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广播电视播出机房UPS电源的使用维护管理

2019-09-10李舒印

卫星电视与宽带多媒体 2019年22期
关键词:内阻电池组蓄电池

李舒印

《广播电视安全播出管理规定(总局令第62号)及其实施细则》颁布施行以来,省级广播电视台广播电视播出机房不仅要求“UPS电池组后备时间应满足设计负荷工作60分钟以上”,且要“应配置自备电源,保证播出负荷、机房空调等相关负荷连续运行;主备播出设備、双电源播出设备应分别接入不同的UPS供电电路。”因此,UPS电源已成为播出机房保证安全播出的重要设备,对UPS电源的正确使用和维护管理成为整个播出系统的重要一环。

使用和维护好UPS电源,将不仅影响到其运行供电的正常,为保证安全播出提供了重要保障,且能适当延长其使用寿命,为单位节省一定的资金。

如何使用和维护好UPS电源,从多年的实际经验看,认为要从以下几个方面入手。

1. 适宜的环境

安置UPS电源的机房不宜和主值班机房要相对近一些,这样可方便值班者监视其工作状态。

UPS电源的摆放场所要避免阳光直射,要通风良好,要保持凉爽、干燥、清洁,湿度要小于90%。机房温度、湿度、防尘、静电防护、照明等应参照《广播电视中心技术用房室内环境要求》(GY/T 5043-2013)的有关规定,机房接地、布线、外部环境应符合参照《电子信息系统机房设计规范》(GB 50174)的有关规定。

因为UPS电池的寿命长短除与充放电次数有关外,与环境的温度也有很大关系。实验数据显示,温度超过25℃时,虽可大大提高电池的放电能力,但在此基础上,每升高10℃,电池的寿命却要缩短一半。温度也不可过低,过低会降低蓄电池的容量。一般电池生产厂家认为摄氏20℃—25℃之间为最好的环境温度。

为了方便对其环境进行温度控制,在UPS电源的安装场所,最好能安装空调设备。但切记空调设备不可与UPS设备使用同一个市电回路,以免开启空调时电流的波动对UPS电源设备输入端造成影响。

2. 合理的负载

新购置UPS电源,其浮充电压和放电电压虽在出厂时均已调试至额定值,但放电时的电流值与实际负载的大小却有着很大的关系。一般来讲,最大启动负载最好控制在80%范围内,否则超载使用时,在逆变状态下,其重要的元件逆变三极管时常会被击穿而损坏。现在的UPS设备有的设计安装有过载保护功能,在过载时会中断输出,虽也能旁路至市电输出,但对负载可能造成不必要的损害。负载过轻也不取,这不仅造成投资浪费,且电池一直小电流放电,容易发生深度放电而影响电池寿命。经大量实践证明:对于绝大多数的UPS电源设备来说,将其负载控制在额定输出功率的30%~70%范围内是最安全的。

因感性负载在启动时,瞬间电流过大,容易使UPS电源过载,损坏逆变电路,对蓄电池也不好,因此,不可带感性负载,如空调、风扇、电钻等的设备。

另外,为了减轻UPS电源的负担,一些与系统不是很相关的设备,不应接入其回路。

3. 正确的操作

新购置的UPS电源在使用前一定要对新蓄电池进行12-24小时的均衡充电,之后再投入使用。操作时,一定要严格按照厂家说明书要求的程序进行开关机操作。一般来讲,开UPS电源时,不宜带负载开机,要先开市电,再开UPS,过几十秒后,再逐步按负载功率由小到大逐级加载。有时需要关机维护,要按相反的顺序进行操作。

要避免负载量的剧增或剧减,这样势必引起电压输出大幅度波动,使得功率元件超出其承受范围,而寿命缩短,甚至损毁,导致UPS电源无法正常工作。

尤其不要频繁地开机和关机,每次在关闭电源后,要间隔几十秒钟后才能再启,否则,电源可能呈“启动失败”状态,就是电源既无市电输出,又无逆变输出,造成断电现象,从而影响负载设备的运行,给安全播出造成影响。

4. 科学的维护和管理

对UPS电源进行科学的维护是UPS电源正常运行和蓄电源延长寿命的重要保证。对于管理者来说,除要维护人员具备必要的UPS电源使用常识外,还要制定出完善的维护制度,要定出年检,季检,月检,周检等项目,对电源主机仪表显示数据要值班员定时抄录,以及时观察其运行参数是否在正常的范围内。充放电电压、电流数值若有异常,要及时研究处理。

值班员要做到定期定时巡查。巡查时要做到眼、耳、鼻、手等人体感观系统活用,就是要用眼看仪表显示数值或设备外观是否有异常,用耳听是否有报警声和其它异常的声音,用鼻闻是否有异味,用手触是否有局部温度升高(注意人身安全)等等。此外,还要注意以下几方面。

①对保证机房的温度、湿度的UPS电源机房空调机,进行适当的保养与维护使其正常工作至关重要。

②UPS主机运行散热是通过机箱风扇运转进行的,所以要保证机房卫生,要时常清理风扇叶片的尘土保证其运行良好。风扇的寿命相对要短一些,运行一段时间后,若发现其状态不佳时,要及时更换。

③主机内电路板也要定期除尘,保证其干净,使得散热良好,以保证元件参数稳定。

④定期查看输入输出桩头、接插件,要保证接触牢靠。

⑤定期放电。按《广播电视安全播出管理规定及其实施细则》要求,广电系统的外电供电一般为双回路一级供电,没有极端情况,不会出现市电断电现象,这样,蓄电池会长期浮充,时间长了,将大大降低蓄电池的化学能与电能相互转换的活性,加快老化,寿命缩短。所以,每隔一季度要人为断开市电,让蓄电池放电一次,一般放电时间为初始设计时间的30%左右,放电后恢复市电供电,继续对电池充电。

⑥目前一般使用的UPS蓄电池是免维护的阀控式铅酸电池,设计寿命为5年。但在所谓免维护的寿命5年当中,也不可掉以轻心。要时常观察蓄电池组,一旦发现其有变形、开裂或漏液情况,要及时处理。在电源使用一段时间后,尤其是电池接近其寿命时,至少每一个月或每周,要对蓄电池组的每块电池的电压进行测量。以12V的蓄电池为例,当 UPS显示屏显示满容量的情况下,若发现单节电池的电压低于10.5V,或者电池之间电压差大于 1V 时,就应对电压不正常的电池进行单独的维护保养。护养时,对电压过低的电池可以尝试采用反复充放电的方法对电池进行修复。

⑦要及时更换坏电池。

因不同的电池在性能和质量上的不同,在UPS电源不断运行使用中,个别电池性能很有可能会提前下降,使得储电容量达不到要求。這时,对电池组中有损的电池,维护人员应当对每只电池通过检查测试,及时更换。更换新的电池时,要尽量购买同厂家同型号的电池,严禁混杂使用。

一般来讲,新电池的内阻都比较小,而旧电池的内阻都会有不同程度的增大,因电池组是由数个电池串联在一起而成,混合在一起充电时,内阻大的旧电池分压会相对偏大,造成过压充电,内阻较小的新电池,充电电压分压要小,但电流偏大,易造成过流充电。不同型号的电池内阻又不同,也会存在同样的问题,所以应避免新旧电池或不同型号的电池混充。

如何判断蓄电池在使用了一段时间后其性能变化?建议购置一台专用的蓄电池测量仪,利用测量仪可方便测出电池的好坏程度。当然也可用万用表测量来进行判断,以下几点经验总结,可供大家参考。

(1)从外观来检查:观察外壳有无变形破裂漏液、烧焦,螺丝连接处有松动或有氧化物渗出等,若有该现象,已有可能损坏。

(2)加负载放电时间测量:在电池经过一周不间断浮充后,带一定量的负载放电,若不能恢复达到正常的放电时间,或再经过两到三个充放电循环后,其性能仍不能改善,可判定其已经老化。

(3)用万用表测量:

a、在电池放电模式下,测量电池组中单个电池端电压,若端电压显明高于或低于标称电压,可视电池老化。

b、在加市电充电模式下,空载测量单个电池两端的充电电压,若其充电电压显明或高或低于其它电池的电压,可视电池老化。

c、测量电池组总电压若明显低于标称值,再充电半个工作日后或数天后,仍不能恢复到正常值,即使恢复到正常值,放电时间仍明显缩短,可视电池组整体老化。

d、开关机比较测量:在UPS关机和不接市电时,测量电池组总电压,表笔不要离开,或记录数值,后开机,若此时电池总电压立即明显下降,再关机后电压又立即恢复到原有值,可视电池整体老化。

一般来讲,因为考虑安全播出,当电池额定寿命到期时,要整体更新所有的电池,保证每个电池内阻一致,电流平衡。

⑧利用UPS主机配置的智能通讯功能遥控判断。目前,绝大多数UPS电源都具备与微机通讯和程序控制等可操作性能。将微机连接UPS,运行配置的相应软件,就可以通过微机对UPS电源进行监测或控制,可具备信息查询、参数设置、定时开关机和报警等功能。可遥控获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等诸多信息。这些智能化的操作,大大方便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。

这些功能所得情况只可参考,最好还是要实地巡查机器运行情况,毕竟还是“眼见为实”。

⑨使用和维护的安全,由于UPS电源电压高、电流大,所以在检修时一定注意操作安全,以防人身和机器事故的发生。机柜前要铺设绝缘橡胶垫,且操作时,要戴绝缘手套,以保证人身的安全,注意接地,一是有效屏蔽,防雷,二是人身安全。

切记输出不可短路,造成过载,所以一是在检修时要注意金属工具的摆放,切记不可放在电池上,以防电池正负级短路造成人为事故。二是要加强UPS电源使用接入管理,绝对禁止私自随意接入个人电器等。

还要注意防火,要备有灭火器,要用二氧化碳气体的。

⑩UPS电源安装后建议与厂家建立长久合作维护的合同,这样更便于配件供应和维护。

结语:UPS电源的维护管理工作,是一项重要而精细的工作,需要不断地学习和实践,并积累经验,才能做到位,从而保证其正常运行,为负载设备提供优质能源,为广播电视安全播出提供强有力的支持。

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