UPS用于不同類型的敏感電子設備,如計算機、工作站、重要設施、通信系統(tǒng)、處理控制系統(tǒng)等。可防止因市電質(zhì)量差或市電中斷而給系統(tǒng)帶來的一系列問題。它的內(nèi)部除了冷卻風扇在轉(zhuǎn)動,其它元器件都是靜止的,日常的維護內(nèi)容非常少,只須保證環(huán)境清潔和冷卻。但在日常的使用過程中,卻屢屢出現(xiàn)UPS發(fā)生故障的現(xiàn)象,仔細分析故障原因,大部分是由維護者的人為因素造成的,稱之為人為故障。
所謂人為故障是由于操作、維護人員的誤操作、對故障現(xiàn)象的錯誤判斷以及所采取的不當措施或經(jīng)驗性臆斷等造成的故障。
UPS的人為故障大致可以分為知識性故障、操作性故障、延誤性故障、維護性故障、經(jīng)驗性故障、環(huán)境性故障等6類。
1 知識性故障
這類情況的出現(xiàn)主要是由于維護人員缺乏基本的理論知識所致。比如,有一臺新安裝的30kVAUPS向一臺設備供電,設備接好電源開機后發(fā)現(xiàn)該設備中一個電源模塊被燒壞。于是用戶認為是由于UPS的三相電壓“零點漂移”所致,并向UPS廠家提出交涉,要求馬上對設備進行檢查或更換并對損壞的設備進行賠償。既然用戶提出這樣一個既專業(yè)又嚴重的問題,廠家立即派技術人員對該UPS進行檢查。經(jīng)檢查,三相輸出電壓分別為220V、219V、219V,對稱性很好,零點并未漂移。經(jīng)仔細檢查分析,確認設備電源模塊的損壞是因為其質(zhì)量有問題,經(jīng)更換電源模塊后設備正常運行。
對于三相相電壓,一般來說其偏差<2%可以不計。目前,大多數(shù)UPS在三相負載100%不平衡時,都具有自動調(diào)節(jié)其電壓不平衡度<2%的能力。所謂三相負載100%不平衡,是指UPS的負載一相或兩相滿載,而另兩相或一相空載的情況。比如30kVA的UPS一相的滿載值是10kVA(即10kVA/220V=45A)。并不像有人理解的那樣:一相電流為1A,另一相為2A,就認為他們的不平衡度是50%,實際上不能這樣理解。反過來說,如果一相的電流為1A,另一相電流為零呢,豈不是他們的不平衡度也是100%了!從字面上理解似乎是對的,但定義并非如此。
又比如,有的用戶給UPS配置的是工作壽命為3~5年的電池,而環(huán)境溫度夏天經(jīng)常超過30℃,而且兩年多市電從未停過,開機后維護人員也從未對電池進行過核對性或容量測試性放電試驗,電池的運行狀況不得而知。偶遇市電停電,電池的放電時間不到額定時間的1/3UPS就關機了。于是用戶就向廠家發(fā)出了索賠通知,等廠家的維修工程師指出故障原因,出示了操作說明書上關于電池保養(yǎng)的有關內(nèi)容,并詳細分析了電池容量降低的原因后,用戶無法再提索賠要求,但這對廠家聲譽造成的影響卻是嚴重的。
還有的用戶誤解了UPS輸出短路保護功能,認為做短路試驗時只要將輸出端用一根短路線碰一碰就可以了。實際不然,這樣做對有的UPS可以,有的UPS就不行,這是什么原因呢?當UPS由逆變器供電時,對過載和短路的保護是通過切斷控制信號的方法使逆變器截止。逆變器采用晶體三極管或MOS管時,用這種方法效果較好,不奏效的時候也有,這主要是因為電流傳感器電路的反應時間太長,在控制信號被切斷前,功率管就已經(jīng)損壞了;在用IGBT作逆變器時,引起損壞的概率相對高一些,這是由于IGBT不可克服的缺點造成的,即IGBT的結(jié)構中寄生了一只晶閘管,它具有擎住電流效應,即一旦通過功率管的電流超過晶閘管的擎住電流時,這時即使取消了控制信號,IGBT照樣導通,一直到燒毀。因此,在沒有特別需要的情況下,盡量不要做這樣的短路試驗。
2 操作性故障
因為UPS所帶負載的重要性,為了保證UPS安全可靠地運行,各種產(chǎn)品都有自己的一套安全操作程序,并寫進說明書以供用戶參照執(zhí)行。但有個別維護人員卻對此不以為然,并不按照既定程序操作,而是按照自己的理解隨意操作,結(jié)果有時就出了問題;也有無意識的操作故障,比如,在維修或保養(yǎng)期間,因拆卸某一器件時不小心將臨近的器件碰壞而未發(fā)現(xiàn),開機加電時形成二次故障;在檢查故障時表筆誤將某兩點短路;連接外部電池時誤將正負極搞錯;有單節(jié)或幾節(jié)電池連接條未擰緊或電池開關未閉合,市電停電時電池放不出電而導致UPS停機;供電局進行線路改造或維修時將原來的相序搞錯,也會導致UPS無法啟動或切換失敗;UPS加電后忘記啟動逆變器,在市電斷電時同樣會導致停機;由于值班人員在機房內(nèi)亂放食物而招來老鼠,啃咬電纜或竄入機內(nèi)導致線纜或元器件之間的短路故障;無屏蔽的遠程信號電纜與交流線并行布線,由于耦合干擾而導致的故障等。
3 延誤性故障
由于維護人員的疏忽未及時發(fā)現(xiàn)故障隱患,或發(fā)現(xiàn)了卻未及時采取相應措施而導致的UPS故障。比如,在UPS雙機并聯(lián)冗余系統(tǒng)中,負載被均分到兩臺機器上,有時,由于某種巧合而導致其中的一臺逆變器關機,這時負載被全部轉(zhuǎn)移至另外一臺UPS上,如果維護人員及時發(fā)現(xiàn)了,只要將關機的UPS逆變器重新開啟即可;如果維護人員未及時發(fā)現(xiàn),遇到市電中斷時,就變成單機供電,一方面過載能力減弱,另一方面電池后備時間減半,此時,一旦過載就會造成所帶負載全部中斷;又如電池在不理想的條件下運行時,應按時對電池進行維護,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)有容量明顯降低的電池,應立即更換。因為,電池的損壞過程有的是逐漸積累造成的,也有的是瞬間發(fā)生的,即昨天還是可用的,今天就無法放電了。我們在對蓄電池的維護中就遇到過此類情況,上次月檢時,個別電池雖然浮充電壓稍低,但還未到完全不能使用的程度,而在當月市電停電后,有一組電池卻完全不能放電。所以,一旦發(fā)現(xiàn)電池有故障時,要及時進行更換,以免釀成事故。
4 維護性故障
UPS的周期性維護內(nèi)容雖然較少,但這些內(nèi)容卻是非常必要的,而且這些維護要有一套嚴格的程序。不按要求定期地維護設備是導致故障的重要原因。如有的UPS長期不維護不保養(yǎng),一旦發(fā)現(xiàn)設備工作不穩(wěn)定,只好請求維修。待打開機殼一看,電路板和元器件上灰塵積了厚厚一層,只要用吹風機和吸塵器將這些灰塵清理掉,設備即可恢復正常。再例如有一臺UPS維修完畢后,維修人員將市電加到輸入端,而忘了啟動逆變器或閉合電池開關,等到下一次市電停電時,UPS因逆變器不能啟動而關機。
5 經(jīng)驗性故障
即使是由幾次處理故障經(jīng)歷得到的經(jīng)驗,也不能死搬硬套。如有一次,有一個具有甲種品牌UPS操作經(jīng)驗的用戶去操作新安裝的乙種品牌UPS,也不看說明書,就憑經(jīng)驗直接進行直流啟動。因為,他熟悉的UPS都可直流啟動,哪知這臺機器就沒有直流啟動功能,當然啟動不了。于是他就打開機箱用螺絲刀見繼電器就捅,逆變器雖然啟動了,但馬上就冒出一股煙,功率管損壞了!他不知道具有直流啟動功能的UPS在啟動時是有一定程序的:當打開直流啟動開關后,首先控制電路工作,然后才去驅(qū)動逆變器,即正常啟動;但此臺UPS無直流啟動功能,控制電路正在工作的同時,逆變器也在啟動,過渡中的不穩(wěn)定狀態(tài)導致逆變器的兩個功率管同時導通而燒毀。還有的維護人員在培訓時,自認對UPS的原理已經(jīng)掌握,只要求學一些排除故障的方法。而短期的培訓只可能學習一些簡單故障的判斷方法,具體故障要具體分析,經(jīng)驗僅做參考。比如,UPS交流輸入保險燒斷的原因有很多,諸如整流器擊穿、濾波電容擊穿、逆變器擊穿、輸入整流管兩端的RC網(wǎng)絡短路,以及由此而波及到控制電路的損壞等都會造成保險燒斷。當然,對一些簡單故障的判斷和排除,經(jīng)驗是有用的,不過要靈活運用,具體情況具體對待。
6 環(huán)境性故障
這類故障是由于用戶不重視設備使用環(huán)境而導致的。比如,有一臺30kVA的UPS被用戶長期放在堆滿雜物的倉庫里,倉庫沒有空調(diào)也不通風,夏天溫度高達30~40℃,濕度又大,這樣導致UPS內(nèi)元器件性能降低,蓄電池容量也大打折扣,當這臺UPS被安裝投入使用后,故障頻頻發(fā)生,電池容量也遠遠達不到要求。又如,一證券公司將一臺20kVAUPS安裝在一間簡易屋頂房內(nèi),一個風雨夜過后,UPS逆變器關機,充電板被燒毀,檢查發(fā)現(xiàn)是因為屋頂?shù)哪嗨缮铣鲲L口灌入機器內(nèi)所致。還有的地方市電條件很差,經(jīng)常停電,致使電池長期處于虧電狀態(tài),壽命急劇縮短;也有的地方市電電壓上經(jīng)常疊加著很高的干擾電壓,配電柜內(nèi)的二級防雷器屢屢燒毀,并有時擊毀UPS,進而損壞用電設備。
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