不同于我国的信息产业部人网证书，而完全是一个工厂自我合格声明的文件，作为UPS 用户可以向厂商免费索取cE合格声明。

如图1所示的是爱克赛UPS 的CE合格声明文件。

然而CE标志仅仅是进人欧盟市场的最低门槛，并不代表产品性能有多高。

为取得用户信任，通常还要有一个第三方标志认证，例如“GS标志”。

GS标志是德国劳工部授权TUv(德国莱茵技术委员会)和VDE(德国电气工程师协会)等机构颁发的安全认证标志，此标志认证在欧洲被广为认可。

GS标志的德语意思即“安全认可”。

CENELEC依据欧盟颁布的相关指令产品技术标准。

其中部分标准是其自己编写，部分源于IEC标准，其对应关系如下：
(1)EN50000系列：这些标准是由CENELEC(欧洲电气标准化委员会)自己来制定的，其中与UPS有关的标准是由该组织的一个编号为BT60-4的专门委员会来起草制定。

(2)EN55000系列：这是由CISPR(国际无线电干扰特别委员会，一个IEC的下属组织)来起草制定的，主要是关于无线电干扰方面的标准。

(3)EN60000系列：这些标准是由IEC制定的，后被CENELEC直接搬用。

CENELEC制定的关于UPS 的具体标准如下：
(1)EN50091—1
UPS 电源系统的一般安全规范标准，1992年12月9日获批准，欧盟各成员国需在1994年3月15日之前废止与此标准相冲突的本国标准条款。

此标准于2002年6月1日到期，由新标准EN62040—1来替代。

但目前市面上销售的众多的欧洲UPS 都是声称符合EN50091—1安全标准的。

(2)EN50091—2
UPS 电磁兼容性标准，1995年3月6日获批准，欧盟各成员国需在1996年3月1日之前废止与此标准相冲突的本国标准条款。

(3)ENv50091－3
这是一项临时性的标准，该标准于1998年2月1日获批准，有效期3年，它规定了UPS 的性能和测试规范。

此标准现已被EN62040—3取代。

(4)EN62040—1
这是CENELEC直接搬用IEC62040—1而制定的关于UPS 电源系统的一般安全规范，因此有的UPS 厂家在标称自己UPS 的安全规范时又标为IEC＼EN62040—1。

这是一项新的UPS 安全标准，欧盟于2003年颁布实施，用于取代原有的EN50091—1，其中最主要的区别在于回馈保护(Back feed Protection)的规定。

(5)EN62040—3
这是CENELEC直接搬用IEC62040—3而最新制定的关于UPS 性能和测试规范的标准，用于取代原来临时性的ENV50091—3。

因此有的UPS 厂家在标称自己UPS 的安全规范时又标为IEC＼EN62O40—3。

(6)EN60950
这是CENELEC直接搬用IEC950而制定的关于办公用信息技术设备安全的规范标准。

3 EN50091系列标准介绍
下面我们对上述几个标准进行具体介绍：
3．1 EN50091—1
该标准是参照IEC950(对应欧盟标准为EN60950)制定的。

IEC950是关于“办公用信息技术设备包括电气设备的安全” 规范标准。

但是由于IEC950所涵盖的产品范围太大，例如还包括各种办公设备如打印机、个人电脑、扫描仪等，因此其中的大部分条款并不适用于UPS。

为此ENS0091—1标准对IEC950标准的部分章节进行了修改，以适应UPS特殊要求。

标准的制定者们也在根据现实发展来不断地对此标准作
出修定，后来EN50091—1又分化成两项独立的标准：
EN50091—1—1标准：UPS 可用于操作者自由触及区域。

EN50091—1—2标准：UPS 只能用于限制触及区域。

由上可知对于符合EN50091—1—1标准的UPS，可以安装在任何操作区域，因而具有最高的安全等级，符合这一标准的一般为小功率UPS。

而符合EN50091—1—2标准的UPS 只能用于限制区域，只有专业技术人员才能进入操作区域，此标准一般用于中大功率UPS。

因此前者要比后者更具有操作安全性。

制定两种不同标准的意义在于给UPS设计者以更大的设计发挥空间以满足不同用户的需要。

与EN60950相比，EN50091—1的主要区别在于它对于标识和操作指南的描述不同。

例如：
输入电源、可能的内置电池、输出电源和相关负载都要进行定义；
对有资格进行安装、维护服务的专业受训人员的要求；
有关市电输入保护开关、剩余电流动作开关、回馈保护等；
由于操作者可能需要对系统中的带电部位进行操作，为保护其人身安全，所有为UPS供电的电气柜上都要贴上警告标识；
需注明UPS 的漏电流低于0．05倍的额定输入电流，如果漏电流超过3．5mA，则在任何电气安装之前需要先连接地线，这一点要特别强调。

在EN50091—1的附录N特别说明了关于蓄电池柜(室)通风的要求，其中空气通风量应至少为：Q=0．054×N×I×C 其中：
Q为风量，单位是m3／h；
0．054是系数，单位是m3/Ah；
N是指全部2V电池单体总数；
I是指阀控铅酸电池电流系数，为0．2A／100Ah；
C是指电池安时数(10小时放电率)。

按照上述公式计算出的Q通风量，用于设计电池柜或电池室的通风口大小，确保蓄电池在任何时候所散发出的氢气都不会达到4％的危险浓度。

附录N还对采用自然通风散热时的敞开面积进行了规定，以保证当电池室无强制风通风措施时依然具有足够大的通风量。

上述计算公式同样符合欧洲新标准EN50272—2，即“固定式电池安装的安全标准”。

此标准第8章规定，如果电池室采用自然通风，则进气孔应与出气孔位于不同的墙壁上。

否则，如果两个孔位于同一墙壁上，则两孔的间距应至少2m。

对于自然通风和强制通风两种方式，应优先选择前者。

若在自然通风条件下无法满足Q风量要求时，可以实行强制通风。

此时应注意强制通风功能应与电池充电功能相匹配(内部功能互锁)，避免出现诸如电池充电时通风关闭的极端危险情况。

据笔者了解，此项功能在许多大型UPS 中都有相关的可编程信号接口设定，可惜国内很少有人利用过。

一旦电池连接好，则电池的充电方式、过流保护装置的位置、充电电流大小等所有电池相关信息必须作出详细说明.
EN50091—1—2标准与EN50091—1—1标准相比，在以下几点上有所不同：
(1)触及区域和人员的定义；
(2)安全指导；
(3)除作出警示标识外，还应在用户使用手册上的进行说明；
(4)防电击措施；
(5)设计特点说明；
(6)防火和对地漏电流说明。

EN50091—1标准是参考以下标准制定的，如表1所示：
3．2 ENS0091—2标准
这是一项关于UPS 电磁兼容的标准，目的是规范UPS 在工业和民用环境中使用所要满足的最低限度的电磁兼容等级。

它规范了以下3项内容：
UPS 电源输入端子处的传导干扰；
UPS 射频干扰；
UPS 的抗干扰能力。

该标准将UPS 划分为以下两类：
非限制性销售的UPS (UPS for unrestricted sales distribution)；
限制性销售的UPS (uPs for restricted sales distribution)，简称RS级。

非限制性销售的UPS (UPS for unrestricted sales distribution)
(1)UPS的等级
此类UPS的干扰限制是最为严格的，可用于各种环境，包括工业和民用环境，无任何限制。

根据对外干扰等级，此类UPS 又被分成两种不同的等级：
Class A级：可用于非民用环境，直接通过工业用插头或插座连接到市电。

此等级的UPS 必须标有以下干扰警示信息：
“本产品为Class A级UPS，若用于民用环境中可能会造成射频干扰。

”
Class B级：可适用于各种环境，包括民用环境，因此B级UPS 要比A级UPS 的电磁兼容性好。

此等级UPS 直接通过非工业用插头(匝C83型)连接到市电。

对于额定电流超过25A的UPS 属于此类。

相比之下此类UPS 具有较强的干扰性，只能向能够对此UPS 的技术性能有充分了解的专业用户销售。

此类UPS 在加装了相应的EMI或RFI滤波器后其EMC等级同样可达到上面的Class A级或B级要求。

(2)uPS的抗干扰要求
此类UPS 使用手册中必须提供以下干扰警示信息：
“本产品只对专业安装者和用户销售，可能需要采取一些额外限制措施以避免干扰。

”
UPS 对于输入市电端子处的传导干扰电压限值如表2、表3所示。

传导干扰限值曲线如图2所示。

非限制性销售的UPS 射频干扰限值如表4所示。

限制性销售的UPS 射频干扰限值如下：
(3)抗干扰性能.
UPS应根据以下EN61000系列欧洲抗干扰标准进行测试。

EN的抗干扰标准是则是搬照IEC标准制定的，例如EN61000—4—2的静电放电测试标准是搬照
IEC1000—4—2的(如表5所示)。

对于UPS 设备的机箱端口、信号端口、电信端口、电源输入端口等都需要进行相关的抗扰度实验。

3．3 ENV50091-3
这是一项临时性的标准，用于规范UPS 的分类、UPS 测试方法等。

现在该标准已被更新的IEC＼EN62040—3标准所代替。

该标准定义了单相和三相UPS 的输入输出性能、环境条件、储存和运输条件等。

根据UPS 动态输出特性的优劣程度将UPS 划分为3类。

即后备式、在线互动式和在线双变换式UPS。

其中在我国销售的欧洲中大功率UPS 基本都是在线双变换式UPS，即属于Vn—SS一111类型。

此类UPS 的输出电压和频率均不受输入影响。

4 其他安规标准
EN50091系列标准并非适用于所有UPS，有时候UPS 还需要满足一些特殊使用环境，例如：极端温度(高温或低温)、高粉尘、潮湿、振动、、腐蚀、易燃易爆气体环境、医疗环境等。

为此，有些行业还制定了自己专用的特殊标准，例如：
4．1军用UPS标准
军事设备会用于敌对战争环境，军事标准对于以下条款具有特殊要求
(1)环境情况(极端温度)；
(2)电力供电(与标准UPS 相比具有更宽的输入范围)；
(3)元器件需做筛选老化实验；
(4)UPS 的EMC指标需满足：极低的辐射，极强的抗干扰能力，抗电磁脉冲测试。

4．2 船用UPS标准
此类UPS 的工作环境条件包括：极端温度(0～45。

C)、高湿度、盐碱腐蚀、油污、高尘度、机械振动和摆晃等。

此类UPS 需满足诸如以下标准：
(1)RINA(意大利船级社)D和E章节之规定；
(2)英国劳埃德船级社(Lloyd’s Register)第6章之规定；
(3)DNv(Det Norske Veritas)挪威船级社认证，这是全球最著名的船级社认证机构；
(4)IEC60945：海事航行和无线电通讯系统一般安全和EMC规范；
(5)IEC61996：船用航海记录仪系统一般安全和EMC规范。

此类UPS 通常需要具有以下指标：
(1)采用低毒、低烟气体释放、防火型的绝缘橡胶电缆；
(2)电路采用防盐碱设计(适应热带气候)；
(3)适应甲板安装；
(4)纵向40。

摆动时不得有电池电解液溢出；
(5)防水等级需>IPX1级：
(6)输入输出均应有隔离变压器；
(7)适应无零线的I1’配电系统；
5 全球著名的安规标志
最后，笔者还收集了一些世界著名的安规认证标志(见表6)，仅供读者参考。