吴伟忠
福建联合石油化工有限公司 福建省泉州市 362800
摘要：UPS装置作为独立的供电系统，防止外电系统影响，电源输出端中性点是不能直接接地的。但是，在实际应用中，UPS装置输出中性点却存在直接接地问题，这样的后果就是造成UPS装置电源可靠性降低及UPS装置本身和负载设备会受外电影响而损坏。通过探讨分析进一步了解UPS装置输出中性点不能接地的机理，正确使用好UPS装置电源。
关键词：UPS 中性点 接地
Discussion on the problem that the neutral point of UPS power output terminal cannot be grounded
Wu Weizhong
Fujian United Petrochemical Co., Ltd. Quanzhou City, Fujian Province 362800
Abstract: as an independent power supply system, UPS device can prevent the influence of external power system, and the neutral point of power output terminal cannot be directly grounded. However, in practical application, the output neutral point of UPS device has the problem of direct grounding, which results in the reduction of power supply reliability of UPS device and the damage of UPS device itself and load equipment by external noise. Through discussion and analysis, we can further understand the mechanism that the output neutral point of UPS device cannot be grounded, and correctly use the power supply of UPS device.
Key words: UPS neutral grounding
一、概述
随着现代社会电子化智能化的发展，UPS装置电源在各行各业中应用极为广泛。UPS装置作为独立的供电系统，防止外电系统影响，电源输出端中性点是不能直接接地的。但是，在实际应用中，UPS装置输出中性点却存在直接接地问题，其生产厂家为适合用户要求给予以默认。 这样的后果就是造成UPS装置电源可靠性降低及UPS装置本身和负载设备会受外电影响而损坏。这里对UPS装置电源系统接地方式方法问题进行分析，了解UPS装置电源输出中性点不能直接接地的问题，以满足设备安全运行的要求。以此问题开展探讨，希望引起专业技术人员的重视。
二、UPS装置电源
UPS装置提供高质量、高可靠性的不间断电力，在工业处理过程、重要部门（机场、医院、银行等）、计算机网络及通信、大型活动场所广泛使用。
如UPS装置配置图，主要组成为整流器、逆变器、电池组、静态开关组成。装置由双电源的市电提供电能实现相互切换，降低了市电失电对装置的影响，提高了连续供电的可靠性；电池组确保正常运
.png)
行中直流系统的稳定，为供电质量提供保证。在主回路中由市电-整流-逆变，供电输出实现了与市电的隔离，但是，UPS装置为实现无间断切换，与旁路市电需不间断跟踪，UPS输出电源与市电就存在相互联系。为实现与市电的完成隔离，重要的UPS装置（工业级）在旁路市电加装了隔离变压器。对一般UPS装置（商业级）未加装隔离变压器的旁路市电应要求零地分开，并且零线不经空开或熔断器，防止市电零线问题影响连续供电。这就要求了UPS装置电源输出中性点是不能接地的。
在实际应用中，UPS装置输出中性点却选择了接地，原因多样。工作中如果选择输出端不接地，负载设备专业人员会发现设备无法运行，更改为接地后设备就正常了。从电气专业角度分析，应该是零线与地线接错了。而选择输出中性点接地造成的危害是多方面的，如设备可靠性降低，受外电（如雷电）影响损坏设备等。在这里通过接地系统方式方法分析，进一步了解UPS装置输出中性点不能接地的机理。
三、电源系统接地方式分析
1、电源系统接地安全要求：防止人身触电，一是防止直接触电方式由隔离带电部件和将金属柜体连接到保护导体；二是防止间接触电由对所有可能会被人体触击到的外露导电零部件（ECP）进行强制接地，当外露导电零部件上的电势有达到危险电势的水平时断开电源。
2、电源系统接地方式类型：
有三种系统接地方式：一是隔离的中性点IT；二是接地的中性点TT；三是外露导电零部件连接到中性点TN（分中性点N和保护导体PE是分离的和中性点N和保护导体PE是公共的PEN）。
隔离的中性点IT,电源的中性点与地是隔离的或通过一个高阻抗连接到地（高阻抗中性点），外露导电零部件（ECP）直接接地。
.png)
如图IT系统，负载的一相线L3与ECP之间的绝缘损坏，Uo是配电系统相电压（220V）。
故障电流：Id=Uo/(Ra+Zres)=220/(10+3300)=66mA(近似值)
故障电压：Ud=Uo×Ra/(Ra+Zres)=220×10/(10+3300)=0.66V
这是不危险的电位，可连续运行。此时需要绝缘监测装置才能发出报警，并进行定位排除。
当故障发展为相间故障故障时，必须通过保护装置切除。
受外电（雷电）影响：因相线与地线隔离，无影响。
中性点接地系统TT，电源的中性点直接接地，所有外露导电零部件了是接地的，并且受到同一个分断装置的保护。
.png)
如图TT系统，负载的一相线L3与ECP之间的绝缘损坏，Uo是配电系统相电压（220V）。
故障电流：Id=Uo/(Ra+Rb)=220/(10+4)=15.7A(近似值)
故障电压：Ud=Uo×Ra/(Ra+Rb)=220×10/(10+4)=157V
这电一个危险电压（﹥36V）,发生故障时必须由保护装置切除故障。
受外电（雷电）影响：因零线与地线间存在电阻联系，外电通过地网限位，对外电影响相对敏感。
外露导电零部件接中性点系统，电源的中性点是直接接地，负载通过保护导体PEN连接到中性点，再连接到地，这种接地方式将所有绝缘故障转变成相线到中性点的短路故障。
.png)
如图TN系统，负载的一相线L3与ECP之间的绝缘损坏，Uo是配电系统相电压。短路形成回路B-C-D-A-B部分，此系统故障电压与相电压相同（220V），线路阻抗只能由线路长短决定。
故障电流：Id=Uo/Zb=220/0.05=4400A(近似值)
故障电流远大于保护装置动作电流，发生故障后可能扩大事故范围，此类故障需尽量避免。
受外电（雷电）影响：因零线与地线间连接，外电直接叠加进入负载，造成设备损坏，影响大。
四、系统接地方式优缺点比较及应用
.png)
五、UPS装置的接地系统方式选择
UPS装置扮演双层角色，对上线电源来说UPS装置是负载；对下线所供电的负载来说UPS装置为电源。
在一个现有的电气系统中添加UPS装置，上线系统是已经确定的，选择下线系统时，它可以与上线系统相同，也可以与上线系统不同，主要取决于UPS装置的配置及与敏感负载的兼容性。
上线和下线安装配置有隔离变压器（UPS装置旁路市电需有隔离变压器），它能改变系统接地方式，采用IT系统接地方式，可保证负载供电的连续性，这是重要设备电源的安全配置（工业型）；因为，UPS装置输出和旁路都有隔离变压器，UPS装置输出可不受市电的影响，电源输出选择中性点不接地，负载设备一相发生接地时，因接地电流小，发出接地告警，负载不受影响，有时间消除接地故障，确保负载安全可靠运行。只有当负载电源相间或相零短路时，保护才会动作切断负载。这种方式配置应用在需要连续运行的重要负载系统。
UPS装置旁路市电没有隔离变压器，上下线系统间无法做到完全隔离，相互间有强制零线影响，采用上下系统相同方式较好，但零地一定要分开，且零线不能有分断设备，指一般场所使用的商业型UPS装置。此方式配置的UPS装置输出中性线与上级市电系统中性线是相连的，仅当负载火线发生接地时，保护动作切除负载。因此，商业机配置的UPS装置使用在一般场所。
六、存在问题整改
在实际应用中，UPS装置输出端的接地会大大降低UPS装置设备可靠性，使用电源负载设备将原本可的不用接地的相线直接进行接地，造成本可以实现的IT系统变成了TN系统。还会使负载设备极易受雷电影响，经常受到雷击的影响造成仪表、DCS等电子设备的损坏，雷电波侵入直接串入电源，烧坏负载设备和供电电源。日常设备使用中，雷电造成负载设备电源卡板烧坏、负载故障保护越级、开关设备漏电保护无法投入、UPS装置检查异常等现象，都与输出中性点输出接地有关。
UPS装置只有正确配置和使用才能在工业生产中发挥重要作用。重要负荷的需统一管理，UPS装置负载接线必须正确，杜绝未经许可擅自接入负荷，并清查原负荷配置及接线，确保负载接线正确并统一。只有负载接线正确下，才能恢复UPS装置的漏电保护功能，才能进一步解决电源输出中性点接地问题。确保UPS装置在生产中真正实现不间断供电的要求，