Měření impedance smyčky za UPS typu on-line je v normálním provozu UPS zbytečné, protože tyto UPS mají rychlou regulaci výstupního napětí a tak zatěžovací proud nevyvolá pokles napětí úměrný impedanci měřené smyčky. Naměřená impedance pak závisí na rychlosti a přesnosti regulace UPS a na délce měřícího impulsu. V praxi takto změřená impedance bývá téměř nulová. Pro některé typy on-line UPS o výkonu menším než 3000VA může být měřicí proud příliš velký a ohrozí polovodiče střídače UPS. On-line UPS mají zabudovaný automatický bypass. Bypass funguje tak, že propojí vstup z výstupem v případě, když se UPS přetíží, nebo na jejím výstupu vznikne zkrat. Bypass zajistí cestu s nízkou impedancí pro samočinné odpojení od zdroje. Takže u on-line UPS je vhodné před měřením impedance smyčky převézt UPS na bypass (každý přístroj má na to svůj postup, ale většinu UPS dokážeme převézt na bypass z ovládacího panelu). Impedance změřená v provozu na bypass je použitelná pro posouzení správné funkce ochranné smyčky a času odpojení v normálním provozu.

Jak vyhodnotit změřenou impedanci a posoudit bezpečnost instalace?
Pro posouzení bezpečnosti rozvodů za UPS musíme vždy zhodnotit dvě situace:
1. UPS má na vstupu napětí a je v normálním provozu, u on-line UPS je funkční bypass, který dodá dostatečný proud pro rychlé vypnutí vadného obvodu.
2. UPS nemá vstupní napětí, je v režimu autonomie, pracuje z akumulátorů. On-line UPS nemá k dispozici bypass.
Pro situaci, kdy je UPS v normálním provozu platí měření impedanční smyčky a normální postupy výpočtu selektivity ochran. Vyhodnocení funkce ochrany před nebezpečným dotykem a selektivity můžeme v tomto případě provézt bez podrobných znalostí technických parametrů UPS.
Pro situaci, kdy je UPS v autonomním provozu, musíme se situací zabývat podrobněji a ke slovu přijdou technické parametry UPS, hlavně přetížitelnost střídače UPS. Pro posouzení jak rozvody zareaguji na poruchu, můžeme předvídat dvě varianty: UPS má dostatečnou přetížitelnost pro rychlé odpojení vadného okruhu nebo UPS přejde při poruše do režimu omezení proudu a tento proud není dostatečný pro včasné odpojení vadného okruhu.

Rozebereme podrobněji autonomní provoz UPS. V režimu autonomie je UPS zdrojem s omezeným výkonem. Prakticky se to projevuje tak, že při určitém přetížení se výstupní proud UPS již nezvyšuje a klesá výstupní napětí. Každá větší UPS má ve specifikacích přetížitelnost střídače. Tento údaj je pro nás důležitý pro další úvahy.

Příklad
Máme UPS o výkonu 15kVA s jednofázovým výstupem. Výstup UPS je vyveden do distribučního rozváděče, ze kterého je zapojeno výstupních zásuvkových okruhů jištěných 10 A jističi s charakteristikou C. Výstupní okruhy jsou provedeny kabelem s dostatečným průřezem a měření impedance smyčky při provozu UPS na bypass splňuje požadavky na samočinné odpojení od zdroje s rezervou. Máme posoudit, zda při provozu z akumulátoru je rovněž zajištěno rychlé odpojení od zdroje při chybě v jednom z okruhu.
Typická přetížitelnost UPS může být 150 % (ověříme si tento údaje v technických datech UPS). Předpokládejme, že jedná se o nejhorší případ, kdy normální odběry všech okruhů zatíží UPS na 100 %. Nominální proud UPS je 15kVA/230 V (= 65A). Proud pro 150 % přetížení je 97,5A. Proud, který UPS dodá do zkratu v jednom okruhu je 32,5A. Teď se podíváme do charakteristiky použitého jističe a zjistíme, jak rychle vybaví. Pro rychlé vybavení na zkratovou spoušť jistič 10A char. C potřebuje cca 10 x In, přibližně 100A. Takže v našem případě UPS není schopna rychle odpojit vadný okruh.
Vylepšit situaci můžeme tak, že použijeme menší jištění. Častokrát to však není možné, protože chráněná zátěž, převážně počítače, mají velký zapínací proud a jističe s menším In nebo s rychlou charakteristikou budou často vybavovat při zapnutí zátěže. Další způsob, jak situaci vylepšit je použít UPS s větší proudovou přetížitelností střídače.
Taková situace je dost častá a typická. Naštěstí existuje norma ČSN EN 50091-1, která nařizuje výrobcům UPS vypnout střídač, který pracuje v proudovém omezení nebo jinak nedodává na výstupu nominální napětí do 5 sekund. Takže můžeme s velkou pravděpodobností počítat, že v autonomním provozu UPS při poruše na jednom výstupním okruhu jistič tohoto okruhu nevybaví, ale s jistotou, že do 5 sekund vypne střídač UPS.

Dodatečná ochrana proudovým chráničem
Jak bylo patrno z výše uvedeného příkladu, jištění výstupních obvodů neposkytuje ochranu před nebezpečným dotykem vypnutím v předepsaném čase. Proto musíme zvážit zda taková instalace je bezpečná a může být schválena do trvalého provozu. Revizní technik v této situaci se může po posouzení dalších okolností rozhodnout třemi způsoby:

• Označí instalaci za způsobilou bezpečného provozu s odůvodněním, že k situacím, kdy UPS běží z akumulátorů a kdy není zajištěno okamžité odpojení od zdroje dochází jen výjimečně, v předmětné místnosti není trvalá obsluha (například se jedná o počítačovou serverovnu, technologickou místnost bez trvalé obsluhy apod.). Případné použití proudových chráničů by způsobilo snížení spolehlivosti napájení.
• Označí instalaci za způsobilou, protože s prodloužením vypínacího času dochází také ke snížení původně uvažovaného U_d na ochranném vodiči a tím je zachován princip čas – Ud popsaný v první části článku (viz též příloha NL v ČSN 33 2000-4-41).
• Nařídí provedení dodatečné ochrany před nebezpečným dotykem pomocí proudového chrániče s odůvodněním, že na zálohovaném zařízení trvale pracují lidé (zálohované zařízení je výrobní linka, prodejní terminál v supermarketu apod.)

Použití proudového chrániče musíme vždy pečlivě zvážit, protože chránič obecně snižuje spolehlivost napájení, kterou náš zákazník draze zaplatil při nákupu UPS. Dále mějme na mysli, že spínané zdroje používané ve výpočetní technice mají vstupní filtry, které se vyznačují značnými únikovými proudy. Únikové proudy spínaných zdrojů mohou způsobit falešné vybavení proudových chráničů když na jeden chránič připojíme dostatečný počet počítačů. Některé výrobci počítačů uvádí hodnoty únikových proudů svých napájecích zdrojů, ale s tím se setkáme jen u větších serverů a obecně nemůžeme tyto údaje použít při projektování.

Kontrola stejnosměrných částí UPS
U zařízení UPS s vnějšími akumulátory revizím podléhají rovněž akumulátorové systémy. Akumulátorový systém UPS skrývá četná nebezpečí:
• Akumulátory jsou zdrojem velké energie, který nemůžeme úplně vypnout: energie je uvnitř.
• Akumulátory jsou schopny dodat velké proudy, při zkratech mohou zahřát nebo dokonce odpařit silné kabely nebo kabelová oka.
• Akumulátorové systémy UPS jsou sestaveny z bloků spojených do série s napětím až 800V
Revize akumulátorového systému již vyžaduje podrobnější seznámení se zapojením, pochopení použitého napěťového systému a způsobu ochrany před nebezpečným dotykem a zkratem.

Akumulátorový systém UPS je vždy neobvyklou elektrickou instalací, takže bychom měli dbát na to, aby byl správně označen a zapojení bylo zakresleno v projektu dostatečně podrobně pro posouzení bezpečnosti instalace. Požadavky na označení externích akumulátorových systému je v ČSN EN 50091-1 kapitola 1.8.19. Na štítku akumulátorového systému by mělo být minimálně uvedeno:

• Typ použitých akumulátorů včetně elektrochemického systému (např. Pb-H2SO4), typového označení, jmenovitého napětí a kapacity jednotlivých článků nebo bloků.
• Napěťová soustava
• Jmenovité napětí sériově zapojených řetězců
• Počet paralelních řetězců
• Upozornění na nebezpečí spojené s různými zdroji energie, nebezpečí úrazu elektrickým proudem, nebezpečí styku osob nebo zamoření prostředí chemickými látkami.
• Způsob zajištění údržby s odkazem na prováděcí pokyny.

U malých UPS třídy A (s připojením na zásuvku) nebo i větších UPS u nichž akumulátory jsou zabudovány dovnitř skříní platí výjimka: stačí když je zařízení označeno štítkem umístěným na vnějšku jednotky upozorňujícím na nebezpečí, které představují akumulátory – ostatní informace musí být uvedeny v příručce uživatele.

Závěr
Díky tomu, že UPS jsou nezávislým zdrojem energie s omezeným výkonem, zálohované rozvody představují obecně větší nebezpečí a vyžadují pečlivější přístup revizního technika než normální elektrické rozvody.
V článku jsem naznačil, že funkci ochrany před nebezpečným dotykem musíme řešit zvlášť pro provoz UPS ze sítě a pro autonomní provoz z akumulátorů.
V případě UPS s malým výkonem do 15kVA se ochrana před nebezpečným dotykem v autonomním provozu řeší problematicky a může ve speciálních případech vyžadovat dodatečnou ochranu proudovým chráničem.

U velkých UPS s výkonem nad 50kVA zpravidla již nemáme problém s omezením proudu UPS ve vztahu k jištění zásuvkových obvodů. Zde díky velké rezervě výstupního proudu UPS funguje rychlé samočinné odpojení od zdroje i v režimu autonomie.

Příslušné normy
Pro UPS platí velmi přehledně zpracované normy ČSN EN 50091-1,2 a 3. Otázky bezpečnosti řeší ČSN EN 50091-1. Otázky elektromagnetické kompatibility UPS řeší ČSN EN 50091-2. Funkční požadavky kladené na UPS jsou uvedeny v ČSN EN 50091-3.

Informace k UPS poskytl: UPS Servis s. r. o., Ing. Boris Grínac, Kubíkova 12, Praha 8