城市軌道交通通信系統(tǒng)UPS故障及維護(hù)

陳泓錦

摘要：不間斷電源（Uninterruptible?Power?Supply，UPS）是一種提供穩(wěn)定電力供應(yīng)的設(shè)備，當(dāng)主電源中斷或電壓異常時，它能立即切換到備用電源，保證設(shè)備持續(xù)供電，避免設(shè)備損壞和數(shù)據(jù)丟失。UPS常見故障原因包括輸入電壓問題、輸出電壓問題以及外部故障等。因此，要注意安裝穩(wěn)定的電源設(shè)備、維護(hù)UPS控制器和軟件以及定期檢查和維護(hù)電池等。通過維護(hù)管理措施，可以確保UPS穩(wěn)定運行、延長設(shè)備壽命、保障通信系統(tǒng)的正常運行和數(shù)據(jù)傳輸。

關(guān)鍵詞：城市軌道?交通通信系統(tǒng)?故障?維修

中圖分類號：U239.5

UPS?Faults?and?Maintenance?of?the?Urban?Rail?Transit?Communication?System

CHEN??Hongjin

（Lanzhou?Modern?Vocational?College，?Lanzhou，?Gansu?Province，?730300?China）

Abstract：?An?Uninterruptible?Power?Supply?（UPS）?is?a?device?that?provides?stable?power?supplies，?and?when?the?main?power?supply?is?interrupted?or?the?voltage?is?abnormal，?it?can?immediately?switch?to?a?backup?power?supply?to?ensure?the?continuous?power?supply?of?the?device?and?avoid?device?damage?and?data?loss.?The?common?causes?of?UPS?failures?include?input?voltage?issues，?output?voltage?issues，?external?faults，?etc.，?so?it?is?necessary?to?pay?attention?to?installing?stable?power?supply?equipment，?maintaining?UPS?controllers?and?software，?and?regularly?checking?and?maintaining?batteries.?By?maintenance?and?management?measures，?it?can?ensure?the?stable?operation?of?the?UPS，?extend?the?life?of?equipment，?and?ensure?the?normal?operation?and?data?transmission?of?communication?systems.

Key?Words：?Urban?rail?transit;?Transportation?communication?system;?Fault;?Maintenance

不間斷電源設(shè)備（Uninterruptible?Power?Supply，UPS）作為城市軌道交通設(shè)備系統(tǒng)的重要組成部分，它能夠持續(xù)為關(guān)鍵設(shè)備提供穩(wěn)定的電源，以及確保這些設(shè)備的正常運行。集中UPS電源系統(tǒng)具有過載能力強、設(shè)備布置集中、占地面積小以及技術(shù)優(yōu)勢顯著等優(yōu)點[1]。但UPS故障會導(dǎo)致通信中斷，進(jìn)一步影響列車的運行安全和乘客的出行體驗。因此，為了保障通信系統(tǒng)的正常運行，需要進(jìn)行定期的UPS維護(hù)和檢修工作，并采取相應(yīng)的措施來提升城市軌道交通通信系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，以便能夠為乘客提供更加優(yōu)質(zhì)的出行體驗。

1城市軌道交通通信系統(tǒng)概述

1.1定義和功能

城市軌道交通通信系統(tǒng)是指用于城市軌道交通運營管理和安全保障的信息傳輸與控制系統(tǒng)。其功能主要包括通過通信系統(tǒng)，實現(xiàn)對列車運行、?？恳约罢{(diào)度等運營指令的傳輸和控制。以及通過通信系統(tǒng)，實現(xiàn)對軌道交通設(shè)備、列車運行狀態(tài)等的監(jiān)測和預(yù)警，確保運行安全。還能夠提供列車運行信息、乘客導(dǎo)航以及緊急通信等服務(wù)，進(jìn)一步提升乘客出行體驗。

1.2結(jié)構(gòu)和組成

城市軌道交通通信系統(tǒng)一般由以下組成部分構(gòu)成，首先是軌道交通綜合監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)監(jiān)測和控制軌道交通的運行和安全，包括列車運行狀態(tài)、站點情況等。

之后是信號與通信設(shè)備，包括列車間通信設(shè)備、車載通信設(shè)備、站場通信設(shè)備等，用于傳輸各種指令和信息[1]。同時，還有無線通信網(wǎng)絡(luò)，用于提供運營指揮控制和乘客服務(wù)所需的通信傳輸能力。最后是數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，進(jìn)一步生成運營指揮所需的信息和報告。

1.3作用和重要性

城市軌道交通通信系統(tǒng)在城市交通運輸中起著重要的作用，通過通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)運營指令的快速傳輸，提高列車調(diào)度的準(zhǔn)確性和效率。通過監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)，也能夠通過實時掌握軌道交通設(shè)備和列車運行情況，及時發(fā)現(xiàn)并解決安全隱患，進(jìn)一步提升列車的安全性[2]。此外，通過通信系統(tǒng)提供實時列車運行信息、方便的乘客導(dǎo)航和緊急通信服務(wù)，能夠大幅度提高乘客出行體驗。通信系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集和分析也能為城市交通規(guī)劃提供有關(guān)列車運行情況和乘客需求的數(shù)據(jù)支持，為城市交通發(fā)展提供具體參考依據(jù)。

2?UPS的作用和原理

2.1?UPS的定義和作用

UPS（Uninterruptible?Power?Supply）即不間斷電源，是一種提供穩(wěn)定電力供應(yīng)的設(shè)備。其主要作用是在主電源供電中斷或電壓異常時，立即切換到備用電源，保證被供電設(shè)備持續(xù)供電，進(jìn)而能夠避免因電力波動或停電而造成的設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)丟失等問題。

2.2?UPS的工作原理

UPS主要由電池模塊、穩(wěn)壓器、逆變器以及控制電路等組成。其基本工作原理如下，當(dāng)主電源正常供電時，穩(wěn)壓器對電源進(jìn)行穩(wěn)壓處理，并將電能供應(yīng)給被供電設(shè)備，同時通過電池充電器對電池組進(jìn)行充電[2]。而當(dāng)主電源中斷或電壓異常時，控制電路監(jiān)測到主電源狀態(tài)改變后會迅速切斷主電源的輸出，同時控制逆變器啟動。同時，逆變器將電池組中的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能，通過穩(wěn)壓器對輸出的交流電進(jìn)行穩(wěn)壓處理，并將電能供應(yīng)給被供電設(shè)備，保持設(shè)備正常運行。當(dāng)主電源恢復(fù)正常時，UPS將自動切換回主電源供電，同時逆變器停止工作，電池組重新充電。

2.3?UPS在城市軌道交通通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

在城市軌道交通通信系統(tǒng)中，UPS起到了重要的作用。具體應(yīng)用包括，通過為通信設(shè)備提供持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)，能夠防止電力故障對通信系統(tǒng)造成影響，進(jìn)而能夠確保通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[3]。在電力中斷或異常情況下，UPS能夠通過保持通信設(shè)備的電力供應(yīng)，避免其數(shù)據(jù)丟失或損壞，為數(shù)據(jù)的保護(hù)和恢復(fù)提供了保障。最后，UPS通過監(jiān)測電力狀態(tài)和電池狀況，能夠及時發(fā)現(xiàn)電力故障情況，并通過報警通知或自動切換等方式保護(hù)通信設(shè)備免受電力故障影響。

3UPS故障分析與解決方法

3.1?UPS故障分類

UPS故障可以分為多種類型，常見的故障分類包括，輸入故障、輸出故障、電池故障、運行故障以及通信故障等（如表1所示）。

3.2常見故障原因與分析

3.2.1輸入電壓問題

城市電網(wǎng)供電不穩(wěn)定：經(jīng)常性電壓波動或電壓劇烈抖動可能導(dǎo)致UPS感應(yīng)到不穩(wěn)定的輸入電壓問題。電網(wǎng)的電磁干擾、諧波擾動或高頻干擾也會對UPS輸入電壓產(chǎn)生影響。另外，電網(wǎng)瞬態(tài)過電壓或過電流產(chǎn)生的短暫電壓或電流峰值可能對UPS產(chǎn)生不利影響。

3.2.2輸出電壓問題

首先，負(fù)載電流突變，負(fù)載突然增加或減少可能使UPS輸出電壓超出額定范圍。其次，斷路器故障，電路故障、短路等問題會導(dǎo)致UPS的斷路器跳閘，進(jìn)而會出現(xiàn)輸出電壓故障。此外還有輸出電壓調(diào)節(jié)器故障，電壓調(diào)節(jié)裝置失靈可能導(dǎo)致輸出電壓波動或超出設(shè)定范圍[3]。

3.2.3電池問題

電池老化主要是因為長期使用導(dǎo)致電池性能下降、容量減少，不能提供足夠的電能儲備。過度放電是指長時間持續(xù)用電、斷電或長時間未連接到電源可能導(dǎo)致電池過度放電。此外，電池連接故障是指電池連接松動、接觸不良或腐蝕等，導(dǎo)致UPS無法正確讀取電池狀態(tài)。

3.2.4系統(tǒng)問題

首先，UPS控制器故障，UPS主控制器故障可能導(dǎo)致UPS無法正常工作甚至完全失去控制。其次，軟件故障，UPS控制軟件或操作系統(tǒng)出錯可能導(dǎo)致UPS工作異常。最后，傳感器故障，傳感器讀取、傳輸或解釋錯誤可能導(dǎo)致UPS無法準(zhǔn)確監(jiān)測或響應(yīng)電壓或電流。

3.2.5外部故障

傳感器接線不良、接觸不良或斷開可能導(dǎo)致UPS無法準(zhǔn)確讀取環(huán)境變量。另外，線路短路、開路、斷線或接觸不良也會導(dǎo)致UPS輸入或輸出電壓問題。最后，線路短路或設(shè)備短路可能導(dǎo)致UPS輸出電壓突然降低或完全失去輸出。

3.3解決方法

3.3.1輸入電壓問題解決方法

安裝穩(wěn)定的電源設(shè)備和線路，盡量減少城市電網(wǎng)電壓問題和干擾；安裝電網(wǎng)濾波器或穩(wěn)壓器，減少電網(wǎng)的電磁干擾、諧波擾動或高頻干擾；安裝過電壓保護(hù)器或過電流保護(hù)器，及時限制和保護(hù)UPS電路免受瞬態(tài)過電壓或過電流侵害[4]。

3.3.2輸出電壓問題解決方法

安裝負(fù)載穩(wěn)定器或電流調(diào)節(jié)裝置，控制負(fù)載電流的突變，保持輸出穩(wěn)定；定期檢查并維護(hù)斷路器，確保其正常工作，并及時更換損壞的斷路器；定期檢查和校準(zhǔn)輸出電壓調(diào)節(jié)器，確保其功能正常，輸出電壓在設(shè)定范圍內(nèi)。

3.3.3電池問題解決方法

定期檢測和維護(hù)UPS電池，包括電池容量測試、電池連接檢查和定期更換老化電池；控制UPS的使用時間，避免過度放電，定期進(jìn)行電池充電以保持電量充足；檢查和緊固電池連接器，確保連接的良好與穩(wěn)定。

3.3.4系統(tǒng)問題解決方法

定期檢查和維護(hù)UPS控制器、軟件和傳感器，確保其功能正常，并及時更新軟件和固件；定期進(jìn)行UPS系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)，如清潔UPS設(shè)備、檢查電路連接等，確保系統(tǒng)可靠運行；定期備份UPS系統(tǒng)的配置和數(shù)據(jù)，以防止系統(tǒng)故障時丟失重要信息。

3.3.5外部故障解決方法

定期檢查傳感器連接和線路連接，確保其穩(wěn)定良好；對于傳感器連接故障，進(jìn)行檢查和修復(fù)，確保傳感器能夠正常傳輸數(shù)據(jù)；對于線路故障，進(jìn)行線路巡檢，找出問題并修復(fù)[4]。確保UPS輸入和輸出的電路連接正常；在安裝UPS時，確保線路連接正確，避免短路和接觸不良等問題。

4?UPS維護(hù)管理

城市軌道交通通信系統(tǒng)中UPS的維護(hù)管理是確保UPS系統(tǒng)穩(wěn)定運行和延長設(shè)備壽命的關(guān)鍵步驟。

4.1定期巡視和維護(hù)

對UPS設(shè)備進(jìn)行定期的巡視，檢查是否有異?，F(xiàn)象或損壞。同時清潔UPS設(shè)備的內(nèi)部和外部，包括散熱器、風(fēng)扇、連接器等。定期檢查UPS設(shè)備的電源線路和接線端子，確保連接牢固無松動及腐蝕[5]。同時檢查并清除UPS設(shè)備周圍的灰塵和雜物，以保持通風(fēng)良好。

4.2UPS電池管理

定期檢查UPS電池的狀態(tài)，包括電池電壓、電流和容量。對電池進(jìn)行定期充電和放電，以防止過度放電和電池老化。同時檢測電池的內(nèi)阻和泄漏電流，以便能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行維修或更換。

4.3定期測試和校準(zhǔn)

定期進(jìn)行UPS系統(tǒng)的功能測試，包括手動和自動切換測試、輸出電壓和頻率測試等，以便能夠確保UPS的正常工作。最后，校準(zhǔn)UPS系統(tǒng)的參數(shù)和設(shè)置，包括輸出電壓調(diào)節(jié)范圍、電池充電電壓等，以確保其與實際需要一致。

4.4UPS運行記錄

建立UPS設(shè)備的運行記錄，記錄關(guān)鍵參數(shù)和事件，包括輸入電壓波動、輸出電壓不穩(wěn)定等。同時進(jìn)行故障記錄和分析，以便能夠及時解決故障并預(yù)防未來類似故障的再次發(fā)生。

4.5定期維護(hù)合同

與UPS供應(yīng)商或維護(hù)服務(wù)公司簽訂定期維護(hù)合同，確保UPS設(shè)備得到定期的專業(yè)維護(hù)和檢修。根據(jù)合同約定，進(jìn)行定期維護(hù)服務(wù)，包括設(shè)備檢查、部件更換、軟件升級等。

4.6應(yīng)急預(yù)案和備份

制定針對UPS設(shè)備故障的應(yīng)急預(yù)案，包括操作流程、備用設(shè)備安排等，以減少故障對系統(tǒng)運行的影響。同時定期備份UPS設(shè)備的配置和數(shù)據(jù)，以防止數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)恢復(fù)困難[5]。

通過以上措施，可以確保UPS設(shè)備在城市軌道交通通信系統(tǒng)中的穩(wěn)定運行和可靠性，以保障系統(tǒng)的正常運行和通信信號的穩(wěn)定傳輸。同時，定期的維護(hù)和管理也可以減少意外故障的發(fā)生并延長設(shè)備的使用壽命。

5結(jié)語

綜上所述，在城市軌道交通通信系統(tǒng)中，為解決UPS故障，需要針對各類故障原因采取相應(yīng)的措施和應(yīng)急措施。另外，進(jìn)行UPS的維護(hù)管理也是確保設(shè)備穩(wěn)定運行和延長壽命的關(guān)鍵，包括巡視維護(hù)、電池管理、測試校準(zhǔn)、運行記錄和定期維護(hù)合同等。通過以上措施，可以保證UPS設(shè)備在城市軌道交通通信系統(tǒng)中的穩(wěn)定運行，也能確保通信系統(tǒng)的正常運行和數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

參考文獻(xiàn)

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