通信設(shè)備UPS的維護保養(yǎng)及其發(fā)展趨勢

【摘要】本文介紹了UPS蓄電池原理、維護保養(yǎng)的正確方法及UPS的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】UPS蓄電池UPS維護

目前，大多數(shù)通信設(shè)備的UPS電源采用的是密封免維護鉛酸蓄電池。以其高性能、長壽命、無污染、免維護、安全可靠的卓越性能，維護工作量甚少，但絕不是無需維護保養(yǎng)。所謂的免維護只不過免去了添加蒸餾水和調(diào)整電解液液面的項目，并非免去一切維護工作。如果對蓄電池維護不到位，很難使UPS的可靠性得到保證，所以做好UPS中蓄電池的維護變得尤為重要。

一、UPS蓄電池原理

鉛酸蓄電池的正極材料為二氧化鉛（PbO2），負極材料為鉛（Pb），電解液為硫酸溶液。當(dāng)用直流電源對鉛酸蓄電池充電時，正極上發(fā)生氧化反應(yīng)：

PbSO4+2H2O→PbO2+4H++SO4+2e

負極上發(fā)生還原反應(yīng)：

PbSO4+2e→Pb+SO-4

隨著充電的不斷進行，正極不斷釋放電子，電位越來越正；負極不斷積累電子，電位越來越負；蓄電池逐漸充電，將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能而貯存在蓄電池內(nèi)。

放電的反應(yīng)過程與充電的反應(yīng)過程相反，隨著放電的不斷進行，正極不斷積累電子，電位越來越低，負極不斷釋放電子，電位越來越高；蓄電池逐漸放電，將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能而釋放給負載。

二、正確維護鉛酸蓄電池

蓄電池的日常維護包括如下內(nèi)容：（1）蓄電池應(yīng)放置在干燥通風(fēng)、遠離熱源的地方并保持安全距離。蓄電池放置最佳環(huán)境溫度應(yīng)在10～20℃的范圍內(nèi)。（2）正確使用具有穩(wěn)壓限流功能的充電設(shè)備，確保蓄電池有較長的使用壽命。充電設(shè)備的穩(wěn)壓值必須保持在±2 %之間，才能滿足負載正常變化時電池的充電要求。（3）每6個月檢查一次蓄電池的導(dǎo)線、螺栓連接處是否牢靠，有無銹蝕的現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)螺栓松動，接頭腐蝕應(yīng)及時擰緊和清潔。（4）要做到周測量、季小檢、年大檢，確保蓄電池的正常運行。

三、UPS蓄電池的保養(yǎng)

只有做到日常管理的細致和規(guī)范性，UPS才能保持良好的運行狀況，從而延長使用年限。

（1）UPS電源在初次使用或長時間沒有使用后重新啟用時，要接入市電對UPS蓄電池進行補充充電。待蓄電池容量達到飽和后方可投入正常使用。（2）適當(dāng)?shù)姆烹姡兄谛铍姵氐募せ睿玳L期不停市電，每隔3個月應(yīng)人為斷掉市電用UPS帶負載放電一次，這樣可以延長蓄電池的使用壽命。（3）要給UPS蓄電池帶合適的負載，盡量避免蓄電池過度輕載或超載運行。一般情況下，UPS的輸出負載控制在60%～80%，可靠性最高。（4）及時更換廢/壞蓄電池。更換新的蓄電池時，應(yīng)該力求購買同廠家同型號的蓄電池，禁止不同規(guī)格的蓄電池混合使用。

四、UPS的發(fā)展趨勢

隨著新技術(shù)在實踐中的逐步應(yīng)用，UPS的產(chǎn)品性能和技術(shù)水平都在不斷提高。在產(chǎn)品性能和技術(shù)水平上，正朝著數(shù)字化、高頻化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、綠色化、系統(tǒng)模塊化和冗余化的方向發(fā)展。

（1）數(shù)字化。近年來，隨著專用集成電路（ ASIC）、現(xiàn)場可編程邏輯器（FPGA）及數(shù)字信號處理器（DSP）技術(shù)的發(fā)展，UPS的控制逐漸由模擬控制轉(zhuǎn)而向數(shù)字控制方向發(fā)展，即數(shù)字化發(fā)展。其一方面是輸入電流的正弦化，并與市電電壓相同。它實現(xiàn)了高輸入功率因數(shù)（PF約為1），消除了對市電的諧波污染，明顯降低了運行成本，達到了環(huán)保目的。UPS數(shù)字化技術(shù)，為用戶提供了便捷的設(shè)計與制造功能，易于使用、安裝和維護操作。（2）高頻化。變壓器、電感以及電容是UPS中使用最多的一些電力器件。理論分析和實踐經(jīng)驗表明，電氣產(chǎn)品如，變壓器、電感和電容，其體積重量與供電頻率的平方根成反比。銅鐵鋁等金屬原材料的價格走勢不斷上漲，這將促使UPS內(nèi)銅鐵器件的大幅縮減，取而代之的是使用高頻化器件代替工頻器件，既縮小了體積，又節(jié)約了原材料，從而控制了成本。（3）智能化。所謂智能化UPS，是指在UPS的主機輸出端增設(shè)通訊接口或網(wǎng)卡，利用這些通訊接口經(jīng)過專門的通訊線同計算機服務(wù)器、路由器、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備上的相對應(yīng)的通訊接口相連。其主要包括系統(tǒng)的自動識別和控制、系統(tǒng)故障自診斷、蓄電池自動監(jiān)測管理等。UPS的智能化主要通過系統(tǒng)的控制軟件來實現(xiàn)，它是將UPS通過RS232等接口與PC機串口連接，并利用運行于PC機內(nèi)的監(jiān)控軟件來實現(xiàn)。它的基本過程是：PC機定時向UPS發(fā)送指令，UPS在規(guī)定的時間內(nèi)回饋參數(shù)信息，PC機進一步對UPS的運行狀態(tài)進行分析，完成UPS啟動或停止的控制，實現(xiàn)無人值守自動操作。（4）綠色化。由于現(xiàn)今各種電源裝置產(chǎn)生的諧波電流會嚴(yán)重污染電網(wǎng)，用戶對無污染的綠色電源裝置需求的呼聲越來越高。電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義：首先是顯著節(jié)電，這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就能減少對環(huán)境的污染；其次這些電源不能（或少）對電網(wǎng)產(chǎn)生污染。因此采用配置有輸入功率因數(shù)校正的高頻脈寬調(diào)制技術(shù)，采用這種技術(shù)的UPS輸入功率因數(shù)一般都可被提高到0.99以上，可使UPS電源的輸入電壓和輸入電流在幾乎同相位的條件下，其輸入電流波形也呈現(xiàn)為正弦波。這樣，就可在大大提高對電能利用率的同時，消除傳統(tǒng)的UPS電源對市電電網(wǎng)所產(chǎn)生的諧波干擾和污染，加強抗電磁干擾能力，降低輻射干擾，從而達到綠色無污染的UPS。