不间断电源的 EMC 分类及选型，使用屏蔽电缆
UPS 及 EMC 的介绍
不间断电源(UPS)作为一种恒频、稳压、纯净、不间断的高品质电源，被广泛应用于个人、商业、轻工业、工业等各类对供电质量及连续性要求较高的场所。而在为上述各类场景进行 UPS 选型时，大家关注的核心主要是负载容量、负载特性、电网制式等因素，一般会习惯性忽略 UPS 的 EMC 类别与现场应用环境是否匹配。
✦ UPS 的电磁兼容性能(EMC)
包含两个方面的性能
1
EMI：Electromagnetic Interference，即电磁干扰，指 UPS 设备在自身工作过程中产生的电磁波，对外发射并对设备其它部分或外部其它设备造成干扰。
2
EMS：Electromagnetic Susceptibility，即电磁敏感度，指 UPS 设备受外部电磁干扰的敏感程度。
通俗来讲，我们将 UPS 比喻为人，将电磁干扰(EMI)比作感冒病毒，敏感度(EMS)就是是否易患感冒。如果不轻易传播病毒，说明防护做得好或者身体素质好;如果不易患感冒，说明免疫力强，也就是英语单词 immunity，即抗电磁干扰性强。
但是在诸多实际案例中，由于 UPS 的 EMC 与现场电磁环境不兼容，造成的运行异常和风险已屡见不鲜。例如：
● 有客户将 UPS 安装在大容量变压器附近，导致 UPS 在双变化模式与电池模式切换时出现短时输出中断。
● 有客户将 UPS 安装在会场扬声器功放周边，造成扬声器工作时出现间歇性高频噪声等异常现象，追根溯源这些都是由于 UPS 的 EMC 性能与周边环境不匹配造成的。
UPS 的适用环境、EMC 类别与匹配
EMC 适用环境划分
根据 GB7260.2-2009/IEC 62040-2:2005，根据 UPS 不同应用环境下 EMC 的指标，将 UPS 所应用的环境依据 EMC 要求划分为两类。
● 第 1 类环境：无中间变压器直接连接至公共低压供电系统的住宅区、商业区和轻工业区。
● 第 2 类环境：不直接连接至住宅建筑物供电的低压供电系统的所有商业区、轻工业区和工业区。
✦ 将以上标准条文
翻译为更加完整清晰的内容
第 1 类应用环境，主要指的是 UPS 在没有中间变压器的情况下，输入侧直接与公共低压电网相连接的应用环境，典型的应用场景包含：住宅小区、中小型商业写字楼、商住两用建筑、无独立台区变压器供电的商业体、小型厂房等。
第 2 类应用环境，主要指的是 UPS 与公共低压电网之间设置有中间变压器，这一类场景下，UPS 不直接接入公共低压电网，典型的应用场景包含：中大型工业企业、数据中心、中大型商业综合体、医院等。
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在第 1 类场景下，客户安装地点内其他电气/电子信息设备，相对第 2 类场景，通常会更容易受到 UPS 工作所产生的 EMI 干扰所影响，这些干扰主要包含：
● 传导骚扰(CE)：UPS 在正常工作时会通过电源线向电网产生骚扰，若 UPS 电源端子存在高幅值的传导骚扰，可能导致同一电网中的 IT、通讯等设备收到干扰、造成数据丢失等异常情况。
● 辐射骚扰(RE)：UPS 在正常工作时，由于内部的非线性器件、寄生电容影响，UPS 作为干扰源会向周围空间发射辐射骚扰，可能会对周边高灵敏度电器正常工作造成影响。
☑ 因此，在第 1 类场景下，对所应用的 UPS 的 EMI 发射指标要求会相对严格，从而尽可能降低对其他设备的影响。
UPS 的 EMC 类别划分
根据 UPS 的不同适用环境，GB7260.2-2009/IEC 62040-2:2005 将 UPS 依据 EMC 指标划分为 C1/C2/C3/C4 四个等级，用户一般可以通过 UPS 产品手册等资料获知 UPS EMC 等级(如图 1：山特 3A3 PT60-600K UPS 用户手册)。
✦ 不同 EMC 等级的 UPS
适用于不同的 EMC 环境，具体说明见下表
UPS 的 EMC 类别、指标与适用环境
☑ EMC 类型为 C1 类别的 UPS，可以不加任何限制条件使用于第 1 类环境，如：个人家庭办公、NAS 系统、小型办公商用等。
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☑ EMC 类型为 C2 类别的 UPS(单相输出电流≤16A，例如山特城堡 C1KS)，可以不加限制地应用于第 2 类环境，如：由独立台区变压器供电的医院、企业等。
☑ EMC 类型为 C2 类别的 UPS(单相输出电流≤16A，例如山特城堡 C2KS)，当使用符合国标(如 GB1002)或者 IEC 标准(如 IEC309)等合格插接件进行连接，或采用永久性连接(焊接、铆接等)情况下，允许应用于家庭、个人办公等第 1 类环境，但必须根据现场实际情况，做好采取额外的措施准备以降低 UPS 的 EMI 骚扰，例如：
1
视电缆长度及连接设备使用屏蔽电缆。
2
视电网质量增加滤波器、浪涌保护器等措施。
总之，C2 类设备不推荐在毫无准备的情况下直接用于家庭及个人办公，由于该类 UPS 的射频骚扰，对第 1 类环境下用户的其他设备正常运行可能造成影响。
因此标准强制要求生产厂商将如上潜在风险以警告内容：“警告：本产品是 C2 类 UPS，用于住宅区可能需要采取安装限制或附加措施以抑制射频骚扰。”写入产品说明书(如下图：山特城堡系列 C1-3K 用户手册关于 EMC 风险警告内容)。
☑ EMC 类型为 C3 类别的 UPS(单相输出电流>16A，例如山特灵霄 PT20KS，山特灵霄 3C3 HD20-80KVA 等)，允许有限制地用于第 2 类环境(如：远离住宅建筑 30m 以上的、且由独立台区变压器供电的商场、工业生产企业等)。
这类 UPS 可能存在安装限制或需要采取其他措施，以防止 UPS 对安装场所内其他设备产生的射频影响，厂商需要将如上潜在风险以警告内容：“警告：本产品用于第 2 类环境中的商业和工业用途，可能需要采取安装限制或附加措施以抑制骚扰。”写入产品说明书(如下图：山特 ARRAY 3A3PT 60-600K 用户手册关于 EMC 风险警告内容)。
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☑ EMC 类型不属于以上几种的 UPS，统一划分为 C4 类，这类 UPS 的具体适用环境与 UPS 指标由用户另行与 UPS 厂商进行协商。
山特 UPS 的 EMC 类别划分
了解上述基本场景分类及 UPS 分级标准后，我们来看看山特各型号 UPS 的 EMC 分级情况：
A、C2 类 UPS 允许在第 1 类环境中使用的限制条件为：使用符合国标(如 GB1002)或者 IEC 标准(如 IEC309)等合格插接件进行连接、或采用永久性连接(焊接、铆接等)，且视现场具体情况，可能需要采取额外的安装措施(如外壳屏蔽、屏蔽电缆)、附加措施(增加滤波器、浪涌保护器等)，以防止 UPS 的射频骚扰对用户其他设备正常运行造成影响。
B、C3 类 UPS 在第 2 类环境中使用的限制条件为：须距离第 1 类环境 30m 以上，电网质量较差或环境中存在易被干扰的设备时，需视情况采取对应措施(比如：强弱电缆隔离、使用屏蔽电缆、使用接地金属线缆托盘和支架、增加浪涌保护器等措施)，防止 UPS 的射频骚扰影响其他设备。
UPS 依据 EMC 类别的应用场景推荐
综上所述，在各类常见的应用场景下，山特 UPS 在从 EMC 角度出发选型时，应参考如下的推荐建议：
UPS 的选型看似简单，实则需要考虑各方面的因素。在诸多因素中，UPS 的电磁兼容性(EMC)则是大家在选型、安装、使用过程中，看不见、摸不着，却会实实在在影响 UPS 使用体验的关键因素。
把合适的 UPS，安装到合适的场所，使得 UPS 的 EMC 性能与周边设备和谐相处，也是我们今后需要关注、掌握的技能之一。
内容出处：规避运行异常，UPS 的 EMC 分类及选型，干货满满