廣播電視系統(tǒng)UPS電源的管理與維護(hù)

關(guān)彥軍 郭利軍

UPS的中文意思為“不間斷電源” ，是英語“Uninterruptible Power Supply”的縮寫，它可以保障計(jì)算機(jī)等用電系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間，使您不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。它的主要作用：一是應(yīng)急使用，防止突然斷電而影響正常工作，給機(jī)器設(shè)備造成損害；二是消除市電上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質(zhì)量，為計(jì)算機(jī)等用電系統(tǒng)提供高質(zhì)量的電源。

當(dāng)外電突然發(fā)生中斷，且沒有其它后備電源維持供電時(shí)，計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備由于沒有電力供應(yīng)可能產(chǎn)生硬件損壞、系統(tǒng)中斷運(yùn)行。在廣電監(jiān)測(cè)部門來說，監(jiān)測(cè)和檢測(cè)到的數(shù)據(jù)之重要性是不言而喻的，因系統(tǒng)斷電不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)播出事故以及及時(shí)處置問題，且一旦造成某一重要時(shí)段的重要數(shù)據(jù)丟失或損壞，將會(huì)給后續(xù)處理（包括連鎖處理和數(shù)據(jù)分析）造成困難，以至造成不良影響。對(duì)于某些實(shí)時(shí)系統(tǒng)（播出系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)等）除經(jīng)濟(jì)上的損失外，還會(huì)造成不可挽回的事故甚至是信息安全上的重大損失。

可見一個(gè)良好的UPS電源系統(tǒng)對(duì)于廣電系統(tǒng)的重要性，那么怎樣才能使UPS電源始終工作在一個(gè)良好、健康的狀態(tài)下呢，這就需要我們平時(shí)的正確使用和必要的技術(shù)維護(hù)。

下面就此談?wù)刄PS電源（蓄電池）的管理和維護(hù)：

UPS蓄電池維護(hù)管理的必要性

在廣電行業(yè)實(shí)時(shí)播出系統(tǒng)、信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)、上下行衛(wèi)星天線的跟蹤伺服系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)，磁盤陣列存儲(chǔ)系統(tǒng)及必要的空調(diào)系統(tǒng)對(duì)電源都有較高要求。這些系統(tǒng)除電源功率較大外，有的要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)，有的要求7×24小時(shí)的常年工作。因此系統(tǒng)必須配備符合要求、健康的UPS電源。

一般蓄電池設(shè)計(jì)壽命普遍為5年，然而有的蓄電池可以使用6-7年，而有的使用1年左右就開始出現(xiàn)問題。其主要是因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量和日常使用維護(hù)造成的，因此蓄電池的選擇和維護(hù)對(duì)其的使用壽命尤為重要。

目前，中小型UPS電源中廣泛使用的免維護(hù)密封鉛酸蓄電池，占據(jù)UPS電源總成本的1/4-1/2之多，不僅如此，實(shí)際維修也表明，約有50%以上的UPS電源故障與UPS蓄電池有關(guān)。免維護(hù)密封鉛酸蓄電池只是一個(gè)相對(duì)的分類名稱，并不意味著系統(tǒng)中的蓄電池不用維護(hù)，如果不維護(hù)或者維護(hù)不當(dāng)，都會(huì)造成UPS蓄電池的失效，而UPS蓄電池的失效主要表現(xiàn)為端電壓不夠，容量不足或瞬間放電電流不滿足帶載啟動(dòng)要求等。這些都會(huì)使UPS電源不能正常工作。

由此可見，采用先進(jìn)的管理方式和必要的測(cè)試維護(hù)手段，對(duì)UPS電源及其蓄電池的有效正常使用是非常主要的。

UPS蓄電池的正確使用與維護(hù)

UPS蓄電池的維護(hù)與一般低壓系統(tǒng)蓄電池的維護(hù)類似，當(dāng)引進(jìn)新電池時(shí)，要求工程驗(yàn)收，進(jìn)行深度放電；當(dāng)新電池投入使用后，要求保持適宜的電池工作環(huán)境溫度，要求定期測(cè)量各電池端電壓，當(dāng)各電池壓差過大時(shí)，要進(jìn)行均充，要求定期對(duì)電池進(jìn)行試探性容量試驗(yàn)或深度放電，以便檢查電池組的性能優(yōu)劣以及保持電池的活性。

一般UPS電源對(duì)電池的要求：滿足一定的端電壓；電池應(yīng)具有啟動(dòng)放電瞬間就能輸出大電流的特性；滿足一定的容量，以保證逆變供電的時(shí)間。除了選配正規(guī)品牌蓄電池以外，應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手正確地使用與維護(hù)蓄電池：

1、保持適宜的環(huán)境溫度。影響蓄電池壽命的重要因素是環(huán)境溫度，一般電池生產(chǎn)廠家要求的最佳環(huán)境溫度是在20-25℃之間。雖然溫度的升高對(duì)電池放電能力有所提高，但付出的代價(jià)卻是電池的壽命大大縮短。據(jù)試驗(yàn)測(cè)定，環(huán)境溫度一旦超過25℃，每升高10℃，電池的壽命就要縮短一半。目前UPS所用的蓄電池一般都是免維護(hù)的密封鉛酸蓄電池，設(shè)計(jì)壽命普遍是5年，這在電池生產(chǎn)廠家要求的環(huán)境下才能達(dá)到。達(dá)不到規(guī)定的環(huán)境要求，其壽命的長(zhǎng)短就有很大的差異。另外，環(huán)境溫度的提高，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部化學(xué)活性增強(qiáng)，從而產(chǎn)生大量的熱能，又會(huì)反過來促使周圍環(huán)境溫度升高，這種惡性循環(huán)，會(huì)加速縮短電池的壽命。

2、定期充電放電。UPS電源中的浮充電壓和放電電壓，在出廠時(shí)均已調(diào)試到額定值，而放電電流的大小是隨著負(fù)載的增大而增加的，使用中應(yīng)合理調(diào)節(jié)負(fù)載，比如控制微機(jī)等電子設(shè)備的使用臺(tái)數(shù)。一般情況下，負(fù)載不宜超過UPS額定負(fù)載的60%。在這個(gè)范圍內(nèi)，電池的放電電流就不會(huì)出現(xiàn)過度放電。

UPS因長(zhǎng)期與市電相連，在供電質(zhì)量高、很少發(fā)生市電停電的使用環(huán)境中，蓄電池會(huì)長(zhǎng)期處于浮充電狀態(tài)，日久就會(huì)導(dǎo)致蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生大量的硫酸鉛，并吸附到蓄電池陰極上，形成所謂的陰極“硫酸鹽化”，結(jié)果造成了電池內(nèi)阻增大，電池化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。因此，一般每隔2-3個(gè)月應(yīng)完全放電一次，放電時(shí)間可根據(jù)蓄電池的容量和負(fù)載大小確定。一次全負(fù)荷放電完畢后，按規(guī)定再充電8小時(shí)以上。

3、利用通訊功能。目前，絕大多數(shù)大、中型UPS都具備與微機(jī)通訊和程序控制等可操作性能。在微機(jī)上安裝相應(yīng)的軟件，通過串/并口連接UPS，運(yùn)行該程序，就可以利用微機(jī)與UPS進(jìn)行通訊。一般具有信息查詢、參數(shù)設(shè)置、定時(shí)設(shè)定、自動(dòng)關(guān)機(jī)和報(bào)警等功能。通過信息查詢，可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負(fù)載利用率、電池容量利用率、機(jī)內(nèi)溫度和市電頻率等信息；通過參數(shù)設(shè)置，可以設(shè)定UPS基本特性、電池可維持時(shí)間和電池用完告警等。通過這些智能化的操作，大大方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理。

4、及時(shí)更換廢/壞電池。目前大中型UPS電源配備的蓄電池?cái)?shù)量，從3只到100只不等，甚至更多。這些單個(gè)的電池通過電路連接構(gòu)成電池組，以滿足UPS直流供電的需要。在UPS連續(xù)不斷的運(yùn)行使用中，因性能和質(zhì)量上的差別，個(gè)別電池性能下降、儲(chǔ)電容量達(dá)不到要求而損壞是難免的。當(dāng)電池組中某些電池出現(xiàn)損壞時(shí)，維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)每只電池進(jìn)行檢查測(cè)試，排除損壞的電池。更換新的電池時(shí)，應(yīng)該力求購買同廠家同型號(hào)的電池，禁止防酸電池和密封電池、不同規(guī)格的電池混合使用。

UPS蓄電池監(jiān)測(cè)方式

目前UPS蓄電池的定期監(jiān)測(cè)主要有“離線”和“在線”兩種手段。

1、在線”維護(hù)有兩種方式：A.在線放電實(shí)驗(yàn)，由于大多是在事先不了解電池組中是否有特別落后，甚至完全失效的單體的情況下進(jìn)行的。如此貿(mào)然地將市電切斷，很容易人為導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，不宜提倡。B.在線不放電檢測(cè)，主要是通過對(duì)蓄電池組內(nèi)阻容量分析，在電池組仍處于浮充的條件下進(jìn)行測(cè)試，沒有改變電池組所處的工作狀態(tài)，沒有任何危險(xiǎn)，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行測(cè)試。雖然內(nèi)阻測(cè)試是通過測(cè)試蓄電池的內(nèi)阻參數(shù)來間接反映電池的容量情況，其準(zhǔn)確度不能和離線放電試驗(yàn)相比，但是其完全可以判斷出落后比較嚴(yán)重的單體，它是UPS蓄電池日常維護(hù)巡檢的最理想方式。

2、離線”維護(hù)：它是將電池組逐組脫離系統(tǒng)進(jìn)行，可以準(zhǔn)確檢測(cè)出蓄電池的內(nèi)阻參數(shù)及電池的容量，并可對(duì)蓄電池進(jìn)行維護(hù)、維修、更換，但是系統(tǒng)卻因此少了一組備用電池，就需要其它后備電源的支持（如備用電池、市電、備用油機(jī)等）。此種維護(hù)通常是在低風(fēng)險(xiǎn)時(shí)段進(jìn)行。

怎樣延長(zhǎng)UPS蓄電池的使用壽命

不間斷電源（UPS）電池通常能使用3到5年。預(yù)期壽命取決于多個(gè)因素，包括使用量（設(shè)備必須處于電池供電模式的次數(shù)）和其他環(huán)境因素。以下是一些可以確保您的設(shè)備達(dá)到最佳預(yù)期壽命的使用原則：

1. 確保將您的UPS放置在涼爽、干燥并且通風(fēng)良好的位置。理想狀況下，UPS所放置位置的溫度應(yīng)該不高于24攝氏度。同時(shí)，出于通風(fēng)目的，每側(cè)都要留出大概1到2英寸的空間，便于進(jìn)行空氣流通。

2. 每年只在必要時(shí)進(jìn)行1到2次UPS運(yùn)行時(shí)校準(zhǔn)。有時(shí)，您可以執(zhí)行運(yùn)行時(shí)校準(zhǔn)來驗(yàn)證您的運(yùn)行時(shí)間是否是充足的。但是，頻繁地執(zhí)行運(yùn)行時(shí)校準(zhǔn)會(huì)減少UPS電池的預(yù)期壽命。

3. 請(qǐng)勿將UPS電池存放過長(zhǎng)的時(shí)間。新電池可以存放6-12個(gè)月。過了這段時(shí)間，就應(yīng)當(dāng)盡快使用電池，否則會(huì)丟失其存儲(chǔ)的大量電量。不建議存放已使用的電池。

4. 負(fù)載請(qǐng)勿超過UPS設(shè)備額定容量的80%，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間減少。負(fù)載增加時(shí)，運(yùn)行時(shí)間會(huì)相應(yīng)減少。如果電源不能供電，全負(fù)荷運(yùn)行的UPS將會(huì)很快耗盡并釋放其電池的電量，這將減少電池的預(yù)期壽命。注意：為確保電池的運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)，請(qǐng)勿將激光打印機(jī)連接到UPS的備用電池插座。確保激光打印機(jī)使用“僅防浪涌”插座（使用適合的型號(hào)）。對(duì)于那些沒有“僅防浪涌”插座的UPS，建議將激光打印機(jī)連接到單獨(dú)的APC浪涌抑制器。

結(jié)束語

伴隨著廣電事業(yè)的不斷發(fā)展，UPS電源的使用范圍將越來越大，數(shù)量越來越多，UPS電源在各個(gè)系統(tǒng)的重要性也是顯而易見的，所以對(duì)UPS電源的維護(hù)不論是從管理的角度出發(fā)還是維護(hù)方式的選擇都是十分必要的。只要對(duì)UPS電源的維護(hù)有足夠重視加之科學(xué)的維護(hù)手段，就能使其在廣播電視領(lǐng)域發(fā)揮其應(yīng)有的作用。