UPS 2N系统改造割接中的零线处理方法

张维东

（中国电信股份有限公司重庆网络监控维护中心，重庆 400042）

0 引 言

按照通信大楼电源隐患整治计划，重庆网络监控维护中心安排了对某通信大楼进行不间断电源（Uninterruptible Power System，UPS）2N系统改造割接。在割接中拆除UPS到二次屏备用B路零线电缆时打火，引起部分后端负载设备瞬间掉电。从该故障案例着手，分析了UPS 2N系统改造割接中对零线不规范连接方式未及时处理产生的后果，提出了系统改造割接中零线的正确处理方法[1]。

1 故障情况

为了提升核心通信大楼UPS电源系统的健壮性，确保安全稳定供电，按照通信大楼电源隐患整治计划和割接审批方案对某通信大楼3楼云资源池机房供电的UPS系统进行2N系统改造割接[2]。原3楼云资源池机房供电的UPS系统采用中达400 kVA UPS“1+1”并联冗余供电模式，对3楼云资源池的8个UPS二次屏列头柜供电，每个UPS二次列头柜对后端13列负载设备机架电源分配单元（Power Distribution Unit，PDU）单元的A、B两路进行供电，如图1所示。割接时需要将中达400 kVA UPS“1+1”系统的B路供电改为维谛300 kVA UPS“1+1”供电，割接后对后端负载设备形成了中达和维谛UPS 2N系统供电，相当于有4台UPS给后端负载设备供电，如图2所示。相比于过去中达2台UPS给负载供电，其安全性、冗余性更高，显著提高了电源供电的健壮性。

图1 中达400 kVA UPS“1+1”并联冗余供电

图2 UPS 2N系统改造后供电示意图

改造割接过程中，需要将中达“1+1”UPS输出屏2相关空开连接至二次屏备用B路的电缆拆除，拆除的电缆替换为从维谛“1+1”UPS输出屏1至二次屏备用B路的电缆。中达“1+1”UPS输出屏1连接至二次屏的主用A路电缆保持不变，从二次屏到13个负载设备机架连接的电源线保持不变。割接方案显示，2N系统改造割接时，只会短时间中断备用B路供电，主用A路不会中断供电。

通过割接前的现场勘测和资料查阅，二次屏与后端电源供电连接采用主备A、B两路供电方式[3]。二次屏主用A路输出经1～13号相线空开连接到1～13号后端设备机架的A路PDU相线输入端子，二次屏备用B路输出经1～13号相线空开连接到1～13号后端设备机架的B路PDU相线输入端子。二次屏主用A路零线排通过13根零线连接到1～13号后端设备机架的A路PDU零线输入端子，二次屏备用B路输出经零线排通过13号零线连接到1～13号后端设备机架的B路PDU零线输入端子。这表明二次屏与负载机架间的电源连接线是一一对应的，具体二次屏与设备机架供电连接如图3所示。

图3 二次屏与设备机架供电连接示意图

第一面UPS二次屏列头柜2N系统改造系统割接完毕后，UPS 2N系统供电倒换后设备和业务运行正常。在进行第二面UPS二次屏列头柜2N系统改造割接过程中，拆除中达“1+1”UPS系统二次屏列头柜备用B路电缆的零线时引起打火，造成后端负载13号设备机架A、B两路瞬间掉电，产生业务中断。随后立即恢复正拆除的零线连接状态，重新将拆除的备用B路零线连接到二次屏的备用B路零线排上，将13号设备机架恢复成主用A路供电，现场立即组织专家分析并查找故障原因。具体二次屏与设备机架A、B路零线连接情意如图4所示。

图4 二次屏与设备机架AB路零线连接示意图

2 故障分析

拆除中达“1+1”UPS输出屏2相关空开连接至二次屏列头柜备用B路的电缆零线时，引起后端负载13号设备机架的A、B两路零线均中断，造成13号设备机架主备两路电源回路均中断，产生瞬间掉电故障。经现场分析查找，产生此故障的原因是新建工程施工时将13号设备机架的零线与二次屏零线铜排连接时接反了，将设备机架零线备用B路端子连接到了二次屏的主用A路零线铜排上，将设备机架零线主用A路端子连接到了二次屏的备用B路零线铜排上。

当天再次进行2N系统改造割接时，先将备用B路的相线关断，经现场13个设备机架确认B路电源供电断开，主用A路电源供电正常，设备运行正常[4]。拆除二次屏上备用B路电缆连接线，拆除相线完成后再拆零线时对13号设备机架的主用A路的零线回路也一并拆除断开。此时由于拆除了备用B路相线和零线电缆，因此1～13号设备机架备用B路相线断开、1～12号设备机架备用B路的零线也断开。同时由于13号设备机架零线错接，因此13号设备机架主用A路的零线断开，13号设备机架A、B两路电源回路同时断开，从而产生13号设备机架瞬间掉电故障。具体2N系统改造割接引起掉电零线连接错误如图5所示。

图5 UPS 2N系统改造割接引起掉电零线连接错误示意图

综上所述，后端负载13号设备机架与二次屏间零线连接位置错误是导致本次掉电的根本原因。如果零线连接一一对应正确，将不会发生主备A、B两路同时断电的情况，即不会出现设备机架瞬间掉电故障。

3 处理方法

（1）预先进行零线铜排短接。为了防止后端负载设备机架因零线位置接反导致同时断开主备A、B两路电源，在中达“1+1”UPS同一系统的二次屏处预先对主备A、B两路零线铜排进行临时短接，这样后端设备机架存在零线接反情况时，其主用A路的零线回路也不会中断，它将通过临时短接的零线铜排形成主用A路的零线回路[5]。

（2）通过钳流表逐条测试判断零线回路电流。在进行二次屏2N系统改造割接替换备用B路电缆时，关断备用B路相线，每次拆除零线电缆前需要对连接至二次屏零线铜排上的后端负载设备机架13条零线进行钳流测试验证。如果对应某个设备机架的零线通过钳流表测试有电流，则表明此零线不是对应关断相线的回路零线，而是其他未关断相线的回路零线。此时再用钳流表测试主用A路后端设备机架的全部13条零线电流情况，如果发现有1根零线无电流、其他零线均有电流，通过进一步核对判断确认此条接至主用A路零线铜排上的零线是关断备用B路相线所对应的零线回路，则说明此设备机架的零线在二次屏零线铜排上接反，需立即采取措施进行调整。如果在钳流表逐条测试判断零线回路电流时发现备用B路的全部13条后端设备机架零线均接反二次屏零线铅铜排，此时可以将UPS输出屏至二次屏处的2根主备A、B两路连接电缆的零线调换位置，同时更新主备A、B两路零线铜排标签标识。

（3）及时拆除二次屏上临时短接的主备A、B两路零线铜排连接线。在2N系统改造割接中，正常拆除中达“1+1”UPS的输出屏至二次屏连接的备用B路电缆，在替换成维谛“1+1”UPS的输出屏至二次屏连接的备用B路电缆之前需要及时对割接的二次屏上临时短接的主备A、B两路零线铜排连接线进行拆除。UPS 2N系统改造割接后，主用A路中达“1+1”UPS系统接二次屏的主用零线铜排，备用B路维谛“1+1”UPS系统接二次屏的备用零线铜排，2块零线铜排不能短接，需在零线铜排上张贴相应标签标识进行区分和警示。除此之外，禁止不同UPS系统零线铜排进行短接，以避免不同系统因零线电流电压差发生系统间短路的情况。

按照以上零线处理方法，及时解决了第2面UPS二次屏割接时引起的瞬间掉电故障，同时也顺利完成了后续6面UPS二次屏的割接工作。通过此次实践分析，为通信大楼类似UPS 2N系统改造割接提供了参考。

4 结 论

综上所述，以往通信大楼老旧UPS系统改造割接时，割接人员往往只核对设备机架相线的连接情况，忽视了设备机架零线的连接情况，可能会因零线位置接反而导致设备机架掉电故障。通过实例分析，在通信大楼UPS 2N系统改造割接时，需要测试并确认设备机架零线连接情况，采取临时短接零线铜排、钳流表逐条测试判断零线回路电流、调整零线连接位置以及及时拆除临时短接的零线铜排等方法进行零线处理。