不间断电源在广播电视安全播出中的作用与维护保养措施

和庆菊

（作者单位：怒江州兰坪县融媒体中心）

不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）被广泛应用在医院、通信、航天等领域，在广播电视安全播出中作用明显，其特殊的电能储存与转换功能，使其成为应急保护系统中不可或缺的装置之一。为保证广播电视节目在市电中断的情况下仍然可以正常播出，广播电视台需要安装UPS电源，并且要做好日常的维护。从以往的设备管理经验来看，人为操作失误、意外事故（如雷击）影响、设备自身老化等原因，都有可能导致UPS电源失效。因此，必须要定期开展UPS电源维护，确保安全隐患能够第一时间被发现、处理，从而保障节目安全播出。

1 广播电视安全播出中UPS电源的作用

1.1 调节电压，维持电压稳定

正常情况下，广播电视台机房设备由市电供电，这时UPS电源主要发挥稳压功能。市电接入机房以后，首先通过UPS电源，并利用与UPS电源串联的直流/交流逆变器，将交流电转化成直流电，并进行稳压处理[1]，其次在UPS电源的输入端口处再连接一台分线器，分别为机房内的其他设备供电。经过UPS电源处理并输出的电压，不仅可以满足机房设备的正常工作需求，而且电压波动较小，保证了电视节目的安全播出。除此之外，UPS电源还具有过载保护功能，其能够利用内置的负载监测装置，当实际载荷超过了额定载荷时，则可以自动跳到旁路状态，这样就能有效避免设备长期处于超负载状态下运行而出现烧毁的情况。当负载恢复正常后，UPS电源也能自动转回正常状态，不影响广播电视节目的正常播出。

1.2 作为电源，向设备供电

UPS电源的蓄电池组具有充电、放电功能。在市电向电视台机房正常供电的情况下，如果UPS电源的蓄电池仍然有容量，则由市电向蓄电池充电，直到充满为止，此时UPS电源只发挥稳压功能。但是广播电视台运行过程中，可能会遇到一些意外因素（如设备老化故障、突然停电等），导致电力中断。为了确保市电在断电情况下电视节目仍然能够正常播出，就需要发挥UPS电源的供电功能。在电力中断的情况下，UPS电源的蓄电池组会将储存的直流电释放出来，同时借助于逆变器再将直流电转化成交流电，并向机房内的电气设备供电[2]。根据UPS电源蓄电池容量的不同，应急供电时间的长短也有差异。目前很多广播电视台的UPS电源使用大型的蓄电池组，可以做到应急供电24小时甚至是更长。等到市电重新恢复通电后，UPS电源又恢复稳压功能，并且由市电为UPS电源的蓄电池组充电。

2 广播电视台做好UPS电源维护保养的必要性

进一步提升广播电视台机房的电源质量，最大限度降低停电事故对电视台节目播出的影响，是融媒体时代提升电视台竞争力的必要举措。结合上文分析可知，UPS电源在平时有稳压功能，在断电时有应急供电功能，对保证广播电视台的安全播出有重要帮助。但是由于UPS电源的组成结构精密且复杂，加上运行环境差、维护不到位及材料老化等多种因素的共同影响，UPS电源在使用一段时间后有很大概率会出现质量问题，无法正常发挥稳压作用和供电作用。因此，为切实保障广播电视台节目安全播出，必须要重视UPS电源的日常维护与定期保养。

3 UPS电源的维护保养措施

3.1 提供良好的UPS电源运行环境

运行环境是直接影响UPS电源使用寿命和供电质量的重要因素，因此在日常的维护保养中，需要重点加强环境管理，通过提供适宜UPS电源运行的环境，在延长其寿命的基础上，保证稳定、持续供电，进而保障广播电视节目安全播出。具体来说，又包括以下几方面：

第一是维持环境温度在合理区间。根据设备说明书，UPS电源的最佳运行温度为20～25℃，温度太低会导致电源的放电能力变差，无法保证稳定供电；相反，温度太高又会加快电源内部组件老化，缩短其使用寿命。有研究表明，UPS电源工作环境温度在超过30℃后，每升高10℃，则电池组的寿命减少20%～30%。以广播电视台普遍使用的密封铅酸蓄电池为例，其设计寿命一般是6～8年，但是只有在理想条件下才能达到这一效果。因此，在UPS电源的日常维护中，应注意加强对环境温度的调控，尽量使其维持在20～25℃。同时，还可以在UPS电源所在的机房内安装温度监测与调控装置，感知机房内的实时温度，如果温度超过上限（30℃），则计算机自动发送指令启动通风系统、制冷系统，使机房温度降低，提供有利于UPS电源运行的理想环境[3]。

第二是定期清理灰尘。由于机房内环境比较干燥，空气中悬浮的灰尘会在设备静电吸附作用下，附着在电气设备的表面。UPS电源在日常运行中也会释放出大量的静电，因此像UPS电池组表面及散热风扇的叶片表面，极易吸附灰尘，影响其散热性能。维护人员需要定期开展维修保养，及时清理设备表面附着的灰尘，在维护时还应注意观察UPS电源的一些金属组件有无生锈的情况，发现该情况时要及时采取除锈措施。

除了上述两种环境管理措施外，像电磁干扰、振动等，也都是影响UPS电源稳定运行的常见因素，需要采取专项管理措施，提供理想运行环境，从而发挥UPS电源的稳定供电功能，保证广播电视安全播出。

3.2 规范使用UPS电源设备

总结以往广播电视台UPS电源故障原因，可以发现不规范操作是导致UPS电源故障的主要因素。例如，现阶段多数广播电视台机房都是采用市电双回路供电，其优势在于其中一路发生电气故障后，可以由另一路继续供电，而不影响广播电视节目正常播出。但是，这种供电模式也有一定的不足，由于广播电视台机房长时间不间断供电，UPS电源的蓄电池会长期处于浮充状态，即只充电、不放电，这种情况会导致电池组的电能转化和输出能力下降，甚至当供电系统突然断电后，UPS电源的蓄电池不能稳定、持续地放电，也就失去了应急供电的价值。针对这种情况，在日常的UPS电源维护中，应当定期对UPS电源做充放电处理。通常每个季度需要进行1次充放电，首先人为断开市电，其次让UPS电源的蓄电池组完全放电，之后再连通市电，为UPS电源的蓄电池组充电[4]。放电时间取决于蓄电池组的容量，一般控制在8～10小时。

另外，UPS电源在出厂前，其浮充电压和放电电压已经被制造商调试好，UPS电源被安装到广播电视台的机房后，会以调试好的额定值运行。但是随着广播电视台数字化建设的不断推进，机房内各类电气设备的数量不断增加，机房电力系统的运行负载也会持续提升。这种情况下，UPS电源的供电能力与电气设备的运行需求逐渐产生差距，在欠电压的环境下部分电气设备无法正常运行，从而影响电视节目的安全播出。对于此类情况，维护人员需要在日常维护中合理调节负载，一种措施是增加UPS电源中电池组的数量，从源头上提高负载能力；另一种措施则是合理分配负载，如使用计算机控制接入电力系统中的设备数量，让机房电力系统实际运行负载始终维持在UPS额定负载的60%～80%。这样既可以提高电能利用率，又不会出现过度放电的情况，从而保障电视节目安全播出。

3.3 做好UPS电源的监测工作

无论是新安装的、正处于磨合期的UPS电源，还是投入使用年限较长、有老化现象的UPS电源，都必须对其进行监测，随时掌握UPS电源的运行状况。在日常监测过程中如果遇到异常状况需要做到及时处理，从而保证UPS电源稳定供电，保障节目安全播出。根据监测模式的不同，可以将UPS电源监测分成两种形式，即在线监测和离线监测[5]。其中，在线监测又包括两种技术：一种是在线放电监测，由于监测工作是在UPS电源并未发生故障的情况下进行的，如果盲目切断市电，很有可能因为操作不当而影响整个广播电视台的电力终端，因此这种监测方式的应用具有局限性；另一种是在线不放电监测，该技术是分析蓄电池组内阻容量，判断其当前实际容量是否达到出厂设计容量，然后决定对UPS电源的蓄电池组做充电或放电处理。相比之下，在线不放电监测可以随时随地进行，并且没有太大的危险，可以作为UPS电源日常监测的方式。离线监测则是将UPS电源的电池组独立于系统运行，然后使用测量仪器测定蓄电池的内阻参数、电池容量，根据测定结果，如果内阻明显降低、电池容量明显下降，则需要及时更换电池组。

现阶段很多广播电视台配备的大中型UPS电源中，包含从几个到上百个不等的蓄电池。根据日常监测结果，如果其中某台电池组发生故障，或者存在性能大幅度下降、严重老化等问题，则应当及时更换新的电池组。在更换时，也要注意尽量选择同一厂家生产的、同一型号的电池，禁止将不同类型、不同规格的电池混用。

3.4 做好UPS电源设备的防雷保护

雷击也是导致UPS电源损坏的常见因素，特别是在夏季雷电天气频发的时候，应当重点采取防雷保护措施，确保UPS电源稳定供电。具体措施如下：首先是严格遵循《电子计算机机房设计规范》，确保广播电视台机房内部的防雷保护措施到位。例如，交流接地、直流接地及防雷接地，必须共用一组接地装置；如果因机房内部空间限制必须分开接地的，也需要在两地之间安装等电位连接器。对于一些面积较大、设备较多的机房，还可以使用多级雷电防护措施。如果广播电视台机房使用的UPS电源带有通信接口，在防雷保护中还应警惕雷电波沿着通信电缆经由通信接口进入到电源内部，因此需要在通信接口处增设一台信号避雷器，达到保障UPS电源免受雷击影响的效果。当然，现阶段市面上避雷器的种类有很多，在选择避雷设备时应优先考虑大品牌设备，并且避雷器应当支持凯文接线方式，从而减小引线上的感应电压。

3.5 UPS电源使用中的其他注意事项

结合UPS电源特性及以往的设备管理经验，除了做好上文所述的几种维护保养措施外，还需要注意以下事项：

首先，UPS电源的输出端不应增加电机、空调等带有感性负载的设备，防止设备启动时负载突然增加，影响UPS电源供电稳定性。同时，额定功率较大的电机在开机启动时会占用过多的负载，此时机房内的其他电气设备很有可能出现欠压运行的情况，进而对广播电视的安全播出造成不良影响。因此，从UPS输出端口引出的总线，应当在经过分线器之后，直接连接机房内的各台设备为其直接供电，从而保证电压输出稳定。需要注意的是，即便没有感性负载设备，UPS电源的最大启动负载也应当维持在额定负载的80%以内，原则上在30%～80%是比较合理的。如果长时间或者频繁地出现超负载情况，可能会出现逆变管被击穿的情况。因此，合理控制启动负载也是广播电视台UPS电源使用中需要注意的事项之一。

其次，应当严格按照产品说明书进行操作，杜绝因为个人操作不规范而影响UPS电源正常使用的情况。例如，由UPS电源供电的各类机房电气设备，其火线、零线、地线都要按照相关规范进行连接，禁止随意更改顺序。在机房设备的开机、关机时，如果需要同时操作多台大功率设备，应当按照顺序依次启动或关停，这样可以避免负载突然增加或突然减小对UPS电源产生冲击，对保证UPS电源正常运行和延长其使用寿命有积极作用。

再次，正常情况下，广播电视台机房设备投入使用后需要持续运行，UPS电源也需要持续供电，但是在发生停电事件，或者是在定期的停电检修中，需要关闭UPS电源。因此，除了有检修任务或者是突发停电事件需要关闭UPS电源外，不宜频繁地启停UPS电源。另外，即便是常规检修中需要关闭UPS电源，也必须在关闭后至少等待10秒，再执行启动操作，一来可以保证UPS电源正常启动，避免广播电视台机房设备出现既无市电输出、又无逆变输出的情况，二来也能减少频繁启停操作对UPS电源本身造成的损伤。

4 结语

UPS电源作为现阶段广播电视台重要的电器设备之一，主要发挥了稳定电压、不间断供电的作用，成为保障电力中断情况下电视节目依然可以正常播出的核心装置。考虑到UPS电源在使用一段时间后，也容易因为环境因素、人为因素等出现故障，因此必须要落实好维护保养工作，让UPS电源始终以良好状态投入运行。电视台方面要加强机房环境管理，通过调控机房温度、湿度，定期除尘，为UPS电源运行提供良好环境。同时要养成规范操作的习惯，并对设备进行日常监测，特别是在夏季要做好防雷保护。只有综合采取养护措施，才能使UPS电源的功能得以发挥，让广播电视节目得以顺利播出。