这个标准是UPS领域最核心的产品安全标准。它规定了确保UPS在正常操作、维护和可预见的异常条件下,对人员、设备和周围环境安全的所有要求。A2:2025是对2019年版标准的第二次修正案,包含了技术上的更新和澄清,以适应新技术的发展和提升安全水平。
标准定位
基础安全标准:EN IEC 62040-1 是UPS产品安全的基础。
EMC部分:EN IEC 62040-2 规定了UPS的电磁兼容性要求。
性能部分:EN IEC 62040-3 规定了UPS的性能方法和试验要求。
环境部分:EN IEC 62040-4 规定了UPS的环境方面要求。
关系:一个完整的UPS产品需要满足第1部分(安全)和第2部分(EMC)的要求,才能获得CE标志。
适用范围
该标准适用于直接从交流电网电压不超过1000V的配电系统获取电能,并输出交流电压的单台不间断电源系统(UPS)。
涵盖的产品包括:
在线式UPS
互动式UPS
后备式UPS
额定输出容量从几百VA到数MVA的UPS。
包含UPS功能的储能系统。
核心要求(重点阐述)
UPS是一种集成了大功率电子变换、大容量储能(电池)和复杂控制于一体的设备,其安全风险多样且严重。该标准系统地涵盖了所有这些风险。
1. 电气危险
触电防护:
基本绝缘与接地:对带电部件提供基本绝缘,并对可触及的导电部件提供可靠的接地保护。
能量危险:即使在断电后,UPS内部的大电容(如直流母线电容)中储存的能量也必须能在规定时间内泄放至安全电压以下,防止维护人员触电。
维护旁路:对于带维护旁路的UPS,其操作必须安全,通常要求具有联锁机构,防止在逆变器未隔离时闭合旁路,导致反送电。
短路与过载保护:必须配备断路器、熔断器等保护装置,以安全地分断故障电流。
2. 电池相关的危险(关键风险点)
UPS通常使用铅酸或锂离子电池组,这带来了独特的风险。
电击风险:电池回路(通常是直流)同样具有高电压,必须提供与交流侧同等级的防触电保护。
短路风险:电池能提供巨大的短路电流,必须通过直流熔断器或断路器进行保护。
化学与爆炸风险:
电池管理系统(BMS) 的功能安全要求(如过充、过放、过温、过流保护)。
热失控的防护与 containment。
电池包与UPS主机之间的安全通讯协议。
排气与腐蚀:对于阀控式铅酸电池,必须考虑在异常情况下可能排出的气体(氢气、雾),并提供通风和防腐蚀措施。
防火:标准对用于电池舱和连接线的材料的阻燃等级有严格要求。
锂离子电池安全:A2:2025修正案预计会进一步强化对锂离子电池系统的要求,包括:
3. 热与火灾危险
温升限制:在额定负载和过载条件下,所有元器件(如IGBT、变压器、电感、连接点)的温升必须被限制在安全值以内。
材料阻燃性:用于支撑带电部件的绝缘材料必须具有足够的阻燃等级(如通过UL 94 V-0测试)。
故障条件:标准要求即使在单一元件故障的异常条件下,设备也不得引发火灾或产生喷射的熔融金属。
4. 机械危险
稳定性:大型UPS必须结构稳定,防止倾覆。
运动部件:对于带有冷却风扇的UPS,必须提供防护,防止人员接触运动叶片。
重量:对于非常重的部件(如大型电池组),应有明确的标识和安全的搬运指南。
5. 辐射危险
声压级:对UPS产生的噪声水平可能有限制或声明要求。
EMF(电磁场):标准可能要求对UPS周围产生的工频和功率频率电磁场进行评估和声明。
A2:2025修正案的可能更新方向
除了对锂离子电池的强化外,A2:2025还可能包括:
对并网功能的安全要求:随着UPS越来越多地参与电网互动(如VPP虚拟电厂),其并网接口的安全性和孤岛防护变得更为重要。
网络安全:对于带有网络管理功能的智能UPS,可能需要考虑基本的网络安全防护,防止未经授权的访问和恶意控制。
软件安全:对控制安全相关功能的软件进行评估。
重要性总结
EN IEC 62040-1:2019/A2:2025 是保障UPS安全运行的基石。
保障人身与设备安全:它直接防止了由UPS可能引发的触电、火灾、爆炸和化学危害。
确保关键业务连续性:安全的设计是UPS可靠性的基础,确保了其为数据中心、医院、工厂等关键负载提供不间断电力。
市场准入必备:是UPS产品获得CE标志,进入欧盟市场的强制性协调标准。