广播电视播出机房UPS的养护研究

张 谦

（陕西广电网络传媒（集团）股份有限公司 西安分公司，陕西 西安 710000）

1 UPS的基本概念、结构组成、工作原理

1.1 基本概念

不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）是一种能不间断提供电能的电源，供电具有持续性和稳定性高的特点，适用于广播电视播出等不间断供电场景。UPS除具有供电稳定性优势外，还具有防止市政电路故障影响的作用，即UPS为内部电源，需与市政电路连接获得电能进行供电。UPS的应用方式与其他不间断电源基本相同，但其他电源会受到市政电路短路等异常的影响，导致电源内的电能受到干扰无法稳定供电。UPS能够净化受干扰的市政电能，且可与信息技术紧密结合，在信息技术支持下广泛用于广播电视播出机房的各个环节，支撑信息采集、传输以及处理等多项功能运作，具有其他不间断电源无法比拟的优势[1]。

UPS具有稳压作用。根据电力专业理论，在无外力干预的情况下，传输过程中不可避免会发生电压波动，影响电流质量。例如，电压过高会导致电流过大、高温等，使得电力设备被烧坏甚至引发火灾，此时可使用整流器进行稳压。UPS自带整流器，结合其他组件，能有效保持电压稳定，有助于广播电视播出机房运作的整体稳定与安全。

1.2 结构组成

UPS分为主机与蓄电池2个部分。主机可分为整流器、逆变器以及静态开关等。蓄电池由若干电池串联组成的，在UPS系统中起到储存作用。UPS主机部分的整流器将输入的交流电转换为直流电，满足供电需求。逆变器将直流电转换为交流电。静态开关是一种并联开关，负责开关控制UPS。主机部分是实现UPS各项功能的关键。UPS的稳压作用不完全取决于整流器，而是以整流器为核心，与市政电路、蓄电池以及逆变器连接，将前者电流提供给后者弥补电压压差或将后者过多的电流对外输出消除电压压差。

1.3 工作原理

UPS可以视作数字与模拟电路、自动控制逆变器以及储能设备于一体的电源系统。开机后，逆变器不会发生中断。市政电能供电正常的情况下，UPS能够通过逆变器获得负载，同时储能部分不断充电，从而实现不间断供电。若市政电能供电异常，那么通过静态开关将电源切断，排除故障电源，转而使用现储备的电能进行供电，使逆变器代替市电进行电能输出[2]。UPS的运作模式根据市政供电状态调整，在市政供电和内部储能供电2种状态下切换。因为切换过程中逆变器不停运，所以可以实现不间断供电。

2 UPS养护工作的内容、工作方法及注意事项

UPS养护工作复杂，应该根据具体情况采取不同的方法，同时注意相关事项，以保障整体养护质量。

2.1 UPS养护工作的主要内容

若UPS发生故障，需要尽可能规避故障对电视播出造成影响。因此，做好UPS养护工作非常重要。一方面，日常养护，包括日常检查和清洁等。另一方面，故障养护，包括故障诊断、故障处理、故障预防及故障处理后的状态测试等；各项工作内容均是做好UPS养护工作的关键，工作人员应当认真对待[3]。

2.2 UPS养护工作的工作方法

2.2.1 日常养护工作方法

在不同广播电视组织内，UPS日常养护工作的具体内容及方法存在一定差别，但部分内容及方法是固定的。第一，检查UPS的双电源切换箱和指示灯。检查以肉眼观察为主，如开启信号灯进行观察，时长建议不少于1 min。如果信号灯常亮且亮度稳定，则代表信号灯正常；相反，如果出现不亮、闪灭以及亮度衰减等现象，则代表信号灯存在故障。此时要检查信号灯本身及相关线路，确认问题原因并进行处理。第二，无论UPS是否存在其他方面的故障，检查中应重视电源的所有元件、设备以及线路，重点观察检查对象是否存在松脱、烧焦以及异常振动等问题，通过肉眼观察的方法直接实施。第三，检查UPS的散热孔。由于散热孔检查存在难度，依靠肉眼观察很难准确判断故障情况，有可能导致UPS散热孔堵塞，电源温度升高，导致其他组件受到不可逆的影响。即使无故障出现，UPS散热孔异常也会极大缩短UPS的使用寿命[4]。关于UPS散热孔的检查方法，除通过肉眼观察等类似方法进行表面检查外，还可使用照明工具或者吹风工具进行检查，但不建议使用硬物伸入散热孔，以免造成损伤。第四，检查备用线路和电源，测试双电源转换箱，启动转换线，观察其是否能顺利转入备用线路。若不能，则代表UPS的备用蓄电池组存在异常；反之，则代表正常。采用电压检查仪器检查输出电压，判断UPS是否能继续保障电压稳定。第五，日常启动UPS进行检测，启动时要求先断开所有负载，等待UPS正常启动后接通负载，检查主机参数是否存在异常，若无异常则进行记录，相反则按照上次记录数据调整主机参数。检测启动状态下UPS蓄电池组的电流与电压，尽可能让两者数值处于合理区间的中间值，并保持稳定状态[5]。第六，如果广电组织为UPS配置了外接发电机，那么也要对发电机进行日常养护。通常先开启发电机，判断其输出电压的波形、频率以及幅度是否稳定且符合UPS输入电压要求，并在发生异常时第一时间给予处理。第七，工作人员应当每日对UPS进行清洁。清洁方式多种多样且比较简单，对象主要包括蓄电池、散热孔内外、指示灯外壳以及仪表盘等。

2.2.2 故障养护

UPS使用时难免发生故障，导致UPS无法正常工作，因此需要通过故障养护工作来规避或消除故障对UPS的影响。UPS故障养护工作的主要目标有3个。首先，及时处理早期故障。由于UPS故障类型众多，其中有相当一部分故障从形成到造成实质影响，需要经过一个相对长的过程，导致早期故障特征不明显且不会造成实质影响。若能在早期找到故障并进行养护，能逐渐消除故障，延长电源使用寿命。其次，故障处理。面对已经造成实质影响的故障，工作人员需要在养护工作中尽快解决故障，以便开展其他养护工作。最后，故障处理后的养护。故障的持续发展会对UPS造成实质影响，因此需要及时进行维修处理。但是，维修处理后并不代表同类型故障不会再次发生。因此，维修后的UPS需要定期进行养护，延长UPS的使用寿命[6]。

关于UPS故障养护的方法，不同目标的方法各不相同。一方面，早期故障养护的关键在于“早发现、早处理”，因此工作人员理应定期检查UPS故障，重点对UPS常见故障点如逆变器和双电源切换箱等进行检查，同时注意周边环境中是否存在引发UPS故障的因素，根据因素影响机制针对性检查UPS。假设周边环境温度很高，有可能导致UPS的元件或线路烧毁，因此要对元件和线路进行特定检查。通过早期故障检查，工作人员可知UPS的大体状态。部分UPS依旧能继续运作但其已经接近临界点，本身存在许多故障隐患，继续使用有可能对广播电视播出造成影响，此时需及时更换新的UPS。若条件有限，则使用专业技术手段排除当前故障隐患，尽可能在隐患爆发前消除隐患。另一方面，故障处理。工作人员应当定期测试UPS，定期启动UPS运行一段时间，每次时长不建议低于5 min。过程中通过肉眼观察和仪器检查等方式判断UPS是否存在实质性故障。

为做好UPS故障处理工作，工作人员需要充分了解UPS常见故障特征，以便进行诊断与处理。第一，双电源切换箱冒烟，代表切换箱内部温度过高。此时，内部设备、元件以及线路均有可能已经烧毁或受损，应当及时切断电源，使用仪器设备找出所有受损点与故障发生点进行维修或直接更换。第二，检查时要确认电源是否能够自动正常切换，若无法正常切换，存在拒动和迟动等问题，则需确认交流接触器是否损坏。若情况属实，则需第一时间切开断路器和工作电源，手动切换至备用电源，然后维修或更换交流接触器[7]。第三，采用专业仪器检测交流接触器的电流和温度，若电流或温度超标，则代表交流接触器受损。在不能确认具体故障类型、位置以及程度的情况下，需要进行深入检测，也可以直接更换交流接触器。因为交流接触器在电流和温度异常情况下产生的故障比较复杂，甚至会超出UPS系统范畴，所以没有太多维修价值，一般更建议直接更换。第四，检测UPS备用蓄电池组，若蓄电池组无法充电，则代表其出现故障。引起故障的原因是电压过低或线路异常，需根据当前电压进行诊断（若电压低于标准区间，代表故障是因电压过低引起的；相反，若电压正常，则代表故障原因是线路异常）。如果确认是电压过低引起的故障，则通过稳压器进行处理。如果是线路异常，则代表蓄电池组寿命已达极限，应立即更换。第五，观察UPS面板，如果面板内容显示异常，则代表电源当前并不处于工作状态。此时重启电源，若情况未发生变化，代表UPS出现故障。故障原因普遍是市政电路输入保险丝异常，建议直接更换保险丝。

2.3 UPS养护工作的注意事项

UPS养护工作内容复杂且要求较高，很容易发生质量问题。例如，工作人员操作不当不仅会忽略某些养护目标，而且可能加大UPS故障率和损耗率。为避免发生此类问题，工作人员需注意相关事项。

首先，应当强调UPS使用标准，即UPS应当放置在通风良好的环境，以便散热。周边温度建议为25 ℃±5 ℃，保持水平稳定状态。工作人员对UPS进行养护时应当检查其当前状况，及时处理发现的问题。例如，日常查看室内温度传感器读数，判断温度是否符合UPS使用要求，若不符合则启用温控设备进行调节。

其次，UPS养护工作中，工作人员需要使用专业仪器设备进行检测。仪器设备的检测结果会对养护工作质量造成影响，即假设仪器设备本身存在异常，无法准确检测UPS的电压、电流以及周边温度，将导致工作人员对实际情况作出误判，降低养护工作质量[8]。为避免这一情况的发生，工作人员应当配备主用仪器设备和备用仪器设备，平日工作使用主用设备。每次使用前对主用设备进行准确度等方面的校核，发现异常则更换为备用设备。此外，需要注意主用仪器设备和备用仪器设备的养护。

最后，UPS养护工作中应当重视物理层面对UPS各部件的影响。以蓄电池为例，它可能在长期使用中受物理因素影响出现外壳破损现象，此时必须更换蓄电池。为尽可能避免该现象发生，养护工作中应尽可能将蓄电池放在稳定封闭环境中，避免外部物理因素与其接触，并进行日常养护，观察蓄电池外壳是否破损和是否存在漏液等问题。此外，需要对蓄电池进行放电养护，即市政电路输入正常的条件下，建议5个月左右进行1次放电养护。放电要求彻底，通过UPS关机与否进行判断，放电后再进行充电，每次充电时间不能低于12 h，有助于蓄电池保持活性，有效延长使用寿命[9]。放电前对电池组进行均衡充电，确保组内所有电池的储电量尽可能持平。如果电池组内蓄电池当前储电量不同，那么对于部分蓄电池而言，放电时间可能会过长，导致蓄电池活性受损；相反，如果电池组内蓄电池当前储电量不同，也有可能导致放电时间过短，不符合彻底放电要求。因此，均衡充电是放电养护的必要前提，工作人员应当重视。

如果广电组织不常使用UPS，工作人员也要5个月左右对其进行1次充电。此外，除尘前要求检查UPS连接件和插件等，确保相关目标稳固后再进行除尘操作。

3 结 论

UPS是广播电视播出机房中的常用电源，直接关系电视播出的整个过程，若出现问题，则可能导致电视播出中断或断续，甚至无法按时播出。因此，做好UPS养护工作对广电组织非常重要，可有效提高播出机房运作稳定性。