不間斷電源在廣播電視安全播出中的作用與維護保養措施

和慶菊

（作者單位：怒江州蘭坪縣融媒體中心）

不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）被廣泛應用在醫院、通信、航天等領域，在廣播電視安全播出中作用明顯，其特殊的電能儲存與轉換功能，使其成為應急保護系統中不可或缺的裝置之一。為保證廣播電視節目在市電中斷的情況下仍然可以正常播出，廣播電視臺需要安裝UPS電源，并且要做好日常的維護。從以往的設備管理經驗來看，人為操作失誤、意外事故（如雷擊）影響、設備自身老化等原因，都有可能導致UPS電源失效。因此，必須要定期開展UPS電源維護，確保安全隱患能夠第一時間被發現、處理，從而保障節目安全播出。

1 廣播電視安全播出中UPS電源的作用

1.1 調節電壓，維持電壓穩定

正常情況下，廣播電視臺機房設備由市電供電，這時UPS電源主要發揮穩壓功能。市電接入機房以后，首先通過UPS電源，并利用與UPS電源串聯的直流/交流逆變器，將交流電轉化成直流電，并進行穩壓處理[1]，其次在UPS電源的輸入端口處再連接一臺分線器，分別為機房內的其他設備供電。經過UPS電源處理并輸出的電壓，不僅可以滿足機房設備的正常工作需求，而且電壓波動較小，保證了電視節目的安全播出。除此之外，UPS電源還具有過載保護功能，其能夠利用內置的負載監測裝置，當實際載荷超過了額定載荷時，則可以自動跳到旁路狀態，這樣就能有效避免設備長期處于超負載狀態下運行而出現燒毀的情況。當負載恢復正常后，UPS電源也能自動轉回正常狀態，不影響廣播電視節目的正常播出。

1.2 作為電源，向設備供電

UPS電源的蓄電池組具有充電、放電功能。在市電向電視臺機房正常供電的情況下，如果UPS電源的蓄電池仍然有容量，則由市電向蓄電池充電，直到充滿為止，此時UPS電源只發揮穩壓功能。但是廣播電視臺運行過程中，可能會遇到一些意外因素（如設備老化故障、突然停電等），導致電力中斷。為了確保市電在斷電情況下電視節目仍然能夠正常播出，就需要發揮UPS電源的供電功能。在電力中斷的情況下，UPS電源的蓄電池組會將儲存的直流電釋放出來，同時借助于逆變器再將直流電轉化成交流電，并向機房內的電氣設備供電[2]。根據UPS電源蓄電池容量的不同，應急供電時間的長短也有差異。目前很多廣播電視臺的UPS電源使用大型的蓄電池組，可以做到應急供電24小時甚至是更長。等到市電重新恢復通電后，UPS電源又恢復穩壓功能，并且由市電為UPS電源的蓄電池組充電。

2 廣播電視臺做好UPS電源維護保養的必要性

進一步提升廣播電視臺機房的電源質量，最大限度降低停電事故對電視臺節目播出的影響，是融媒體時代提升電視臺競爭力的必要舉措。結合上文分析可知，UPS電源在平時有穩壓功能，在斷電時有應急供電功能，對保證廣播電視臺的安全播出有重要幫助。但是由于UPS電源的組成結構精密且復雜，加上運行環境差、維護不到位及材料老化等多種因素的共同影響，UPS電源在使用一段時間后有很大概率會出現質量問題，無法正常發揮穩壓作用和供電作用。因此，為切實保障廣播電視臺節目安全播出，必須要重視UPS電源的日常維護與定期保養。

3 UPS電源的維護保養措施

3.1 提供良好的UPS電源運行環境

運行環境是直接影響UPS電源使用壽命和供電質量的重要因素，因此在日常的維護保養中，需要重點加強環境管理，通過提供適宜UPS電源運行的環境，在延長其壽命的基礎上，保證穩定、持續供電，進而保障廣播電視節目安全播出。具體來說，又包括以下幾方面：

第一是維持環境溫度在合理區間。根據設備說明書，UPS電源的最佳運行溫度為20～25℃，溫度太低會導致電源的放電能力變差，無法保證穩定供電；相反，溫度太高又會加快電源內部組件老化，縮短其使用壽命。有研究表明，UPS電源工作環境溫度在超過30℃后，每升高10℃，則電池組的壽命減少20%～30%。以廣播電視臺普遍使用的密封鉛酸蓄電池為例，其設計壽命一般是6～8年，但是只有在理想條件下才能達到這一效果。因此，在UPS電源的日常維護中，應注意加強對環境溫度的調控，盡量使其維持在20～25℃。同時，還可以在UPS電源所在的機房內安裝溫度監測與調控裝置，感知機房內的實時溫度，如果溫度超過上限（30℃），則計算機自動發送指令啟動通風系統、制冷系統，使機房溫度降低，提供有利于UPS電源運行的理想環境[3]。

第二是定期清理灰塵。由于機房內環境比較干燥，空氣中懸浮的灰塵會在設備靜電吸附作用下，附著在電氣設備的表面。UPS電源在日常運行中也會釋放出大量的靜電，因此像UPS電池組表面及散熱風扇的葉片表面，極易吸附灰塵，影響其散熱性能。維護人員需要定期開展維修保養，及時清理設備表面附著的灰塵，在維護時還應注意觀察UPS電源的一些金屬組件有無生銹的情況，發現該情況時要及時采取除銹措施。

除了上述兩種環境管理措施外，像電磁干擾、振動等，也都是影響UPS電源穩定運行的常見因素，需要采取專項管理措施，提供理想運行環境，從而發揮UPS電源的穩定供電功能，保證廣播電視安全播出。

3.2 規范使用UPS電源設備

總結以往廣播電視臺UPS電源故障原因，可以發現不規范操作是導致UPS電源故障的主要因素。例如，現階段多數廣播電視臺機房都是采用市電雙回路供電，其優勢在于其中一路發生電氣故障后，可以由另一路繼續供電，而不影響廣播電視節目正常播出。但是，這種供電模式也有一定的不足，由于廣播電視臺機房長時間不間斷供電，UPS電源的蓄電池會長期處于浮充狀態，即只充電、不放電，這種情況會導致電池組的電能轉化和輸出能力下降，甚至當供電系統突然斷電后，UPS電源的蓄電池不能穩定、持續地放電，也就失去了應急供電的價值。針對這種情況，在日常的UPS電源維護中，應當定期對UPS電源做充放電處理。通常每個季度需要進行1次充放電，首先人為斷開市電，其次讓UPS電源的蓄電池組完全放電，之后再連通市電，為UPS電源的蓄電池組充電[4]。放電時間取決于蓄電池組的容量，一般控制在8～10小時。

另外，UPS電源在出廠前，其浮充電壓和放電電壓已經被制造商調試好，UPS電源被安裝到廣播電視臺的機房后，會以調試好的額定值運行。但是隨著廣播電視臺數字化建設的不斷推進，機房內各類電氣設備的數量不斷增加，機房電力系統的運行負載也會持續提升。這種情況下，UPS電源的供電能力與電氣設備的運行需求逐漸產生差距，在欠電壓的環境下部分電氣設備無法正常運行，從而影響電視節目的安全播出。對于此類情況，維護人員需要在日常維護中合理調節負載，一種措施是增加UPS電源中電池組的數量，從源頭上提高負載能力；另一種措施則是合理分配負載，如使用計算機控制接入電力系統中的設備數量，讓機房電力系統實際運行負載始終維持在UPS額定負載的60%～80%。這樣既可以提高電能利用率，又不會出現過度放電的情況，從而保障電視節目安全播出。

3.3 做好UPS電源的監測工作

無論是新安裝的、正處于磨合期的UPS電源，還是投入使用年限較長、有老化現象的UPS電源，都必須對其進行監測，隨時掌握UPS電源的運行狀況。在日常監測過程中如果遇到異常狀況需要做到及時處理，從而保證UPS電源穩定供電，保障節目安全播出。根據監測模式的不同，可以將UPS電源監測分成兩種形式，即在線監測和離線監測[5]。其中，在線監測又包括兩種技術：一種是在線放電監測，由于監測工作是在UPS電源并未發生故障的情況下進行的，如果盲目切斷市電，很有可能因為操作不當而影響整個廣播電視臺的電力終端，因此這種監測方式的應用具有局限性；另一種是在線不放電監測，該技術是分析蓄電池組內阻容量，判斷其當前實際容量是否達到出廠設計容量，然后決定對UPS電源的蓄電池組做充電或放電處理。相比之下，在線不放電監測可以隨時隨地進行，并且沒有太大的危險，可以作為UPS電源日常監測的方式。離線監測則是將UPS電源的電池組獨立于系統運行，然后使用測量儀器測定蓄電池的內阻參數、電池容量，根據測定結果，如果內阻明顯降低、電池容量明顯下降，則需要及時更換電池組。

現階段很多廣播電視臺配備的大中型UPS電源中，包含從幾個到上百個不等的蓄電池。根據日常監測結果，如果其中某臺電池組發生故障，或者存在性能大幅度下降、嚴重老化等問題，則應當及時更換新的電池組。在更換時，也要注意盡量選擇同一廠家生產的、同一型號的電池，禁止將不同類型、不同規格的電池混用。

3.4 做好UPS電源設備的防雷保護

雷擊也是導致UPS電源損壞的常見因素，特別是在夏季雷電天氣頻發的時候，應當重點采取防雷保護措施，確保UPS電源穩定供電。具體措施如下：首先是嚴格遵循《電子計算機機房設計規范》，確保廣播電視臺機房內部的防雷保護措施到位。例如，交流接地、直流接地及防雷接地，必須共用一組接地裝置；如果因機房內部空間限制必須分開接地的，也需要在兩地之間安裝等電位連接器。對于一些面積較大、設備較多的機房，還可以使用多級雷電防護措施。如果廣播電視臺機房使用的UPS電源帶有通信接口，在防雷保護中還應警惕雷電波沿著通信電纜經由通信接口進入到電源內部，因此需要在通信接口處增設一臺信號避雷器，達到保障UPS電源免受雷擊影響的效果。當然，現階段市面上避雷器的種類有很多，在選擇避雷設備時應優先考慮大品牌設備，并且避雷器應當支持凱文接線方式，從而減小引線上的感應電壓。

3.5 UPS電源使用中的其他注意事項

結合UPS電源特性及以往的設備管理經驗，除了做好上文所述的幾種維護保養措施外，還需要注意以下事項：

首先，UPS電源的輸出端不應增加電機、空調等帶有感性負載的設備，防止設備啟動時負載突然增加，影響UPS電源供電穩定性。同時，額定功率較大的電機在開機啟動時會占用過多的負載，此時機房內的其他電氣設備很有可能出現欠壓運行的情況，進而對廣播電視的安全播出造成不良影響。因此，從UPS輸出端口引出的總線，應當在經過分線器之后，直接連接機房內的各臺設備為其直接供電，從而保證電壓輸出穩定。需要注意的是，即便沒有感性負載設備，UPS電源的最大啟動負載也應當維持在額定負載的80%以內，原則上在30%～80%是比較合理的。如果長時間或者頻繁地出現超負載情況，可能會出現逆變管被擊穿的情況。因此，合理控制啟動負載也是廣播電視臺UPS電源使用中需要注意的事項之一。

其次，應當嚴格按照產品說明書進行操作，杜絕因為個人操作不規范而影響UPS電源正常使用的情況。例如，由UPS電源供電的各類機房電氣設備，其火線、零線、地線都要按照相關規范進行連接，禁止隨意更改順序。在機房設備的開機、關機時，如果需要同時操作多臺大功率設備，應當按照順序依次啟動或關停，這樣可以避免負載突然增加或突然減小對UPS電源產生沖擊，對保證UPS電源正常運行和延長其使用壽命有積極作用。

再次，正常情況下，廣播電視臺機房設備投入使用后需要持續運行，UPS電源也需要持續供電，但是在發生停電事件，或者是在定期的停電檢修中，需要關閉UPS電源。因此，除了有檢修任務或者是突發停電事件需要關閉UPS電源外，不宜頻繁地啟停UPS電源。另外，即便是常規檢修中需要關閉UPS電源，也必須在關閉后至少等待10秒，再執行啟動操作，一來可以保證UPS電源正常啟動，避免廣播電視臺機房設備出現既無市電輸出、又無逆變輸出的情況，二來也能減少頻繁啟停操作對UPS電源本身造成的損傷。

4 結語

UPS電源作為現階段廣播電視臺重要的電器設備之一，主要發揮了穩定電壓、不間斷供電的作用，成為保障電力中斷情況下電視節目依然可以正常播出的核心裝置。考慮到UPS電源在使用一段時間后，也容易因為環境因素、人為因素等出現故障，因此必須要落實好維護保養工作，讓UPS電源始終以良好狀態投入運行。電視臺方面要加強機房環境管理，通過調控機房溫度、濕度，定期除塵，為UPS電源運行提供良好環境。同時要養成規范操作的習慣，并對設備進行日常監測，特別是在夏季要做好防雷保護。只有綜合采取養護措施，才能使UPS電源的功能得以發揮，讓廣播電視節目得以順利播出。