淺析UPS日常維護中的人為故障

摘要：根據(jù)日常維護中接觸的一些案例，針對UPS在人為故障方面的一些事項進行了歸類分析，提出了正確使用和維護UPS的方法及應避免的人為故障。

關(guān)鍵詞：UPS；人為故障；維護

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0??? 引言

??? UPS用于不同類型的敏感電子設(shè)備，如計算機、工作站、重要設(shè)施、通信系統(tǒng)、處理控制系統(tǒng)等。可防止因市電質(zhì)量差或市電中斷而給系統(tǒng)帶來的一系列問題。它的內(nèi)部除了冷卻風扇在轉(zhuǎn)動，其它元器件都是靜止的，日常的維護內(nèi)容非常少，只須保證環(huán)境清潔和冷卻。但在日常的使用過程中，卻屢屢出現(xiàn)UPS發(fā)生故障的現(xiàn)象，仔細分析故障原因，大部分是由維護者的人為因素造成的，稱之為人為故障。

??? 所謂人為故障是由于操作、維護人員的誤操作、對故障現(xiàn)象的錯誤判斷以及所采取的不當措施或經(jīng)驗性臆斷等造成的故障。

??? UPS的人為故障大致可以分為知識性故障、操作性故障、延誤性故障、維護性故障、經(jīng)驗性故障、環(huán)境性故障等6類。

1??? 知識性故障

??? 這類情況的出現(xiàn)主要是由于維護人員缺乏基本的理論知識所致。比如，有一臺新安裝的30kVAUPS向一臺設(shè)備供電，設(shè)備接好電源開機后發(fā)現(xiàn)該設(shè)備中一個電源模塊被燒壞。于是用戶認為是由于UPS的三相電壓“零點漂移”所致，并向UPS廠家提出交涉，要求馬上對設(shè)備進行檢查或更換并對損壞的設(shè)備進行賠償。既然用戶提出這樣一個既專業(yè)又嚴重的問題，廠家立即派技術(shù)人員對該UPS進行檢查。經(jīng)檢查，三相輸出電壓分別為220V、219V、219V，對稱性很好，零點并未漂移。經(jīng)仔細檢查分析，確認設(shè)備電源模塊的損壞是因為其質(zhì)量有問題，經(jīng)更換電源模塊后設(shè)備正常運行。

??? 對于三相相電壓，一般來說其偏差<2％可以不計。目前，大多數(shù)UPS在三相負載100％不平衡時，都具有自動調(diào)節(jié)其電壓不平衡度<2％的能力。所謂三相負載100％不平衡，是指UPS的負載一相或兩相滿載，而另兩相或一相空載的情況。比如30kVA的UPS一相的滿載值是10kVA（即10kVA/220V=45A）。并不像有人理解的那樣：一相電流為1A，另一相為2A，就認為他們的不平衡度是50％，實際上不能這樣理解。反過來說，如果一相的電流為1A，另一相電流為零呢，豈不是他們的不平衡度也是100％了！從字面上理解似乎是對的，但定義并非如此。

??? 又比如，有的用戶給UPS配置的是工作壽命為3～5年的電池，而環(huán)境溫度夏天經(jīng)常超過30℃，而且兩年多市電從未停過，開機后維護人員也從未對電池進行過核對性或容量測試性放電試驗，電池的運行狀況不得而知。偶遇市電停電，電池的放電時間不到額定時間的1/3UPS就關(guān)機了。于是用戶就向廠家發(fā)出了索賠通知，等廠家的維修工程師指出故障原因，出示了操作說明書上關(guān)于電池保養(yǎng)的有關(guān)內(nèi)容，并詳細分析了電池容量降低的原因后，用戶無法再提索賠要求，但這對廠家聲譽造成的影響卻是嚴重的。

??? 還有的用戶誤解了UPS輸出短路保護功能，認為做短路試驗時只要將輸出端用一根短路線碰一碰就可以了。實際不然，這樣做對有的UPS可以，有的UPS就不行，這是什么原因呢？當UPS由逆變器供電時，對過載和短路的保護是通過切斷控制信號的方法使逆變器截止。逆變器采用晶體三極管或MOS管時，用這種方法效果較好，不奏效的時候也有，這主要是因為電流傳感器電路的反應時間太長，在控制信號被切斷前，功率管就已經(jīng)損壞了；在用IGBT作逆變器時，引起損壞的概率相對高一些，這是由于IGBT不可克服的缺點造成的，即IGBT的結(jié)構(gòu)中寄生了一只晶閘管，它具有擎住電流效應，即一旦通過功率管的電流超過晶閘管的擎住電流時，這時即使取消了控制信號，IGBT照樣導通，一直到燒毀。因此，在沒有特別需要的情況下，盡量不要做這樣的短路試驗。

2??? 操作性故障

??? 因為UPS所帶負載的重要性，為了保證UPS安全可靠地運行，各種產(chǎn)品都有自己的一套安全操作程序，并寫進說明書以供用戶參照執(zhí)行。但有個別維護人員卻對此不以為然，并不按照既定程序操作，而是按照自己的理解隨意操作，結(jié)果有時就出了問題；也有無意識的操作故障，比如，在維修或保養(yǎng)期間，因拆卸某一器件時不小心將臨近的器件碰壞而未發(fā)現(xiàn)，開機加電時形成二次故障；在檢查故障時表筆誤將某兩點短路；連接外部電池時誤將正負極搞錯；有單節(jié)或幾節(jié)電池連接條未擰緊或電池開關(guān)未閉合，市電停電時電池放不出電而導致UPS停機；供電局進行線路改造或維修時將原來的相序搞錯，也會導致UPS無法啟動或切換失??；UPS加電后忘記啟動逆變器，在市電斷電時同樣會導致停機；由于值班人員在機房內(nèi)亂放食物而招來老鼠，啃咬電纜或竄入機內(nèi)導致線纜或元器件之間的短路故障；無屏蔽的遠程信號電纜與交流線并行布線，由于耦合干擾而導致的故障等。

3??? 延誤性故障

??? 由于維護人員的疏忽未及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，或發(fā)現(xiàn)了卻未及時采取相應措施而導致的UPS故障。比如，在UPS雙機并聯(lián)冗余系統(tǒng)中，負載被均分到兩臺機器上，有時，由于某種巧合而導致其中的一臺逆變器關(guān)機，這時負載被全部轉(zhuǎn)移至另外一臺UPS上，如果維護人員及時發(fā)現(xiàn)了，只要將關(guān)機的UPS逆變器重新開啟即可；如果維護人員未及時發(fā)現(xiàn)，遇到市電中斷時，就變成單機供電，一方面過載能力減弱，另一方面電池后備時間減半，此時，一旦過載就會造成所帶負載全部中斷；又如電池在不理想的條件下運行時，應按時對電池進行維護，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)有容量明顯降低的電池，應立即更換。因為，電池的損壞過程有的是逐漸積累造成的，也有的是瞬間發(fā)生的，即昨天還是可用的，今天就無法放電了。我們在對蓄電池的維護中就遇到過此類情況，上次月檢時，個別電池雖然浮充電壓稍低，但還未到完全不能使用的程度，而在當月市電停電后，有一組電池卻完全不能放電。所以，一旦發(fā)現(xiàn)電池有故障時，要及時進行更換，以免釀成事故。

4??? 維護性故障

??? UPS的周期性維護內(nèi)容雖然較少，但這些內(nèi)容卻是非常必要的，而且這些維護要有一套嚴格的程序。不按要求定期地維護設(shè)備是導致故障的重要原因。如有的UPS長期不維護不保養(yǎng)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作不穩(wěn)定，只好請求維修。待打開機殼一看，電路板和元器件上灰塵積了厚厚一層，只要用吹風機和吸塵器將這些灰塵清理掉，設(shè)備即可恢復正常。再例如有一臺UPS維修完畢后，維修人員將市電加到輸入端，而忘了啟動逆變器或閉合電池開關(guān)，等到下一次市電停電時，UPS因逆變器不能啟動而關(guān)機。

5??? 經(jīng)驗性故障

??? 即使是由幾次處理故障經(jīng)歷得到的經(jīng)驗，也不能死搬硬套。如有一次，有一個具有甲種品牌UPS操作經(jīng)驗的用戶去操作新安裝的乙種品牌UPS，也不看說明書，就憑經(jīng)驗直接進行直流啟動。因為，他熟悉的UPS都可直流啟動，哪知這臺機器就沒有直流啟動功能，當然啟動不了。于是他就打開機箱用螺絲刀見繼電器就捅，逆變器雖然啟動了，但馬上就冒出一股煙，功率管損壞了！他不知道具有直流啟動功能的UPS在啟動時是有一定程序的：當打開直流啟動開關(guān)后，首先控制電路工作，然后才去驅(qū)動逆變器，即正常啟動；但此臺UPS無直流啟動功能，控制電路正在工作的同時，逆變器也在啟動，過渡中的不穩(wěn)定狀態(tài)導致逆變器的兩個功率管同時導通而燒毀。還有的維護人員在培訓時，自認對UPS的原理已經(jīng)掌握，只要求學一些排除故障的方法。而短期的培訓只可能學習一些簡單故障的判斷方法，具體故障要具體分析，經(jīng)驗僅做參考。比如，UPS交流輸入保險燒斷的原因有很多，諸如整流器擊穿、濾波電容擊穿、逆變器擊穿、輸入整流管兩端的RC網(wǎng)絡(luò)短路，以及由此而波及到控制電路的損壞等都會造成保險燒斷。當然，對一些簡單故障的判斷和排除，經(jīng)驗是有用的，不過要靈活運用，具體情況具體對待。

6??? 環(huán)境性故障

??? 這類故障是由于用戶不重視設(shè)備使用環(huán)境而導致的。比如，有一臺30kVA的UPS被用戶長期放在堆滿雜物的倉庫里，倉庫沒有空調(diào)也不通風，夏天溫度高達30～40℃，濕度又大，這樣導致UPS內(nèi)元器件性能降低，蓄電池容量也大打折扣，當這臺UPS被安裝投入使用后，故障頻頻發(fā)生，電池容量也遠遠達不到要求。又如，一證券公司將一臺20kVAUPS安裝在一間簡易屋頂房內(nèi)，一個風雨夜過后，UPS逆變器關(guān)機，充電板被燒毀，檢查發(fā)現(xiàn)是因為屋頂?shù)哪嗨缮铣鲲L口灌入機器內(nèi)所致。還有的地方市電條件很差，經(jīng)常停電，致使電池長期處于虧電狀態(tài)，壽命急劇縮短；也有的地方市電電壓上經(jīng)常疊加著很高的干擾電壓，配電柜內(nèi)的二級防雷器屢屢燒毀，并有時擊毀UPS，進而損壞用電設(shè)備。

7??? 結(jié)語

??? 由以上幾點可以看出，對UPS的維護應制定并嚴格遵循一套科學有效的方法，才可能避免上述的人為故障，使UPS的故障率大大降低，真正做到不間斷地為設(shè)備提供安全、可靠的潔凈電源。