野外無人站點UPS供電系統(tǒng)的維護及維修

張鈞琪 林景枝 程楠 張諾男 盧勇杰 徐 丹 趙祖虎

摘要：隨著科學技術(shù)的發(fā)展，地震監(jiān)測工作自人工模擬時代跨越到數(shù)字化信息時代，工作中越來越離不開數(shù)字化地震設(shè)備及互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。野外無人站點的地震專業(yè)設(shè)備要正常工作，就需要穩(wěn)定的電源支持，運行過程中突然斷電，既會造成儀器斷記，嚴重影響了儀器的運行率及數(shù)據(jù)的連續(xù)率，并對預(yù)報分析工作造成很大的影響，甚至導(dǎo)致專業(yè)儀器的供電系統(tǒng)的損壞。為了保障各類系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行，在電力供應(yīng)系統(tǒng)中使用不間斷供電系統(tǒng)，即UPS系統(tǒng)。UPS系統(tǒng)可以在電力供應(yīng)突然中斷的情況下提供暫時性的穩(wěn)定電源，保證整個電力供應(yīng)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，保證計算機系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。本文以野外環(huán)境中的無人站點UPS供電系統(tǒng)為主要的研究對象，對UPS供電系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障進行分析，并且針對野外無人站點的UPS供電系統(tǒng)存在的問題進行研究并且提出維修措施，希望能給野外無人站點UPS供電系統(tǒng)維護維修的實際操作提供一定的理論支持。

關(guān)鍵詞：野外無人站點;UPS供電系統(tǒng);維護維修

中圖分類號：TP31? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）27-0217-02

UPS系統(tǒng)是一種新型的電力供應(yīng)系統(tǒng)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于很多的電力系統(tǒng)中。UPS供電系統(tǒng)的理論研究開始于20世紀60年代，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了幾十年，并且在某些方面的應(yīng)用已經(jīng)獲得了重大的進展。UPS系統(tǒng)不斷的進步和發(fā)展，演化出了很多的種類，根據(jù)供電系統(tǒng)的工作原理可以把UPS供電系統(tǒng)分為動態(tài)式UPS供電系統(tǒng)和靜態(tài)式UPS供電系統(tǒng)，其中靜態(tài)式UPS系統(tǒng)又可以分為后備式靜態(tài)UPS供電系統(tǒng)和在線式靜態(tài)UPS供電系統(tǒng)，而在線式靜態(tài)UPS供電系統(tǒng)又可以分為互動在線式UPS供電系統(tǒng)、雙變換在線式UPS供電系統(tǒng)和雙逆變電補償在線式UPS供電系統(tǒng)三種。時代不斷發(fā)展，技術(shù)不斷進步，UPS供電系統(tǒng)朝著區(qū)域網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化、智能化、大容量單級冗余化發(fā)展，并且UPS供電系統(tǒng)的實時性和安全性也得到了加強。

1野外無人站點USP供電系統(tǒng)故障分析

1.1 UPS系統(tǒng)電阻器失效

在電子設(shè)備中，電阻是非常基礎(chǔ)的電子元件。電阻是自身能夠發(fā)熱的電子元件，在電子設(shè)備運行過程中就容易因為自身發(fā)熱導(dǎo)致電子設(shè)備發(fā)生故障，導(dǎo)致設(shè)備的損壞，所以電子設(shè)備出現(xiàn)故障的原因很大概率是由于電阻自身發(fā)熱熱量過高，而電子設(shè)備出現(xiàn)故障的具體原因主要也是和電阻自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及電阻的使用環(huán)境有關(guān)。電子設(shè)備中電阻失效的原因主要有致命失效和參數(shù)漂移失效，其中最經(jīng)常出現(xiàn)的是致命失效，致命失效的現(xiàn)象主要是短路、斷路或者是因為電阻的工作條件不合適等造成的電阻發(fā)生損壞以及機械損傷等等情況，相比之下，由于參數(shù)漂移失效導(dǎo)致的電阻故障比較少見的。

1.2 UPS系統(tǒng)電容器失效

UPS供電系統(tǒng)中電容器失效的現(xiàn)象主要是電容被擊穿、開路、參數(shù)退化以及電容內(nèi)部電解液泄漏和電容的機械損傷等等，其中最常見的情況就是電容器被擊穿和電容器發(fā)生開路現(xiàn)象，進而導(dǎo)致電容器出現(xiàn)失效的情況。UPS供電系統(tǒng)中電容器被擊穿主要是由電容器內(nèi)部電解質(zhì)溶液的問題而引起的，比如電容器的電解質(zhì)溶液因為時間太久了而老化失效了或者是因為電容器內(nèi)部電解質(zhì)溶液存在雜質(zhì)導(dǎo)致電容器失效，又或者是電容器自身在使用過程中受到了機械損傷而失效，或者是由于某種原因?qū)е码娙萜鲀?nèi)部的電解質(zhì)溶液的分子構(gòu)造發(fā)生了變化從而導(dǎo)致電容器在使用過程中發(fā)生電容器擊穿現(xiàn)象。

1.3 UPS系統(tǒng)繼電器模塊失效

有三種情況表明UPS供電系統(tǒng)繼電器模塊失效了：第一種情況是UPS供電系統(tǒng)繼電器中的繼電器線圈短路或者斷路導(dǎo)致繼電器模塊失效，或者是因為繼電器線圈短路或斷路導(dǎo)致繼電器的驅(qū)動三極管損壞從而導(dǎo)致繼電器模塊失效;第二種情況是UPS供電系統(tǒng)的繼電器驅(qū)動端的三極管出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，這個時候輸入端不管是高電平還是低電平，繼電器都是吸和的狀態(tài)，所以繼電器是一直通電的，所以繼電器就容易發(fā)生失效現(xiàn)象;第三種情況是UPS供電系統(tǒng)中的繼電器接觸點接觸不良導(dǎo)致繼電器發(fā)生故障，不管輸入端是高電平還是低電平繼電器都是一直通電的，繼電器也就容易失效。

2野外無人站點UPS供電系統(tǒng)維護和維修的注意事項

2.1維護的注意事項

根據(jù)UPS供電系統(tǒng)的日常維護工作經(jīng)驗，UPS供電系統(tǒng)的維護要注意以下幾個方面：

1）UPS供電系統(tǒng)應(yīng)該處于一個比較良好的工作環(huán)境中，保證適合UPS供電系統(tǒng)運行的環(huán)境溫度、相對濕度和通風條件以及環(huán)境的整潔度，這樣就可以降低UPS供電系統(tǒng)發(fā)生故障的概率。

2）在UPS供電系統(tǒng)運行和維護過程中盡量降低UPS供電系統(tǒng)的開關(guān)頻率，過于頻繁的開關(guān)UPS供電系統(tǒng)會導(dǎo)致UPS供電系統(tǒng)中產(chǎn)生頻繁變化的電流和電壓，這些頻繁變化的電流和電壓會對UPS供電系統(tǒng)產(chǎn)生電力沖擊，就可能對UPS供電系統(tǒng)的一些零件造成損壞，從而影響整個UPS供電系統(tǒng)的正常運行。

3）UPS供電系統(tǒng)在市電環(huán)境下工作時，電源綠色指示燈亮起時，如果供電系統(tǒng)內(nèi)電壓低于170伏或者是發(fā)生電路短路，UPS供電系統(tǒng)就會自動轉(zhuǎn)換為逆變器的工作方式，這個時候，UPS供電系統(tǒng)的蜂鳴器和紅色指示燈就會按照一定的時間間隔進行名叫和閃爍以發(fā)出警報，隨著時間的推移，UPS供電系統(tǒng)中電池的電壓就會降低，警報越激烈，催促工作人員關(guān)機。這時，工作人員發(fā)覺了警報，就要立刻關(guān)機，查找故障以及故障原因，不然UPS供電系統(tǒng)的蓄電池就會遭到損傷。

4）一般情況下，UPS供電系統(tǒng)對市電的要求并不是很高。UPS供電系統(tǒng)可以在180-260伏的電壓范圍內(nèi)正常工作，并且能輸出210-230伏的穩(wěn)定電壓，在市電環(huán)境下，UPS供電系統(tǒng)具有比較強的抗干擾性，所以不必要再增加穩(wěn)定電壓的電源。

5）UPS供電系統(tǒng)一次性滿負荷放電完畢之后，要根據(jù)UPS供電系統(tǒng)的使用要求一次性充電8小時以上，以此來確保下一次UPS供電系統(tǒng)逆變供電工作的正常運行。

6）UPS供電系統(tǒng)長期不使用時，要根據(jù)UPS供電系統(tǒng)的維護要求，每隔兩個月要開機一次，讓UPS供電系統(tǒng)的蓄電池充滿電，之后讓UPS供電系統(tǒng)在逆變器供電轉(zhuǎn)態(tài)下完全放電兩到三分鐘，激活電池，延長UPS供電系統(tǒng)蓄電池的使用壽命。

2.2維修的注意事項

因為UPS供電系統(tǒng)是使用強電，在對UPS供電系統(tǒng)進行維修的時候要特別注意用電安全，要注意以下幾點：

1）在對UPS供電系統(tǒng)進行電源保險維修的時候，一定要把UPS供電系統(tǒng)的電源斷開，UPS供電系統(tǒng)的電源開關(guān)只是控制低電的，只關(guān)掉開關(guān)不能斷開強電，所以要拔掉電源插頭。

2）UPS供電系統(tǒng)中的電路板是和市電直接相連的，所以在對UPS供電系統(tǒng)的維修過程中要注意系統(tǒng)內(nèi)電路和金屬外殼的絕緣，包括電瓶和電路板等弱電路，堅決不允許系統(tǒng)內(nèi)部的任何部位和金屬外殼接觸。

3野外無人站點UPS供電系統(tǒng)的維修和維護

對UPS供電系統(tǒng)進行維修和維護之前，要詳細閱讀維修和維護手冊中的各項注意事項。在野外無人站點UPS供電系統(tǒng)中，最常見的維護和維修工作就是電源保險管的維護維修、機內(nèi)電瓶過度放電維護維修和壓敏電阻燒壞維護維修。下面對這三種常見的野外無人站點UPS供電系統(tǒng)的故障進行維護維修說明。

3.1 電源保險管損壞

在UPS供電系統(tǒng)的維護工作中，最常見的就是電源的保險管損壞處理。電源保險管損壞大多情況下都表現(xiàn)為UPS供電系統(tǒng)的電源開關(guān)打開之后，UPS供電系統(tǒng)就處于逆變供電轉(zhuǎn)態(tài)，不能轉(zhuǎn)換為市電供電狀態(tài)，這是因為UPS供電系統(tǒng)的電源保險管位于市電的輸入端，保險管損壞和市電停電導(dǎo)致的結(jié)果是一致的，所以UPS供電系統(tǒng)就以逆變的狀態(tài)供電。發(fā)生了電源保險管損壞就要更換電源的保險管，保險管的更換工作比較簡單，不用打開供電系統(tǒng)的外殼，只要打開供電系統(tǒng)設(shè)備的保險管座，取下?lián)p壞的保險管，換上一個同樣規(guī)格的新保險管，在這一過程中，必須拔掉供電系統(tǒng)的電源插頭。

3.2 電源保險管損壞

UPS供電系統(tǒng)內(nèi)蓄電池的過度放電也是很常見的維護維修工作。標準的UPS供電系統(tǒng)中都會設(shè)置一個蓄電池過度放電保護電路，當蓄電池內(nèi)的電壓降低到9伏時就會自動停止放電以保護蓄電池。但是有廠家為了節(jié)省成本而不設(shè)置這一保護電路，這聚會導(dǎo)致蓄電池過度放電，損壞蓄電池。

一般來說，蓄電池過度放電之后就不具有存儲電量的能力了，但是很多情況下過度放電的蓄電池可以通過重新充電的方式來恢復(fù)儲電能力。正常情況下蓄電池充電，正常運行狀態(tài)下的UPS供電系統(tǒng)只要處于市電穩(wěn)壓狀態(tài)，蓄電池就能夠正常充電。但是過度放電之后的蓄電池，即使UPS供應(yīng)系統(tǒng)處于市電狀態(tài)下，也不能正常充電。因為蓄電池本身就控制供電系統(tǒng)的電源供應(yīng)，蓄電池沒電或者是損壞了，UPS供電系統(tǒng)都不能進入正常的工作狀態(tài)。要解決這個問題，可以是要用哪個熱插拔法。熱插拔法是先使用正常的蓄電池啟動UPS供電系統(tǒng)，等UPS供電系統(tǒng)進入正常供電狀態(tài)之后，保持UPS供電系統(tǒng)開機狀態(tài)，用過度放電的蓄電池代替正常的蓄電池，這個時候過度放電的蓄電池就能正常充電。除了使用熱插拔法，還可以使用其他方法。一種是先用其他蓄電池充電器將過度放電的蓄電池充好電，再把充好電的蓄電池換入供電系統(tǒng)內(nèi)部;另一種方法是在過度放電的蓄電池上并聯(lián)一個新的蓄電池或者并聯(lián)一個穩(wěn)定電壓的電源，等UPS供電系統(tǒng)開機進入正常狀態(tài)之后再把并聯(lián)的新電池或電源取下。熱插拔法存在一定的觸電安全隱患，如果沒有豐富的維護維修經(jīng)驗，推薦使用第二種方法。

3.3 壓敏電阻燒壞

如果UPS供電系統(tǒng)是因為電壓問題而損壞，那么UPS供電系統(tǒng)中的壓敏電阻也會損壞。壓敏電阻是一種對電壓比較敏感的電子元件，如果壓敏電阻兩端的電壓超過了壓敏電阻的額定保護電壓，壓敏電阻就會被擊穿，就會導(dǎo)致兩根電路直接相連導(dǎo)致短路，也就會使得電源保險管損壞。出現(xiàn)了壓敏電阻燒壞現(xiàn)象，就要及時更換壓敏電阻，一般來說，UPS供電系統(tǒng)使用的壓敏電阻的額定電壓是360伏，在購買新壓敏電阻時要購買符合使用要求的電阻。

4結(jié)束語

綜上所述，本文以野外無人站點環(huán)境下的UPS供電系統(tǒng)為主要的研究對象，分析了UPS供電系統(tǒng)維護維修中可能存在的故障以及維護維修的注意事項，對野外無人站點UPS供電系統(tǒng)的維護和維修進行了仔細研究，對完善UPS供電系統(tǒng)維護維修理論具有重大的意義，也希望能給UPS供電系統(tǒng)維護維修的實際操作提供一定的借鑒意義。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】