广播电视系统UPS电源的管理与维护

关彦军 郭利军

UPS的中文意思为“不间断电源” ，是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写，它可以保障计算机等用电系统在停电之后继续工作一段时间，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。它的主要作用：一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给机器设备造成损害；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机等用电系统提供高质量的电源。

当外电突然发生中断，且没有其它后备电源维持供电时，计算机等电子设备由于没有电力供应可能产生硬件损坏、系统中断运行。在广电监测部门来说，监测和检测到的数据之重要性是不言而喻的，因系统断电不能及时发现播出事故以及及时处置问题，且一旦造成某一重要时段的重要数据丢失或损坏，将会给后续处理（包括连锁处理和数据分析）造成困难，以至造成不良影响。对于某些实时系统（播出系统、收费系统等）除经济上的损失外，还会造成不可挽回的事故甚至是信息安全上的重大损失。

可见一个良好的UPS电源系统对于广电系统的重要性，那么怎样才能使UPS电源始终工作在一个良好、健康的状态下呢，这就需要我们平时的正确使用和必要的技术维护。

下面就此谈谈UPS电源（蓄电池）的管理和维护：

UPS蓄电池维护管理的必要性

在广电行业实时播出系统、信号发射系统、上下行卫星天线的跟踪伺服系统、大屏幕显示系统，磁盘阵列存储系统及必要的空调系统对电源都有较高要求。这些系统除电源功率较大外，有的要求实时性强，有的要求7×24小时的常年工作。因此系统必须配备符合要求、健康的UPS电源。

一般蓄电池设计寿命普遍为5年，然而有的蓄电池可以使用6-7年，而有的使用1年左右就开始出现问题。其主要是因为产品质量和日常使用维护造成的，因此蓄电池的选择和维护对其的使用寿命尤为重要。

目前，中小型UPS电源中广泛使用的免维护密封铅酸蓄电池，占据UPS电源总成本的1/4-1/2之多，不仅如此，实际维修也表明，约有50%以上的UPS电源故障与UPS蓄电池有关。免维护密封铅酸蓄电池只是一个相对的分类名称，并不意味着系统中的蓄电池不用维护，如果不维护或者维护不当，都会造成UPS蓄电池的失效，而UPS蓄电池的失效主要表现为端电压不够，容量不足或瞬间放电电流不满足带载启动要求等。这些都会使UPS电源不能正常工作。

由此可见，采用先进的管理方式和必要的测试维护手段，对UPS电源及其蓄电池的有效正常使用是非常主要的。

UPS蓄电池的正确使用与维护

UPS蓄电池的维护与一般低压系统蓄电池的维护类似，当引进新电池时，要求工程验收，进行深度放电；当新电池投入使用后，要求保持适宜的电池工作环境温度，要求定期测量各电池端电压，当各电池压差过大时，要进行均充，要求定期对电池进行试探性容量试验或深度放电，以便检查电池组的性能优劣以及保持电池的活性。

一般UPS电源对电池的要求：满足一定的端电压；电池应具有启动放电瞬间就能输出大电流的特性；满足一定的容量，以保证逆变供电的时间。除了选配正规品牌蓄电池以外，应从以下几个方面入手正确地使用与维护蓄电池：

1、保持适宜的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在20-25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是免维护的密封铅酸蓄电池，设计寿命普遍是5年，这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求，其寿命的长短就有很大的差异。另外，环境温度的提高，会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，这种恶性循环，会加速缩短电池的寿命。

2、定期充电放电。UPS电源中的浮充电压和放电电压，在出厂时均已调试到额定值，而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的，使用中应合理调节负载，比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下，负载不宜超过UPS额定负载的60%。在这个范围内，电池的放电电流就不会出现过度放电。

UPS因长期与市电相连，在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中，蓄电池会长期处于浮充电状态，日久就会导致蓄电池内部产生大量的硫酸铅，并吸附到蓄电池阴极上，形成所谓的阴极“硫酸盐化”，结果造成了电池内阻增大，电池化学能与电能相互转化的活性降低，加速老化而缩短使用寿命。因此，一般每隔2-3个月应完全放电一次，放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后，按规定再充电8小时以上。

3、利用通讯功能。目前，绝大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作性能。在微机上安装相应的软件，通过串/并口连接UPS，运行该程序，就可以利用微机与UPS进行通讯。一般具有信息查询、参数设置、定时设定、自动关机和报警等功能。通过信息查询，可以获取市电输入电压、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信息；通过参数设置，可以设定UPS基本特性、电池可维持时间和电池用完告警等。通过这些智能化的操作，大大方便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。

4、及时更换废/坏电池。目前大中型UPS电源配备的蓄电池数量，从3只到100只不等，甚至更多。这些单个的电池通过电路连接构成电池组，以满足UPS直流供电的需要。在UPS连续不断的运行使用中，因性能和质量上的差别，个别电池性能下降、储电容量达不到要求而损坏是难免的。当电池组中某些电池出现损坏时，维护人员应当对每只电池进行检查测试，排除损坏的电池。更换新的电池时，应该力求购买同厂家同型号的电池，禁止防酸电池和密封电池、不同规格的电池混合使用。

UPS蓄电池监测方式

目前UPS蓄电池的定期监测主要有“离线”和“在线”两种手段。

1、在线”维护有两种方式：A.在线放电实验，由于大多是在事先不了解电池组中是否有特别落后，甚至完全失效的单体的情况下进行的。如此贸然地将市电切断，很容易人为导致系统瘫痪，不宜提倡。B.在线不放电检测，主要是通过对蓄电池组内阻容量分析，在电池组仍处于浮充的条件下进行测试，没有改变电池组所处的工作状态，没有任何危险，可以随时随地进行测试。虽然内阻测试是通过测试蓄电池的内阻参数来间接反映电池的容量情况，其准确度不能和离线放电试验相比，但是其完全可以判断出落后比较严重的单体，它是UPS蓄电池日常维护巡检的最理想方式。

2、离线”维护：它是将电池组逐组脱离系统进行，可以准确检测出蓄电池的内阻参数及电池的容量，并可对蓄电池进行维护、维修、更换，但是系统却因此少了一组备用电池，就需要其它后备电源的支持（如备用电池、市电、备用油机等）。此种维护通常是在低风险时段进行。

怎样延长UPS蓄电池的使用寿命

不间断电源（UPS）电池通常能使用3到5年。预期寿命取决于多个因素，包括使用量（设备必须处于电池供电模式的次数）和其他环境因素。以下是一些可以确保您的设备达到最佳预期寿命的使用原则：

1. 确保将您的UPS放置在凉爽、干燥并且通风良好的位置。理想状况下，UPS所放置位置的温度应该不高于24摄氏度。同时，出于通风目的，每侧都要留出大概1到2英寸的空间，便于进行空气流通。

2. 每年只在必要时进行1到2次UPS运行时校准。有时，您可以执行运行时校准来验证您的运行时间是否是充足的。但是，频繁地执行运行时校准会减少UPS电池的预期寿命。

3. 请勿将UPS电池存放过长的时间。新电池可以存放6-12个月。过了这段时间，就应当尽快使用电池，否则会丢失其存储的大量电量。不建议存放已使用的电池。

4. 负载请勿超过UPS设备额定容量的80%，因为这会导致运行时间减少。负载增加时，运行时间会相应减少。如果电源不能供电，全负荷运行的UPS将会很快耗尽并释放其电池的电量，这将减少电池的预期寿命。注意：为确保电池的运行时间更长，请勿将激光打印机连接到UPS的备用电池插座。确保激光打印机使用“仅防浪涌”插座（使用适合的型号）。对于那些没有“仅防浪涌”插座的UPS，建议将激光打印机连接到单独的APC浪涌抑制器。

结束语

伴随着广电事业的不断发展，UPS电源的使用范围将越来越大，数量越来越多，UPS电源在各个系统的重要性也是显而易见的，所以对UPS电源的维护不论是从管理的角度出发还是维护方式的选择都是十分必要的。只要对UPS电源的维护有足够重视加之科学的维护手段，就能使其在广播电视领域发挥其应有的作用。