UPS 2N系統(tǒng)改造割接中的零線處理方法

張維東

（中國(guó)電信股份有限公司重慶網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控維護(hù)中心，重慶 400042）

0 引 言

按照通信大樓電源隱患整治計(jì)劃，重慶網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控維護(hù)中心安排了對(duì)某通信大樓進(jìn)行不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）2N系統(tǒng)改造割接。在割接中拆除UPS到二次屏備用B路零線電纜時(shí)打火，引起部分后端負(fù)載設(shè)備瞬間掉電。從該故障案例著手，分析了UPS 2N系統(tǒng)改造割接中對(duì)零線不規(guī)范連接方式未及時(shí)處理產(chǎn)生的后果，提出了系統(tǒng)改造割接中零線的正確處理方法[1]。

1 故障情況

為了提升核心通信大樓UPS電源系統(tǒng)的健壯性，確保安全穩(wěn)定供電，按照通信大樓電源隱患整治計(jì)劃和割接審批方案對(duì)某通信大樓3樓云資源池機(jī)房供電的UPS系統(tǒng)進(jìn)行2N系統(tǒng)改造割接[2]。原3樓云資源池機(jī)房供電的UPS系統(tǒng)采用中達(dá)400 kVA UPS“1+1”并聯(lián)冗余供電模式，對(duì)3樓云資源池的8個(gè)UPS二次屏列頭柜供電，每個(gè)UPS二次列頭柜對(duì)后端13列負(fù)載設(shè)備機(jī)架電源分配單元（Power Distribution Unit，PDU）單元的A、B兩路進(jìn)行供電，如圖1所示。割接時(shí)需要將中達(dá)400 kVA UPS“1+1”系統(tǒng)的B路供電改為維諦300 kVA UPS“1+1”供電，割接后對(duì)后端負(fù)載設(shè)備形成了中達(dá)和維諦UPS 2N系統(tǒng)供電，相當(dāng)于有4臺(tái)UPS給后端負(fù)載設(shè)備供電，如圖2所示。相比于過去中達(dá)2臺(tái)UPS給負(fù)載供電，其安全性、冗余性更高，顯著提高了電源供電的健壯性。

圖1 中達(dá)400 kVA UPS“1+1”并聯(lián)冗余供電

圖2 UPS 2N系統(tǒng)改造后供電示意圖

改造割接過程中，需要將中達(dá)“1+1”UPS輸出屏2相關(guān)空開連接至二次屏備用B路的電纜拆除，拆除的電纜替換為從維諦“1+1”UPS輸出屏1至二次屏備用B路的電纜。中達(dá)“1+1”UPS輸出屏1連接至二次屏的主用A路電纜保持不變，從二次屏到13個(gè)負(fù)載設(shè)備機(jī)架連接的電源線保持不變。割接方案顯示，2N系統(tǒng)改造割接時(shí)，只會(huì)短時(shí)間中斷備用B路供電，主用A路不會(huì)中斷供電。

通過割接前的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和資料查閱，二次屏與后端電源供電連接采用主備A、B兩路供電方式[3]。二次屏主用A路輸出經(jīng)1～13號(hào)相線空開連接到1～13號(hào)后端設(shè)備機(jī)架的A路PDU相線輸入端子，二次屏備用B路輸出經(jīng)1～13號(hào)相線空開連接到1～13號(hào)后端設(shè)備機(jī)架的B路PDU相線輸入端子。二次屏主用A路零線排通過13根零線連接到1～13號(hào)后端設(shè)備機(jī)架的A路PDU零線輸入端子，二次屏備用B路輸出經(jīng)零線排通過13號(hào)零線連接到1～13號(hào)后端設(shè)備機(jī)架的B路PDU零線輸入端子。這表明二次屏與負(fù)載機(jī)架間的電源連接線是一一對(duì)應(yīng)的，具體二次屏與設(shè)備機(jī)架供電連接如圖3所示。

圖3 二次屏與設(shè)備機(jī)架供電連接示意圖

第一面UPS二次屏列頭柜2N系統(tǒng)改造系統(tǒng)割接完畢后，UPS 2N系統(tǒng)供電倒換后設(shè)備和業(yè)務(wù)運(yùn)行正常。在進(jìn)行第二面UPS二次屏列頭柜2N系統(tǒng)改造割接過程中，拆除中達(dá)“1+1”UPS系統(tǒng)二次屏列頭柜備用B路電纜的零線時(shí)引起打火，造成后端負(fù)載13號(hào)設(shè)備機(jī)架A、B兩路瞬間掉電，產(chǎn)生業(yè)務(wù)中斷。隨后立即恢復(fù)正拆除的零線連接狀態(tài)，重新將拆除的備用B路零線連接到二次屏的備用B路零線排上，將13號(hào)設(shè)備機(jī)架恢復(fù)成主用A路供電，現(xiàn)場(chǎng)立即組織專家分析并查找故障原因。具體二次屏與設(shè)備機(jī)架A、B路零線連接情意如圖4所示。

圖4 二次屏與設(shè)備機(jī)架AB路零線連接示意圖

2 故障分析

拆除中達(dá)“1+1”UPS輸出屏2相關(guān)空開連接至二次屏列頭柜備用B路的電纜零線時(shí)，引起后端負(fù)載13號(hào)設(shè)備機(jī)架的A、B兩路零線均中斷，造成13號(hào)設(shè)備機(jī)架主備兩路電源回路均中斷，產(chǎn)生瞬間掉電故障。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析查找，產(chǎn)生此故障的原因是新建工程施工時(shí)將13號(hào)設(shè)備機(jī)架的零線與二次屏零線銅排連接時(shí)接反了，將設(shè)備機(jī)架零線備用B路端子連接到了二次屏的主用A路零線銅排上，將設(shè)備機(jī)架零線主用A路端子連接到了二次屏的備用B路零線銅排上。

當(dāng)天再次進(jìn)行2N系統(tǒng)改造割接時(shí)，先將備用B路的相線關(guān)斷，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)13個(gè)設(shè)備機(jī)架確認(rèn)B路電源供電斷開，主用A路電源供電正常，設(shè)備運(yùn)行正常[4]。拆除二次屏上備用B路電纜連接線，拆除相線完成后再拆零線時(shí)對(duì)13號(hào)設(shè)備機(jī)架的主用A路的零線回路也一并拆除斷開。此時(shí)由于拆除了備用B路相線和零線電纜，因此1～13號(hào)設(shè)備機(jī)架備用B路相線斷開、1～12號(hào)設(shè)備機(jī)架備用B路的零線也斷開。同時(shí)由于13號(hào)設(shè)備機(jī)架零線錯(cuò)接，因此13號(hào)設(shè)備機(jī)架主用A路的零線斷開，13號(hào)設(shè)備機(jī)架A、B兩路電源回路同時(shí)斷開，從而產(chǎn)生13號(hào)設(shè)備機(jī)架瞬間掉電故障。具體2N系統(tǒng)改造割接引起掉電零線連接錯(cuò)誤如圖5所示。

圖5 UPS 2N系統(tǒng)改造割接引起掉電零線連接錯(cuò)誤示意圖

綜上所述，后端負(fù)載13號(hào)設(shè)備機(jī)架與二次屏間零線連接位置錯(cuò)誤是導(dǎo)致本次掉電的根本原因。如果零線連接一一對(duì)應(yīng)正確，將不會(huì)發(fā)生主備A、B兩路同時(shí)斷電的情況，即不會(huì)出現(xiàn)設(shè)備機(jī)架瞬間掉電故障。

3 處理方法

（1）預(yù)先進(jìn)行零線銅排短接。為了防止后端負(fù)載設(shè)備機(jī)架因零線位置接反導(dǎo)致同時(shí)斷開主備A、B兩路電源，在中達(dá)“1+1”UPS同一系統(tǒng)的二次屏處預(yù)先對(duì)主備A、B兩路零線銅排進(jìn)行臨時(shí)短接，這樣后端設(shè)備機(jī)架存在零線接反情況時(shí)，其主用A路的零線回路也不會(huì)中斷，它將通過臨時(shí)短接的零線銅排形成主用A路的零線回路[5]。

（2）通過鉗流表逐條測(cè)試判斷零線回路電流。在進(jìn)行二次屏2N系統(tǒng)改造割接替換備用B路電纜時(shí)，關(guān)斷備用B路相線，每次拆除零線電纜前需要對(duì)連接至二次屏零線銅排上的后端負(fù)載設(shè)備機(jī)架13條零線進(jìn)行鉗流測(cè)試驗(yàn)證。如果對(duì)應(yīng)某個(gè)設(shè)備機(jī)架的零線通過鉗流表測(cè)試有電流，則表明此零線不是對(duì)應(yīng)關(guān)斷相線的回路零線，而是其他未關(guān)斷相線的回路零線。此時(shí)再用鉗流表測(cè)試主用A路后端設(shè)備機(jī)架的全部13條零線電流情況，如果發(fā)現(xiàn)有1根零線無電流、其他零線均有電流，通過進(jìn)一步核對(duì)判斷確認(rèn)此條接至主用A路零線銅排上的零線是關(guān)斷備用B路相線所對(duì)應(yīng)的零線回路，則說明此設(shè)備機(jī)架的零線在二次屏零線銅排上接反，需立即采取措施進(jìn)行調(diào)整。如果在鉗流表逐條測(cè)試判斷零線回路電流時(shí)發(fā)現(xiàn)備用B路的全部13條后端設(shè)備機(jī)架零線均接反二次屏零線鉛銅排，此時(shí)可以將UPS輸出屏至二次屏處的2根主備A、B兩路連接電纜的零線調(diào)換位置，同時(shí)更新主備A、B兩路零線銅排標(biāo)簽標(biāo)識(shí)。

（3）及時(shí)拆除二次屏上臨時(shí)短接的主備A、B兩路零線銅排連接線。在2N系統(tǒng)改造割接中，正常拆除中達(dá)“1+1”UPS的輸出屏至二次屏連接的備用B路電纜，在替換成維諦“1+1”UPS的輸出屏至二次屏連接的備用B路電纜之前需要及時(shí)對(duì)割接的二次屏上臨時(shí)短接的主備A、B兩路零線銅排連接線進(jìn)行拆除。UPS 2N系統(tǒng)改造割接后，主用A路中達(dá)“1+1”UPS系統(tǒng)接二次屏的主用零線銅排，備用B路維諦“1+1”UPS系統(tǒng)接二次屏的備用零線銅排，2塊零線銅排不能短接，需在零線銅排上張貼相應(yīng)標(biāo)簽標(biāo)識(shí)進(jìn)行區(qū)分和警示。除此之外，禁止不同UPS系統(tǒng)零線銅排進(jìn)行短接，以避免不同系統(tǒng)因零線電流電壓差發(fā)生系統(tǒng)間短路的情況。

按照以上零線處理方法，及時(shí)解決了第2面UPS二次屏割接時(shí)引起的瞬間掉電故障，同時(shí)也順利完成了后續(xù)6面UPS二次屏的割接工作。通過此次實(shí)踐分析，為通信大樓類似UPS 2N系統(tǒng)改造割接提供了參考。

4 結(jié) 論

綜上所述，以往通信大樓老舊UPS系統(tǒng)改造割接時(shí)，割接人員往往只核對(duì)設(shè)備機(jī)架相線的連接情況，忽視了設(shè)備機(jī)架零線的連接情況，可能會(huì)因零線位置接反而導(dǎo)致設(shè)備機(jī)架掉電故障。通過實(shí)例分析，在通信大樓UPS 2N系統(tǒng)改造割接時(shí)，需要測(cè)試并確認(rèn)設(shè)備機(jī)架零線連接情況，采取臨時(shí)短接零線銅排、鉗流表逐條測(cè)試判斷零線回路電流、調(diào)整零線連接位置以及及時(shí)拆除臨時(shí)短接的零線銅排等方法進(jìn)行零線處理。