廣播電視播出機房UPS的養護研究

張 謙

（陜西廣電網絡傳媒（集團）股份有限公司 西安分公司，陜西 西安 710000）

1 UPS的基本概念、結構組成、工作原理

1.1 基本概念

不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）是一種能不間斷提供電能的電源，供電具有持續性和穩定性高的特點，適用于廣播電視播出等不間斷供電場景。UPS除具有供電穩定性優勢外，還具有防止市政電路故障影響的作用，即UPS為內部電源，需與市政電路連接獲得電能進行供電。UPS的應用方式與其他不間斷電源基本相同，但其他電源會受到市政電路短路等異常的影響，導致電源內的電能受到干擾無法穩定供電。UPS能夠凈化受干擾的市政電能，且可與信息技術緊密結合，在信息技術支持下廣泛用于廣播電視播出機房的各個環節，支撐信息采集、傳輸以及處理等多項功能運作，具有其他不間斷電源無法比擬的優勢[1]。

UPS具有穩壓作用。根據電力專業理論，在無外力干預的情況下，傳輸過程中不可避免會發生電壓波動，影響電流質量。例如，電壓過高會導致電流過大、高溫等，使得電力設備被燒壞甚至引發火災，此時可使用整流器進行穩壓。UPS自帶整流器，結合其他組件，能有效保持電壓穩定，有助于廣播電視播出機房運作的整體穩定與安全。

1.2 結構組成

UPS分為主機與蓄電池2個部分。主機可分為整流器、逆變器以及靜態開關等。蓄電池由若干電池串聯組成的，在UPS系統中起到儲存作用。UPS主機部分的整流器將輸入的交流電轉換為直流電，滿足供電需求。逆變器將直流電轉換為交流電。靜態開關是一種并聯開關，負責開關控制UPS。主機部分是實現UPS各項功能的關鍵。UPS的穩壓作用不完全取決于整流器，而是以整流器為核心，與市政電路、蓄電池以及逆變器連接，將前者電流提供給后者彌補電壓壓差或將后者過多的電流對外輸出消除電壓壓差。

1.3 工作原理

UPS可以視作數字與模擬電路、自動控制逆變器以及儲能設備于一體的電源系統。開機后，逆變器不會發生中斷。市政電能供電正常的情況下，UPS能夠通過逆變器獲得負載，同時儲能部分不斷充電，從而實現不間斷供電。若市政電能供電異常，那么通過靜態開關將電源切斷，排除故障電源，轉而使用現儲備的電能進行供電，使逆變器代替市電進行電能輸出[2]。UPS的運作模式根據市政供電狀態調整，在市政供電和內部儲能供電2種狀態下切換。因為切換過程中逆變器不停運，所以可以實現不間斷供電。

2 UPS養護工作的內容、工作方法及注意事項

UPS養護工作復雜，應該根據具體情況采取不同的方法，同時注意相關事項，以保障整體養護質量。

2.1 UPS養護工作的主要內容

若UPS發生故障，需要盡可能規避故障對電視播出造成影響。因此，做好UPS養護工作非常重要。一方面，日常養護，包括日常檢查和清潔等。另一方面，故障養護，包括故障診斷、故障處理、故障預防及故障處理后的狀態測試等；各項工作內容均是做好UPS養護工作的關鍵，工作人員應當認真對待[3]。

2.2 UPS養護工作的工作方法

2.2.1 日常養護工作方法

在不同廣播電視組織內，UPS日常養護工作的具體內容及方法存在一定差別，但部分內容及方法是固定的。第一，檢查UPS的雙電源切換箱和指示燈。檢查以肉眼觀察為主，如開啟信號燈進行觀察，時長建議不少于1 min。如果信號燈常亮且亮度穩定，則代表信號燈正常；相反，如果出現不亮、閃滅以及亮度衰減等現象，則代表信號燈存在故障。此時要檢查信號燈本身及相關線路，確認問題原因并進行處理。第二，無論UPS是否存在其他方面的故障，檢查中應重視電源的所有元件、設備以及線路，重點觀察檢查對象是否存在松脫、燒焦以及異常振動等問題，通過肉眼觀察的方法直接實施。第三，檢查UPS的散熱孔。由于散熱孔檢查存在難度，依靠肉眼觀察很難準確判斷故障情況，有可能導致UPS散熱孔堵塞，電源溫度升高，導致其他組件受到不可逆的影響。即使無故障出現，UPS散熱孔異常也會極大縮短UPS的使用壽命[4]。關于UPS散熱孔的檢查方法，除通過肉眼觀察等類似方法進行表面檢查外，還可使用照明工具或者吹風工具進行檢查，但不建議使用硬物伸入散熱孔，以免造成損傷。第四，檢查備用線路和電源，測試雙電源轉換箱，啟動轉換線，觀察其是否能順利轉入備用線路。若不能，則代表UPS的備用蓄電池組存在異常；反之，則代表正常。采用電壓檢查儀器檢查輸出電壓，判斷UPS是否能繼續保障電壓穩定。第五，日常啟動UPS進行檢測，啟動時要求先斷開所有負載，等待UPS正常啟動后接通負載，檢查主機參數是否存在異常，若無異常則進行記錄，相反則按照上次記錄數據調整主機參數。檢測啟動狀態下UPS蓄電池組的電流與電壓，盡可能讓兩者數值處于合理區間的中間值，并保持穩定狀態[5]。第六，如果廣電組織為UPS配置了外接發電機，那么也要對發電機進行日常養護。通常先開啟發電機，判斷其輸出電壓的波形、頻率以及幅度是否穩定且符合UPS輸入電壓要求，并在發生異常時第一時間給予處理。第七，工作人員應當每日對UPS進行清潔。清潔方式多種多樣且比較簡單，對象主要包括蓄電池、散熱孔內外、指示燈外殼以及儀表盤等。

2.2.2 故障養護

UPS使用時難免發生故障，導致UPS無法正常工作，因此需要通過故障養護工作來規避或消除故障對UPS的影響。UPS故障養護工作的主要目標有3個。首先，及時處理早期故障。由于UPS故障類型眾多，其中有相當一部分故障從形成到造成實質影響，需要經過一個相對長的過程，導致早期故障特征不明顯且不會造成實質影響。若能在早期找到故障并進行養護，能逐漸消除故障，延長電源使用壽命。其次，故障處理。面對已經造成實質影響的故障，工作人員需要在養護工作中盡快解決故障，以便開展其他養護工作。最后，故障處理后的養護。故障的持續發展會對UPS造成實質影響，因此需要及時進行維修處理。但是，維修處理后并不代表同類型故障不會再次發生。因此，維修后的UPS需要定期進行養護，延長UPS的使用壽命[6]。

關于UPS故障養護的方法，不同目標的方法各不相同。一方面，早期故障養護的關鍵在于“早發現、早處理”，因此工作人員理應定期檢查UPS故障，重點對UPS常見故障點如逆變器和雙電源切換箱等進行檢查，同時注意周邊環境中是否存在引發UPS故障的因素，根據因素影響機制針對性檢查UPS。假設周邊環境溫度很高，有可能導致UPS的元件或線路燒毀，因此要對元件和線路進行特定檢查。通過早期故障檢查，工作人員可知UPS的大體狀態。部分UPS依舊能繼續運作但其已經接近臨界點，本身存在許多故障隱患，繼續使用有可能對廣播電視播出造成影響，此時需及時更換新的UPS。若條件有限，則使用專業技術手段排除當前故障隱患，盡可能在隱患爆發前消除隱患。另一方面，故障處理。工作人員應當定期測試UPS，定期啟動UPS運行一段時間，每次時長不建議低于5 min。過程中通過肉眼觀察和儀器檢查等方式判斷UPS是否存在實質性故障。

為做好UPS故障處理工作，工作人員需要充分了解UPS常見故障特征，以便進行診斷與處理。第一，雙電源切換箱冒煙，代表切換箱內部溫度過高。此時，內部設備、元件以及線路均有可能已經燒毀或受損，應當及時切斷電源，使用儀器設備找出所有受損點與故障發生點進行維修或直接更換。第二，檢查時要確認電源是否能夠自動正常切換，若無法正常切換，存在拒動和遲動等問題，則需確認交流接觸器是否損壞。若情況屬實，則需第一時間切開斷路器和工作電源，手動切換至備用電源，然后維修或更換交流接觸器[7]。第三，采用專業儀器檢測交流接觸器的電流和溫度，若電流或溫度超標，則代表交流接觸器受損。在不能確認具體故障類型、位置以及程度的情況下，需要進行深入檢測，也可以直接更換交流接觸器。因為交流接觸器在電流和溫度異常情況下產生的故障比較復雜，甚至會超出UPS系統范疇，所以沒有太多維修價值，一般更建議直接更換。第四，檢測UPS備用蓄電池組，若蓄電池組無法充電，則代表其出現故障。引起故障的原因是電壓過低或線路異常，需根據當前電壓進行診斷（若電壓低于標準區間，代表故障是因電壓過低引起的；相反，若電壓正常，則代表故障原因是線路異常）。如果確認是電壓過低引起的故障，則通過穩壓器進行處理。如果是線路異常，則代表蓄電池組壽命已達極限，應立即更換。第五，觀察UPS面板，如果面板內容顯示異常，則代表電源當前并不處于工作狀態。此時重啟電源，若情況未發生變化，代表UPS出現故障。故障原因普遍是市政電路輸入保險絲異常，建議直接更換保險絲。

2.3 UPS養護工作的注意事項

UPS養護工作內容復雜且要求較高，很容易發生質量問題。例如，工作人員操作不當不僅會忽略某些養護目標，而且可能加大UPS故障率和損耗率。為避免發生此類問題，工作人員需注意相關事項。

首先，應當強調UPS使用標準，即UPS應當放置在通風良好的環境，以便散熱。周邊溫度建議為25 ℃±5 ℃，保持水平穩定狀態。工作人員對UPS進行養護時應當檢查其當前狀況，及時處理發現的問題。例如，日常查看室內溫度傳感器讀數，判斷溫度是否符合UPS使用要求，若不符合則啟用溫控設備進行調節。

其次，UPS養護工作中，工作人員需要使用專業儀器設備進行檢測。儀器設備的檢測結果會對養護工作質量造成影響，即假設儀器設備本身存在異常，無法準確檢測UPS的電壓、電流以及周邊溫度，將導致工作人員對實際情況作出誤判，降低養護工作質量[8]。為避免這一情況的發生，工作人員應當配備主用儀器設備和備用儀器設備，平日工作使用主用設備。每次使用前對主用設備進行準確度等方面的校核，發現異常則更換為備用設備。此外，需要注意主用儀器設備和備用儀器設備的養護。

最后，UPS養護工作中應當重視物理層面對UPS各部件的影響。以蓄電池為例，它可能在長期使用中受物理因素影響出現外殼破損現象，此時必須更換蓄電池。為盡可能避免該現象發生，養護工作中應盡可能將蓄電池放在穩定封閉環境中，避免外部物理因素與其接觸，并進行日常養護，觀察蓄電池外殼是否破損和是否存在漏液等問題。此外，需要對蓄電池進行放電養護，即市政電路輸入正常的條件下，建議5個月左右進行1次放電養護。放電要求徹底，通過UPS關機與否進行判斷，放電后再進行充電，每次充電時間不能低于12 h，有助于蓄電池保持活性，有效延長使用壽命[9]。放電前對電池組進行均衡充電，確保組內所有電池的儲電量盡可能持平。如果電池組內蓄電池當前儲電量不同，那么對于部分蓄電池而言，放電時間可能會過長，導致蓄電池活性受損；相反，如果電池組內蓄電池當前儲電量不同，也有可能導致放電時間過短，不符合徹底放電要求。因此，均衡充電是放電養護的必要前提，工作人員應當重視。

如果廣電組織不常使用UPS，工作人員也要5個月左右對其進行1次充電。此外，除塵前要求檢查UPS連接件和插件等，確保相關目標穩固后再進行除塵操作。

3 結 論

UPS是廣播電視播出機房中的常用電源，直接關系電視播出的整個過程，若出現問題，則可能導致電視播出中斷或斷續，甚至無法按時播出。因此，做好UPS養護工作對廣電組織非常重要，可有效提高播出機房運作穩定性。