UPS 2N系統改造割接中的零線處理方法

張維東

（中國電信股份有限公司重慶網絡監控維護中心，重慶 400042）

0 引 言

按照通信大樓電源隱患整治計劃，重慶網絡監控維護中心安排了對某通信大樓進行不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）2N系統改造割接。在割接中拆除UPS到二次屏備用B路零線電纜時打火，引起部分后端負載設備瞬間掉電。從該故障案例著手，分析了UPS 2N系統改造割接中對零線不規范連接方式未及時處理產生的后果，提出了系統改造割接中零線的正確處理方法[1]。

1 故障情況

為了提升核心通信大樓UPS電源系統的健壯性，確保安全穩定供電，按照通信大樓電源隱患整治計劃和割接審批方案對某通信大樓3樓云資源池機房供電的UPS系統進行2N系統改造割接[2]。原3樓云資源池機房供電的UPS系統采用中達400 kVA UPS“1+1”并聯冗余供電模式，對3樓云資源池的8個UPS二次屏列頭柜供電，每個UPS二次列頭柜對后端13列負載設備機架電源分配單元（Power Distribution Unit，PDU）單元的A、B兩路進行供電，如圖1所示。割接時需要將中達400 kVA UPS“1+1”系統的B路供電改為維諦300 kVA UPS“1+1”供電，割接后對后端負載設備形成了中達和維諦UPS 2N系統供電，相當于有4臺UPS給后端負載設備供電，如圖2所示。相比于過去中達2臺UPS給負載供電，其安全性、冗余性更高，顯著提高了電源供電的健壯性。

圖1 中達400 kVA UPS“1+1”并聯冗余供電

圖2 UPS 2N系統改造后供電示意圖

改造割接過程中，需要將中達“1+1”UPS輸出屏2相關空開連接至二次屏備用B路的電纜拆除，拆除的電纜替換為從維諦“1+1”UPS輸出屏1至二次屏備用B路的電纜。中達“1+1”UPS輸出屏1連接至二次屏的主用A路電纜保持不變，從二次屏到13個負載設備機架連接的電源線保持不變。割接方案顯示，2N系統改造割接時，只會短時間中斷備用B路供電，主用A路不會中斷供電。

通過割接前的現場勘測和資料查閱，二次屏與后端電源供電連接采用主備A、B兩路供電方式[3]。二次屏主用A路輸出經1～13號相線空開連接到1～13號后端設備機架的A路PDU相線輸入端子，二次屏備用B路輸出經1～13號相線空開連接到1～13號后端設備機架的B路PDU相線輸入端子。二次屏主用A路零線排通過13根零線連接到1～13號后端設備機架的A路PDU零線輸入端子，二次屏備用B路輸出經零線排通過13號零線連接到1～13號后端設備機架的B路PDU零線輸入端子。這表明二次屏與負載機架間的電源連接線是一一對應的，具體二次屏與設備機架供電連接如圖3所示。

圖3 二次屏與設備機架供電連接示意圖

第一面UPS二次屏列頭柜2N系統改造系統割接完畢后，UPS 2N系統供電倒換后設備和業務運行正常。在進行第二面UPS二次屏列頭柜2N系統改造割接過程中，拆除中達“1+1”UPS系統二次屏列頭柜備用B路電纜的零線時引起打火，造成后端負載13號設備機架A、B兩路瞬間掉電，產生業務中斷。隨后立即恢復正拆除的零線連接狀態，重新將拆除的備用B路零線連接到二次屏的備用B路零線排上，將13號設備機架恢復成主用A路供電，現場立即組織專家分析并查找故障原因。具體二次屏與設備機架A、B路零線連接情意如圖4所示。

圖4 二次屏與設備機架AB路零線連接示意圖

2 故障分析

拆除中達“1+1”UPS輸出屏2相關空開連接至二次屏列頭柜備用B路的電纜零線時，引起后端負載13號設備機架的A、B兩路零線均中斷，造成13號設備機架主備兩路電源回路均中斷，產生瞬間掉電故障。經現場分析查找，產生此故障的原因是新建工程施工時將13號設備機架的零線與二次屏零線銅排連接時接反了，將設備機架零線備用B路端子連接到了二次屏的主用A路零線銅排上，將設備機架零線主用A路端子連接到了二次屏的備用B路零線銅排上。

當天再次進行2N系統改造割接時，先將備用B路的相線關斷，經現場13個設備機架確認B路電源供電斷開，主用A路電源供電正常，設備運行正常[4]。拆除二次屏上備用B路電纜連接線，拆除相線完成后再拆零線時對13號設備機架的主用A路的零線回路也一并拆除斷開。此時由于拆除了備用B路相線和零線電纜，因此1～13號設備機架備用B路相線斷開、1～12號設備機架備用B路的零線也斷開。同時由于13號設備機架零線錯接，因此13號設備機架主用A路的零線斷開，13號設備機架A、B兩路電源回路同時斷開，從而產生13號設備機架瞬間掉電故障。具體2N系統改造割接引起掉電零線連接錯誤如圖5所示。

圖5 UPS 2N系統改造割接引起掉電零線連接錯誤示意圖

綜上所述，后端負載13號設備機架與二次屏間零線連接位置錯誤是導致本次掉電的根本原因。如果零線連接一一對應正確，將不會發生主備A、B兩路同時斷電的情況，即不會出現設備機架瞬間掉電故障。

3 處理方法

（1）預先進行零線銅排短接。為了防止后端負載設備機架因零線位置接反導致同時斷開主備A、B兩路電源，在中達“1+1”UPS同一系統的二次屏處預先對主備A、B兩路零線銅排進行臨時短接，這樣后端設備機架存在零線接反情況時，其主用A路的零線回路也不會中斷，它將通過臨時短接的零線銅排形成主用A路的零線回路[5]。

（2）通過鉗流表逐條測試判斷零線回路電流。在進行二次屏2N系統改造割接替換備用B路電纜時，關斷備用B路相線，每次拆除零線電纜前需要對連接至二次屏零線銅排上的后端負載設備機架13條零線進行鉗流測試驗證。如果對應某個設備機架的零線通過鉗流表測試有電流，則表明此零線不是對應關斷相線的回路零線，而是其他未關斷相線的回路零線。此時再用鉗流表測試主用A路后端設備機架的全部13條零線電流情況，如果發現有1根零線無電流、其他零線均有電流，通過進一步核對判斷確認此條接至主用A路零線銅排上的零線是關斷備用B路相線所對應的零線回路，則說明此設備機架的零線在二次屏零線銅排上接反，需立即采取措施進行調整。如果在鉗流表逐條測試判斷零線回路電流時發現備用B路的全部13條后端設備機架零線均接反二次屏零線鉛銅排，此時可以將UPS輸出屏至二次屏處的2根主備A、B兩路連接電纜的零線調換位置，同時更新主備A、B兩路零線銅排標簽標識。

（3）及時拆除二次屏上臨時短接的主備A、B兩路零線銅排連接線。在2N系統改造割接中，正常拆除中達“1+1”UPS的輸出屏至二次屏連接的備用B路電纜，在替換成維諦“1+1”UPS的輸出屏至二次屏連接的備用B路電纜之前需要及時對割接的二次屏上臨時短接的主備A、B兩路零線銅排連接線進行拆除。UPS 2N系統改造割接后，主用A路中達“1+1”UPS系統接二次屏的主用零線銅排，備用B路維諦“1+1”UPS系統接二次屏的備用零線銅排，2塊零線銅排不能短接，需在零線銅排上張貼相應標簽標識進行區分和警示。除此之外，禁止不同UPS系統零線銅排進行短接，以避免不同系統因零線電流電壓差發生系統間短路的情況。

按照以上零線處理方法，及時解決了第2面UPS二次屏割接時引起的瞬間掉電故障，同時也順利完成了后續6面UPS二次屏的割接工作。通過此次實踐分析，為通信大樓類似UPS 2N系統改造割接提供了參考。

4 結 論

綜上所述，以往通信大樓老舊UPS系統改造割接時，割接人員往往只核對設備機架相線的連接情況，忽視了設備機架零線的連接情況，可能會因零線位置接反而導致設備機架掉電故障。通過實例分析，在通信大樓UPS 2N系統改造割接時，需要測試并確認設備機架零線連接情況，采取臨時短接零線銅排、鉗流表逐條測試判斷零線回路電流、調整零線連接位置以及及時拆除臨時短接的零線銅排等方法進行零線處理。