野外無人站點UPS供電系統的維護及維修

張鈞琪 林景枝 程楠 張諾男 盧勇杰 徐 丹 趙祖虎

摘要：隨著科學技術的發展，地震監測工作自人工模擬時代跨越到數字化信息時代，工作中越來越離不開數字化地震設備及互聯網的應用。野外無人站點的地震專業設備要正常工作，就需要穩定的電源支持，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據的連續率，并對預報分析工作造成很大的影響，甚至導致專業儀器的供電系統的損壞。為了保障各類系統正常穩定的運行，在電力供應系統中使用不間斷供電系統，即UPS系統。UPS系統可以在電力供應突然中斷的情況下提供暫時性的穩定電源，保證整個電力供應系統的正常穩定運行，保證計算機系統的正常穩定運行。本文以野外環境中的無人站點UPS供電系統為主要的研究對象，對UPS供電系統中可能出現的故障進行分析，并且針對野外無人站點的UPS供電系統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供電系統維護維修的實際操作提供一定的理論支持。

關鍵詞：野外無人站點;UPS供電系統;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系統是一種新型的電力供應系統，已經廣泛應用于很多的電力系統中。UPS供電系統的理論研究開始于20世紀60年代，到現在已經發展了幾十年，并且在某些方面的應用已經獲得了重大的進展。UPS系統不斷的進步和發展，演化出了很多的種類，根據供電系統的工作原理可以把UPS供電系統分為動態式UPS供電系統和靜態式UPS供電系統，其中靜態式UPS系統又可以分為后備式靜態UPS供電系統和在線式靜態UPS供電系統，而在線式靜態UPS供電系統又可以分為互動在線式UPS供電系統、雙變換在線式UPS供電系統和雙逆變電補償在線式UPS供電系統三種。時代不斷發展，技術不斷進步，UPS供電系統朝著區域網絡化、智能化、數字化、智能化、大容量單級冗余化發展，并且UPS供電系統的實時性和安全性也得到了加強。

1野外無人站點USP供電系統故障分析

1.1 UPS系統電阻器失效

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

1.2 UPS系統電容器失效

UPS供電系統中電容器失效的現象主要是電容被擊穿、開路、參數退化以及電容內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生開路現象，進而導致電容器出現失效的情況。UPS供電系統中電容器被擊穿主要是由電容器內部電解質溶液的問題而引起的，比如電容器的電解質溶液因為時間太久了而老化失效了或者是因為電容器內部電解質溶液存在雜質導致電容器失效，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導致電容器內部的電解質溶液的分子構造發生了變化從而導致電容器在使用過程中發生電容器擊穿現象。

1.3 UPS系統繼電器模塊失效

有三種情況表明UPS供電系統繼電器模塊失效了：第一種情況是UPS供電系統繼電器中的繼電器線圈短路或者斷路導致繼電器模塊失效，或者是因為繼電器線圈短路或斷路導致繼電器的驅動三極管損壞從而導致繼電器模塊失效;第二種情況是UPS供電系統的繼電器驅動端的三極管出現了短路現象，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，所以繼電器是一直通電的，所以繼電器就容易發生失效現象;第三種情況是UPS供電系統中的繼電器接觸點接觸不良導致繼電器發生故障，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供電系統維護和維修的注意事項

2.1維護的注意事項

根據UPS供電系統的日常維護工作經驗，UPS供電系統的維護要注意以下幾個方面：

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

2）在UPS供電系統運行和維護過程中盡量降低UPS供電系統的開關頻率，過于頻繁的開關UPS供電系統會導致UPS供電系統中產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供電系統產生電力沖擊，就可能對UPS供電系統的一些零件造成損壞，從而影響整個UPS供電系統的正常運行。

3）UPS供電系統在市電環境下工作時，電源綠色指示燈亮起時，如果供電系統內電壓低于170伏或者是發生電路短路，UPS供電系統就會自動轉換為逆變器的工作方式，這個時候，UPS供電系統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出警報，隨著時間的推移，UPS供電系統中電池的電壓就會降低，警報越激烈，催促工作人員關機。這時，工作人員發覺了警報，就要立刻關機，查找故障以及故障原因，不然UPS供電系統的蓄電池就會遭到損傷。

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

5）UPS供電系統一次性滿負荷放電完畢之后，要根據UPS供電系統的使用要求一次性充電8小時以上，以此來確保下一次UPS供電系統逆變供電工作的正常運行。

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

2.2維修的注意事項

因為UPS供電系統是使用強電，在對UPS供電系統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供電系統進行電源保險維修的時候，一定要把UPS供電系統的電源斷開，UPS供電系統的電源開關只是控制低電的，只關掉開關不能斷開強電，所以要拔掉電源插頭。

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

3野外無人站點UPS供電系統的維修和維護

對UPS供電系統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為UPS供電系統的電源開關打開之后，UPS供電系統就處于逆變供電轉態，不能轉換為市電供電狀態，這是因為UPS供電系統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致的結果是一致的，所以UPS供電系統就以逆變的狀態供電。發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，不用打開供電系統的外殼，只要打開供電系統設備的保險管座，取下損壞的保險管，換上一個同樣規格的新保險管，在這一過程中，必須拔掉供電系統的電源插頭。

3.2 電源保險管損壞

UPS供電系統內蓄電池的過度放電也是很常見的維護維修工作。標準的UPS供電系統中都會設置一個蓄電池過度放電保護電路，當蓄電池內的電壓降低到9伏時就會自動停止放電以保護蓄電池。但是有廠家為了節省成本而不設置這一保護電路，這聚會導致蓄電池過度放電，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儲電能力。正常情況下蓄電池充電，正常運行狀態下的UPS供電系統只要處于市電穩壓狀態，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供應系統處于市電狀態下，也不能正常充電。因為蓄電池本身就控制供電系統的電源供應，蓄電池沒電或者是損壞了，UPS供電系統都不能進入正常的工作狀態。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，等UPS供電系統進入正常供電狀態之后，保持UPS供電系統開機狀態，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內部;另一種方法是在過度放電的蓄電池上并聯一個新的蓄電池或者并聯一個穩定電壓的電源，等UPS供電系統開機進入正常狀態之后再把并聯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供電系統是因為電壓問題而損壞，那么UPS供電系統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，就會導致兩根電路直接相連導致短路，也就會使得電源保險管損壞。出現了壓敏電阻燒壞現象，就要及時更換壓敏電阻，一般來說，UPS供電系統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結束語

綜上所述，本文以野外無人站點環境下的UPS供電系統為主要的研究對象，分析了UPS供電系統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供電系統的維護和維修進行了仔細研究，對完善UPS供電系統維護維修理論具有重大的意義，也希望能給UPS供電系統維護維修的實際操作提供一定的借鑒意義。

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