淺談UPS的常見(jiàn)故障及日常維護(hù)

平陰縣融媒體中心（平陰廣播電視臺(tái)） 谷緒華

UPS具有市電輸入的隔離、穩(wěn)壓、防雷、不間斷供電、多路配電、雷電浪涌吸收、抗電磁干擾等功能目前已在通訊、航空、航天、廣播電視等領(lǐng)域已成為必不可少的電源設(shè)備。但再好的設(shè)備也有壽命，也會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)故障，如果維護(hù)工作做得好可以延長(zhǎng)使用壽命，減少故障的發(fā)生。本文介紹了幾例UPS的常見(jiàn)故障、選型、使用及日常維護(hù)中應(yīng)注意的問(wèn)題，以供大家在以后的工作中參考。

UPS又稱(chēng)不間斷電源(Uninterruptible Power Supply)，是一種將多節(jié)相同型號(hào)的蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)相連接組成的電池組與主機(jī)相連接，通過(guò)主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。它主要用于給電腦設(shè)備、通信系統(tǒng)、廣播電視播出發(fā)射系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備及航空控制設(shè)備等對(duì)于電源穩(wěn)定性要求較高的設(shè)備，提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。

當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流式電源穩(wěn)壓器，同時(shí)它還給所用電池組內(nèi)的電池充電。在市電中斷時(shí)，UPS會(huì)無(wú)時(shí)間中斷地從備用電池上提供后備電源，保障設(shè)備的安全和正常運(yùn)行。另外，在過(guò)載或逆變失敗情況下，UPS會(huì)轉(zhuǎn)換到旁路狀態(tài)，由市電供電；若過(guò)載情況消除，UPS會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)回到逆變器供電狀態(tài)（在線式UPS)。

1 因溫度過(guò)高引起UPS均不供電（死機(jī)）一例

故障現(xiàn)象：6月19日21：52分左右，值班人員反映平陰臺(tái)發(fā)射的DTMB信號(hào)部分臺(tái)的節(jié)目突然中斷，并且用于發(fā)射這些節(jié)目的兩臺(tái)發(fā)射機(jī)也突然停機(jī)，另外專(zhuān)門(mén)給這兩臺(tái)發(fā)射機(jī)供電的UPS也顯示異常并不時(shí)發(fā)出報(bào)警聲。

故障檢修：接到故障報(bào)修后，值班技術(shù)人員立即起動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，迅速把發(fā)射機(jī)電源切換到備用的5KVAUPS上恢復(fù)了DTMKB信號(hào)的正常發(fā)射（這樣也就排除了發(fā)射機(jī)自身故障）。信號(hào)恢復(fù)發(fā)射后技術(shù)人員隨即對(duì)發(fā)射信號(hào)用的20KVAUPS進(jìn)行了仔細(xì)檢修，通過(guò)查看20KVAUPS的歷史記錄發(fā)現(xiàn)在19:29:33s時(shí)就接連發(fā)生旁路電壓異常、市電異常，緊接著電池放電發(fā)生，到了21:38:38s電池電壓低發(fā)生，到了21:52:20s左右電池EOD、均不供電發(fā)生UPS停止給發(fā)射機(jī)供電，發(fā)射機(jī)停機(jī)。因歷史記錄中有旁路電壓異常，市電異常的記錄，所以首先技術(shù)人員要排除是否是市電有異常，因發(fā)射臺(tái)外部電源為雙電源（一路外電，一臺(tái)自備100KVA三相交流柴油發(fā)電機(jī)組），中間用雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)連接當(dāng)市電停電時(shí)發(fā)電機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)供電，當(dāng)市電恢復(fù)時(shí)，發(fā)電機(jī)自動(dòng)停機(jī)恢復(fù)市電供電。發(fā)射機(jī)、激勵(lì)器、授時(shí)器等主要播出負(fù)荷采用雙UPS（一套20KVAUPS，一套5KVAUPS）供電，完全實(shí)現(xiàn)了24h不間斷供電，從而有效避免了因發(fā)電機(jī)從啟動(dòng)到正常電壓輸出造成的近一分鐘的無(wú)電狀態(tài)。技術(shù)人員就查看了同這套UPS為同一生產(chǎn)廠家的5KVAUPS的歷史記錄并未發(fā)現(xiàn)有任何異常記錄，同時(shí)也詢(xún)問(wèn)了當(dāng)時(shí)的值班人員他們也反映市電并沒(méi)有停，這樣可以證明當(dāng)時(shí)外電并無(wú)異常。接著技術(shù)人員又對(duì)UPS智能一體化電源的UPS主機(jī)部分和電池部分進(jìn)行了檢修，因在6月5日時(shí)，中心請(qǐng)上海松豐電源設(shè)備有限公司的工程技術(shù)人員對(duì)主要播出負(fù)荷不能滿(mǎn)足30min以上的這套20KVA三相UPS的電池組進(jìn)行了整體更換，共更換DJW12-7.0電池80節(jié)。但通過(guò)檢修發(fā)現(xiàn)除了UPS部分有一些塵土外，其他并無(wú)異常。隨后技術(shù)人員又對(duì)穩(wěn)壓器部分、隔離變壓器部分和送排風(fēng)部分進(jìn)行了檢修。發(fā)現(xiàn)穩(wěn)壓器部分除了有一些塵土外，其余的也并無(wú)異常。但是送排風(fēng)部分就不那么樂(lè)觀了，除了有大量塵土外，6個(gè)風(fēng)扇壞了4個(gè)。這樣一來(lái)就極大的影響了設(shè)備的散熱，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)高而發(fā)生設(shè)備停機(jī)死機(jī)現(xiàn)象。隨后維修人員清理了這套20KVA智能一體化電源每一部分的灰塵，更換了風(fēng)扇，然后逐一推上開(kāi)關(guān)上電試機(jī)，電壓輸出正常。信號(hào)發(fā)射機(jī)切換回20KVAUPS，DTMB信號(hào)正常，故障排除。

原因分析：現(xiàn)在使用的這臺(tái)20KVA智能一體化電源是2016年上半年在上海松豐電源設(shè)備有限公司購(gòu)買(mǎi)，當(dāng)時(shí)主要用于中央廣播電視無(wú)線數(shù)字化覆蓋（DTMB）工程17頻道和38頻道的發(fā)射控制設(shè)備和信號(hào)源等設(shè)備供電使用。這套設(shè)備具有：市電輸入的隔離、克服零點(diǎn)漂移、濾除諧波、抗電磁干擾、尖峰抑制、雷電浪涌吸收、不間斷供電、2ms穩(wěn)定電壓、多路輸出、動(dòng)力環(huán)境集中管理、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、監(jiān)控等功能，用了這幾年沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)任何問(wèn)題。所以在2019年下半年，我臺(tái)又購(gòu)置了一臺(tái)5KVAUPS用于省廣播電視無(wú)線數(shù)字化覆蓋（DTMB）工程23頻道的發(fā)射控制設(shè)備和信號(hào)源等設(shè)備的供電使用。出現(xiàn)這次故障的原因有三個(gè)：一是設(shè)備自買(mǎi)來(lái)安裝使用后，因清理和維護(hù)設(shè)備內(nèi)部必須有專(zhuān)業(yè)人員執(zhí)行，所以平時(shí)的日常維護(hù)只是擦拭總體設(shè)備和每臺(tái)分設(shè)備的表面，對(duì)設(shè)備內(nèi)部的灰塵沒(méi)有打開(kāi)清理過(guò)。二是發(fā)射臺(tái)建在山的頂端，四周有平房拆除、樓房在建工程10余處及周?chē)膹S礦企業(yè)整天灰塵（煙塵）不斷，再加上機(jī)房的密封條件不是很好，所以時(shí)間長(zhǎng)了在設(shè)備內(nèi)部沉積了許多塵土。三是因設(shè)備內(nèi)部的塵土沒(méi)有得到及時(shí)清理，致使UPS一體化電源送排風(fēng)部分所用的風(fēng)扇由于進(jìn)入大量灰塵常時(shí)間產(chǎn)生摩擦而損壞，因此UPS一體化電源的逆變器部分、隔穩(wěn)部分、電池部分等產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)排出，從而導(dǎo)致了這次故障。

2 因UPS主輸出電纜外皮破裂引發(fā)的故障一例（輸出火線接地短路引起UPS自帶輸入空氣開(kāi)關(guān)跳閘）

故障現(xiàn)象：有線電視工作人員在臺(tái)中心機(jī)房敷設(shè)回傳光纜時(shí)，發(fā)現(xiàn)剛安裝不久的用于機(jī)房播控、上傳、制作節(jié)目的30KVA/24KW不間斷電源(UPS)主機(jī)突然跳閘斷電致使UPS所帶的所有設(shè)備全部停電。

故障檢修：接到故障通知后，值班技術(shù)人員立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。迅速把這臺(tái)UPS所帶的所有設(shè)備切換到市電輸入端，恢復(fù)了所有設(shè)備的正常運(yùn)行。維修人員隨即對(duì)這臺(tái)UPS所用的主機(jī)、電池組及輸入輸出連接線逐一進(jìn)行了檢查。發(fā)現(xiàn)在UPS主機(jī)地板的下面的鐵制布線槽內(nèi)有連電打火的痕跡，并且與之接觸的電纜上也有明顯打火燒焦的痕跡，把電源線與鐵皮分開(kāi)并用絕緣膠布包好，上電開(kāi)機(jī)，主電切回UPS，各臺(tái)設(shè)備供電恢復(fù)正常。

原因分析：仔細(xì)檢查這段電纜，發(fā)現(xiàn)這段電纜的外皮還有明顯被鐵皮劃傷的痕跡，所用的鐵利布線槽在UPS主機(jī)下方被鋸開(kāi)后沒(méi)有做任何的保護(hù)，被鋸開(kāi)的鐵皮像刀子一樣鋒利，再加上這段時(shí)間機(jī)房里施工的比較多（剛搬完機(jī)房，需要敷設(shè)各種線纜），施工人員經(jīng)常挪動(dòng)UPS主機(jī)，因主機(jī)下的電纜長(zhǎng)度有限，再加上又沒(méi)有做任何保護(hù)所以時(shí)間長(zhǎng)了，線纜的外皮被鐵皮割開(kāi)，發(fā)生了這次事故障。建議以后在機(jī)房地板下面安裝布線槽時(shí)盡量不要使用鐵制布線槽，如果必須要用一定要給布線槽的每個(gè)出口及所要接觸的各類(lèi)線纜所做好防護(hù)措施。

3 UPS智能一體化電源無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓器內(nèi)驅(qū)動(dòng)板損壞及蓄電池蓄電能力下降引發(fā)的故障一例

故障現(xiàn)象：發(fā)射臺(tái)值班人員反映20KVAUPS智能一體化電源突然停止工作，發(fā)射機(jī)停機(jī)并且無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓器內(nèi)有冒煙現(xiàn)象發(fā)生。

故障檢修：接到故障報(bào)修后，維修技術(shù)人員立刻啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案將信號(hào)切換到市電輸入端恢復(fù)了信號(hào)的正常發(fā)射。信號(hào)恢復(fù)發(fā)射后維修技術(shù)人員隨即查看了發(fā)生故障并有冒煙現(xiàn)象發(fā)生的無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓器，發(fā)現(xiàn)無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓器內(nèi)所用的驅(qū)動(dòng)板壞了三塊，保險(xiǎn)絲已斷開(kāi)并且驅(qū)動(dòng)板上的壓敏電阻發(fā)生了爆炸，另外穩(wěn)壓器內(nèi)的灰塵也比較多。接著維修技術(shù)人員又査看了這套UPS的歷史記錄，發(fā)現(xiàn)UPS在發(fā)生故障前曾四次顯示旁路電壓異常，兩次顯示市電異常，最后是因?yàn)榕月冯妷寒惓０l(fā)生、市電異常發(fā)生，造成均不供電發(fā)生，接著電池放電發(fā)生，但因電池組的蓄電能力減弱沒(méi)能及時(shí)更換致使沒(méi)有電流輸出，造成了電池?zé)o發(fā)生，UPS停止給發(fā)射機(jī)供電，發(fā)射機(jī)停機(jī)。因歷史記錄中有旁路電壓異常、市電異常的記錄，所以維修技術(shù)人員要排除是否是市電有問(wèn)題，維修技術(shù)人員就給供電公司打個(gè)電話詢(xún)問(wèn)當(dāng)時(shí)的供電情況，供電公司的電工反映當(dāng)時(shí)確實(shí)有電壓不穩(wěn)瞬間突然升高的情況發(fā)生。另外，維修技術(shù)人員通過(guò)觀察還發(fā)現(xiàn)這臺(tái)UPS帶的負(fù)載明顯偏多（一部3KW的模擬信號(hào)發(fā)射機(jī)+三部300W的地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)+一個(gè)裝有和這幾部發(fā)射機(jī)配套使用的信號(hào)源設(shè)備、GPS授時(shí)器等設(shè)備負(fù)荷在1500W左右的機(jī)柜及值班室的電視屏幕墻和空調(diào)）基本上達(dá)到了或超過(guò)這部UPS的最大負(fù)荷（UPS最大負(fù)載量應(yīng)該是其標(biāo)稱(chēng)負(fù)載量的70%-80%）。維修技術(shù)人員首先將值班室的電視墻和空調(diào)用電由UPS改成了市電直供，另外清理了無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓器內(nèi)的灰塵，并更換了無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓器內(nèi)所用的三塊驅(qū)動(dòng)板（型號(hào)ZBWSCR5A）和保險(xiǎn)絲，上電試機(jī)，電壓輸出正常故障排除。

原因分析：一是穩(wěn)壓器內(nèi)驅(qū)動(dòng)板損壞，導(dǎo)致保險(xiǎn)絲斷開(kāi)；冒煙現(xiàn)象為驅(qū)動(dòng)板上壓敏電阻爆炸所致。二是穩(wěn)壓器內(nèi)塵土過(guò)多散熱不好。三是主干動(dòng)力線路（市電）電壓突然升高，導(dǎo)致無(wú)觸點(diǎn)穩(wěn)壓器內(nèi)驅(qū)動(dòng)板損壞。四是UPS負(fù)載過(guò)多，超過(guò)或接近所能承受的最大負(fù)荷。五是這組UPS智能一體化電源是2016年上半年購(gòu)買(mǎi)的到現(xiàn)在已經(jīng)用了4年多的時(shí)間了，再加上平時(shí)對(duì)電池的維護(hù)也不是很及時(shí)，造成了電池的蓄電能力及充放電能力減弱，所以關(guān)鍵時(shí)刻電池組沒(méi)有電能輸出，致使發(fā)射機(jī)停電（在電池組蓄電能力正常情況下，即使UPS智能一體化電源的隔穩(wěn)部分發(fā)生了故障如果UPS主機(jī)部分沒(méi)問(wèn)題，UPS主機(jī)也會(huì)通過(guò)逆變器或變換器給發(fā)射機(jī)等負(fù)載供電）。

4 UPS的選型

在選購(gòu)UPS時(shí)，應(yīng)根據(jù)自己的要求和實(shí)際情況來(lái)確定自己的挑選標(biāo)準(zhǔn)，首先要考慮產(chǎn)品的技術(shù)性能、可維護(hù)性、售后服務(wù)及價(jià)格。其次要考慮負(fù)載的容量、負(fù)載功率因數(shù)和蓄電池的后備時(shí)間，一般情應(yīng)該在滿(mǎn)足所有主要播出負(fù)荷正常使用的情況下，還有一定的余量（一般30%左右），UPS電池組后備時(shí)間應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)際負(fù)荷工作30min以上。目前市場(chǎng)上按UPS的電路結(jié)構(gòu)形式分后備式UPS、互動(dòng)式UPS和在線式UPS三類(lèi)。后備式UPS是指交流電輸入正常時(shí)，通過(guò)穩(wěn)壓裝置對(duì)負(fù)載供電；交流電輸入異常時(shí)，電池組通過(guò)逆變器對(duì)負(fù)載供電。在線式UPS是指交流電輸入正常時(shí)，通過(guò)整流、逆變裝置對(duì)負(fù)載供電；交流電輸入異常時(shí)，電池組通過(guò)逆變器對(duì)負(fù)載供電。互動(dòng)式UPS是指交流電輸入正常時(shí)，通過(guò)穩(wěn)壓裝置對(duì)負(fù)載供電，變換器只對(duì)電池組充電；交流電輸入異常時(shí)，電池組通過(guò)變換器對(duì)負(fù)載供電。俗話說(shuō)的好“適合的才是最好的”，所以在選購(gòu)UPS時(shí)，在條件都一樣的情況下應(yīng)選擇對(duì)于我們的系統(tǒng)最適合的那一款。

5 UPS的使用

由于負(fù)載在啟動(dòng)瞬間存在沖擊電流，而UPS內(nèi)部元件都有一定的安全工作范圍，雖然在選用器件時(shí)都留有一定的余地，但是過(guò)大的沖擊波還是會(huì)縮短元器件的使用壽命，甚至造成元器件的提前損壞，所以在使用UPS時(shí)應(yīng)盡量減少?zèng)_擊電流帶來(lái)的不利影響。

（1）在開(kāi)機(jī)時(shí)先送市電給UPS，使其處于空載工作狀態(tài)，再逐個(gè)加入負(fù)載，先打開(kāi)沖擊電流較小的負(fù)載，最后打開(kāi)沖擊電流較大的負(fù)載。這里應(yīng)注意：在開(kāi)機(jī)時(shí)千萬(wàn)不能將所有的負(fù)載同時(shí)開(kāi)機(jī)，也不可帶載開(kāi)機(jī)。

（2）關(guān)機(jī)時(shí)先逐個(gè)關(guān)閉負(fù)載，再關(guān)閉UPS輸入開(kāi)關(guān)，防止感性負(fù)載在關(guān)機(jī)時(shí)的尖峰沖擊。

（3）嚴(yán)格防止過(guò)載現(xiàn)象的發(fā)生，負(fù)載不超過(guò)UPS額定功率的80%為好，此時(shí)UPS的效率高、可靠性好。

（4） UPS帶載運(yùn)行的過(guò)程中，若發(fā)生電網(wǎng)停電需恢復(fù)供電時(shí)，負(fù)載必須逐步加入，嚴(yán)防數(shù)臺(tái)設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)，過(guò)大的沖擊電流會(huì)損壞UPS。

（5）放置UPS的區(qū)域必須有良好通風(fēng)，遠(yuǎn)離水、可燃?xì)怏w和腐蝕劑。

（6）不要將磁性介質(zhì)放在UPS上，否則容易導(dǎo)致UPS機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)信息丟失而損壞機(jī)器。

（7）在使用UPS時(shí)最好不要使UPS長(zhǎng)期處在滿(mǎn)載或輕載狀態(tài)下運(yùn)行，一般選取額定容量的50%-80%為宜。

6 UPS的日常維護(hù)

國(guó)家廣電總局《廣播電視安全播出管理規(guī)定》無(wú)線發(fā)射轉(zhuǎn)播臺(tái)實(shí)施細(xì)則第二章第一節(jié)第五條規(guī)定：調(diào)頻、電視發(fā)射臺(tái)的發(fā)射控制設(shè)備和信號(hào)源設(shè)備宜采用不間斷電源UPS供電，UPS電池組后備時(shí)間應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)際負(fù)荷工作30min以上。正確的維護(hù)是使UPS設(shè)備及所用電池組能夠進(jìn)行最佳運(yùn)行的關(guān)鍵，并且將確保UPS設(shè)備及所用電池組有較長(zhǎng)的使用壽命。

（1）UPS的日常維護(hù)至關(guān)重要，需要有專(zhuān)人定期對(duì)UPS進(jìn)行維護(hù)，另外每次維護(hù)檢修一定要做好記錄，以便以后的維修人員參考。

（2）注意UPS設(shè)備內(nèi)部清潔，定期將設(shè)備內(nèi)部灰塵清除干凈，特別是通風(fēng)系統(tǒng)（風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)）。為了安全起見(jiàn)，清潔設(shè)備內(nèi)部及外部時(shí)，一定要將電源斷開(kāi)，在確保設(shè)備沒(méi)電的情況下進(jìn)行，以免造成機(jī)器甚至人身傷害事故。

（3）必須保障不間斷電源UPS電池組后備時(shí)間滿(mǎn)足發(fā)射設(shè)備、信號(hào)源設(shè)備等主要設(shè)備實(shí)際負(fù)荷運(yùn)行工作30min以上，如果達(dá)不到相應(yīng)要求必須及時(shí)更換。另外一定要注意更換電池時(shí)必須有專(zhuān)業(yè)人員執(zhí)行。

（4）因電池放電深度越深，其循環(huán)使用次數(shù)就越少，所以一定要避免電池深度放電。

（5）如長(zhǎng)期不停電或不使用UPS，電池會(huì)一直處于充電狀態(tài)，這樣會(huì)使電池的活性變差，因此即使不停電，也需要每隔一段時(shí)間對(duì)UPS充、放電，以便使電池保持活性。

（6）更換電池時(shí)，應(yīng)遵循數(shù)量一致，型號(hào)一致的原則，電池不宜個(gè)別更換，整體更換時(shí)應(yīng)遵守電池供應(yīng)商的指示標(biāo)準(zhǔn)。

（7）經(jīng)常巡視UPS工作狀態(tài)，監(jiān)視輸入、輸出電壓是否正常，是否有過(guò)載現(xiàn)象等。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，以免損壞UPS設(shè)備。

隨著電子科技水平的不斷進(jìn)步，廣播電視的供配電系統(tǒng)也越來(lái)越完善，先進(jìn)的UPS設(shè)備應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，廣電機(jī)房的供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也越來(lái)越簡(jiǎn)單。為設(shè)備提供安全、穩(wěn)定、高質(zhì)量、不間斷的電源，可減少電能損耗，節(jié)約資源，完全規(guī)避“零停播”，以穩(wěn)定的供配電系統(tǒng)帶動(dòng)廣電行業(yè)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。