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UPS電源故障解析

2016-05-26     盡管UPS電源都在盡職盡責(zé)地保護(hù)著IT設(shè)備的正常運(yùn)行，但故障也是很難避免的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，UPS電源本身的原因造成故障比例不足30%，自然因素和人為的因素造成故障的比例占全部故障數(shù)的60%~70%。故障或貌似故障的原因可歸納如下幾種。這里吧引起人們恐慌和驚動(dòng)廠家的一切機(jī)器現(xiàn)象統(tǒng)一成為“故障”。
　　一、懷疑“故障”
　　所謂懷疑故障，顧名思義，是指由于值機(jī)人員缺乏基本的分析能力和沒有很好地閱讀說明書導(dǎo)致的誤會(huì)。有一些10kVA以下小容量的UPS電源，大都沒有采用液晶顯示，而是用4~5只發(fā)光二極管LED豎向排列成“棒”狀指示燈，以形象地表示電池電壓或負(fù)載的百分比，這種按百分比表示的方法，在裝機(jī)時(shí)未經(jīng)進(jìn)一步校準(zhǔn)一般是不太精確的。而大多數(shù)用戶的注意力都集中在指示的精確度上，但也有的出現(xiàn)了大誤會(huì)。例如，在一次重要的飛機(jī)校飛中，一測(cè)控站突然驚呼UPS電源帶不上負(fù)載了!因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)負(fù)載指示燈都沒有被點(diǎn)亮。這一非常時(shí)間驚動(dòng)了上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和供應(yīng)商，就在人們等待“維修”的時(shí)候，由該UPS電源供電的設(shè)備扔在正常工作。一場(chǎng)虛驚的原因是值班員發(fā)現(xiàn)負(fù)載指示燈不亮。隨機(jī)說明書上清楚地寫著，當(dāng)負(fù)載在30%以上時(shí)，最下面的一個(gè)指示燈才被點(diǎn)亮。
　　又如，某UPS電源雙機(jī)冗余并聯(lián)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，值班員突然發(fā)現(xiàn)其中一臺(tái)UPS電源的控制板上有兩盞燈點(diǎn)亮，而另一臺(tái)的控制板上則只有一盞登點(diǎn)亮，這二者的差異引起了恐慌，于是急招廠家修理。原來雙機(jī)并聯(lián)時(shí)，主機(jī)亮兩盞燈而副機(jī)只亮一盞燈，在產(chǎn)品說明書上已有說明。
　　二、知識(shí)性“故障”
　　知識(shí)性故障主要是由于一些機(jī)器管理員自持經(jīng)驗(yàn)豐富而實(shí)際是既缺乏基本理論只是又缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所致。例如，有一雙30kVAUPS電源冗余并聯(lián)系統(tǒng)，后面帶一通信機(jī)。通信機(jī)電源剛一捷通就燒壞冒煙了，換了一臺(tái)又燒毀了，又換了三臺(tái)，這才工作正常。于是通信機(jī)廠家提出此故障是由于UPS電源三相輸出電壓的零點(diǎn)漂移而造成這一相電壓過高所致，急招UPS電源廠家立即解決問題。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，UPS電源的三相電壓都為220V，三項(xiàng)電流不足10%，又何談零點(diǎn)漂移呢？實(shí)際查明是通信機(jī)廠家的電源有質(zhì)量問題。
　　在早起的傳統(tǒng)雙變換UPS電源中，由于三相逆變采用了統(tǒng)一控制，因此在三相負(fù)載極端不平衡的情況下就會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，使三相相電壓有很大差異。后來采用了對(duì)三相相電壓分別控制與統(tǒng)一控制相結(jié)合的方法后，情況大有好轉(zhuǎn)，可以使三相相電壓的不平衡度小魚2%。而近來的三相半橋逆變采用了分別控制，而且三相電壓在統(tǒng)一相位的控制下各完全獨(dú)立，及時(shí)在三相負(fù)載100%不平衡的條件下，也可以使三相相電壓的不平衡度小于1%，這就為“非三進(jìn)單出UPS電源不可”的用戶提供了選擇的空間。
　　三、操作故障
　　①為了使UPS電源安全可靠地開機(jī)運(yùn)行，各種產(chǎn)品都有自己“特定”的一套操作程序。所謂“特定”，就是說各種品牌的UPS電源的設(shè)計(jì)思路不同，在操作上也各有各的考慮，并將其寫進(jìn)了隨機(jī)的“操作手冊(cè)”。按照“手冊(cè)”程序操作，就可完全保證安全，否則就可能或必然出問題。然而，有的操作員以為電源很簡(jiǎn)單，不看說明書就按照自己的理解任意操作，結(jié)果造成了損失。
　　②無意識(shí)操作。例如，在維修期間，拆卸某一連接很牢靠的器件時(shí)，不小心碰壞了臨近的脆弱器件而未被發(fā)現(xiàn)，修理完畢后加電時(shí)造成了二次故障。
　　③帶電檢查故障時(shí)，測(cè)了表筆探頭誤將電路或器件兩點(diǎn)碰短路，形成重復(fù)故障。
　　④連接外部電池時(shí)，誤將極性接錯(cuò)，燒毀了逆變器;有的電池鏈接末端被擰緊或節(jié)耗電池后忘記了閉合電池開關(guān)，在市電一場(chǎng)時(shí)，UPS電源因電池不能放電而停機(jī)。
　　⑤輸入/輸出線鏈接不牢，會(huì)造成交流電斷電假象故障;供電局進(jìn)行線路維修或該著時(shí)更改了原本的相序，因而導(dǎo)致UPS電源不能啟動(dòng)或切換;UPS電源加電后忘了啟動(dòng)逆變器，一直是旁路供電，市電出現(xiàn)故障時(shí)UPS電源也停止供電。
　　⑥值班人員在機(jī)房或機(jī)房附近的值班室亂放食物，找來老鼠啃咬電纜或鉆入機(jī)器內(nèi)部導(dǎo)致故障。
　　⑦不合理的布線。例如，將無屏蔽的遠(yuǎn)程信號(hào)線與交流功率線并行靠近走線。導(dǎo)致該部分控制信號(hào)紊亂，造成故障。
　　四、延誤故障
　　①機(jī)器已經(jīng)告警，由于值班員的疏忽而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理，由此而導(dǎo)致后來的故障。換而言之，如果及時(shí)發(fā)現(xiàn)時(shí)處理就可以避免后來的故障。例如，在飛機(jī)雙機(jī)并聯(lián)UPS電源系統(tǒng)中，負(fù)載被均分到兩臺(tái)機(jī)器上，有的UPS電源有時(shí)會(huì)由于某種條件的巧合而導(dǎo)致一臺(tái)逆變器關(guān)機(jī)，系統(tǒng)就自動(dòng)被地將故障UPS電源的負(fù)載轉(zhuǎn)到另一臺(tái)上，這是面板或監(jiān)視器上會(huì)有顯示告警。值班員及時(shí)或市電故障時(shí)間較長(zhǎng)，另一臺(tái)UPS電源就會(huì)轉(zhuǎn)旁路或提前斷電。
　　②電池在非理想的情況下運(yùn)行時(shí)，尤其在長(zhǎng)期沒有充放電的情況下，更要加強(qiáng)監(jiān)視，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)容量有明顯降低，就立即更換。因?yàn)殡姵貢r(shí)效的速度有快有慢，有的是瞬間的，今天測(cè)量是好的，很可能明天就徹底壞了。
　　③車載或艦載UPS電源的保險(xiǎn)絲和接插件在不停地震動(dòng)中容易松動(dòng)，從而造成故障。保險(xiǎn)絲長(zhǎng)期在通電的情況下運(yùn)行，會(huì)發(fā)熱軟化過程的同時(shí)受震動(dòng)彎曲下垂，如不及時(shí)更換，隨時(shí)都可能斷裂，造成故障。
　　五、維護(hù)不當(dāng)或不及時(shí)導(dǎo)致的故障
　　①對(duì)UPS電源的定期維護(hù)是必要的，還應(yīng)有一套嚴(yán)格的管理程序。不按規(guī)定要求進(jìn)行定期或不定期保養(yǎng)是導(dǎo)致機(jī)器故障的重要原因。例如，UPS電源因長(zhǎng)期不維護(hù)而導(dǎo)致機(jī)器工作不穩(wěn)定、停機(jī)、不能啟動(dòng)和燒毀元器件等。代開機(jī)殼才發(fā)現(xiàn)，夾雜著導(dǎo)電離子的灰塵充滿全機(jī)、覆蓋了電路板、填滿了絕緣的空氣隙，混合著潮濕的空氣破壞了電路的正常工作。用吹風(fēng)機(jī)將這些異物清理掉就可一切歸于正常。
　　②UPS電源維護(hù)完畢，工程師將市電輸入開關(guān)閉合，而恰恰忘了啟動(dòng)逆變器，一旦市電停電，逆變器不工作而使電池?zé)o法放電，導(dǎo)致UPS電源的輸出同時(shí)掉電。
　　③電池運(yùn)行期限已到，一部分電池明顯失敗，按規(guī)定應(yīng)全部更換，而用戶為了節(jié)約，就將“將就能用”的電池保留，只更換那些再也無法繼續(xù)使用的電池。新電池的作用不但得不到充分發(fā)揮，反而導(dǎo)致機(jī)器連續(xù)出故障。
　　六、經(jīng)驗(yàn)故障
　　經(jīng)驗(yàn)故障是不可缺少的，是不可多得的財(cái)富。但經(jīng)驗(yàn)有其相對(duì)性，即在一種UPS電源上得到的經(jīng)驗(yàn)不一定完全適合另一種，否則就會(huì)導(dǎo)致故障。
　　①以為具有單擊操作經(jīng)驗(yàn)的人員去啟動(dòng)一并聯(lián)系統(tǒng)的UPS電源，按照他以往的經(jīng)驗(yàn)啟動(dòng)逆變器后再去搬動(dòng)輸出開關(guān)，結(jié)果將逆變器燒毀。他不知道在這集中機(jī)器上并機(jī)時(shí)是先閉合輸出開關(guān)而后再去啟動(dòng)逆變器。
　　②有的維修人員在維修一種UPS電源時(shí)，有幾次輸入保險(xiǎn)絲斷了，當(dāng)場(chǎng)更換后就正常了。而恰恰在一次更換中引起了嚴(yán)重的連續(xù)故障。實(shí)際上導(dǎo)致保險(xiǎn)絲熔斷的原因很多，保險(xiǎn)絲本身的質(zhì)量不好會(huì)提前損壞，發(fā)熱的保險(xiǎn)絲在不停地震動(dòng)中會(huì)斷裂，輸入整流器和濾波電容的穿通，逆變器一壁兩個(gè)功率管的同時(shí)導(dǎo)通與幾串等都會(huì)導(dǎo)致輸入保險(xiǎn)絲熔斷
　　③有的人對(duì)某品牌UPS電源特別熟悉，當(dāng)改UPS電源不能啟動(dòng)時(shí)，就用改錐捅了一下直流繼電器即可。而當(dāng)另以品牌UPS電源上采用同樣方法時(shí)，則燒毀了逆變器。
　　七、交接故障
　　交接故障主要是管理人員的前后配合不好造成的。
　　①實(shí)際管理機(jī)器而未被培訓(xùn)的人員和到廠家培訓(xùn)的人員不是同一批人。
　　②前面值機(jī)人員對(duì)機(jī)器進(jìn)行的工作沒有向后來者交代。例如，前面值機(jī)人員移動(dòng)機(jī)器位置時(shí)而將UPS電源的外接電池組斷開，時(shí)候又未向后來者交代，結(jié)果造成了市電和UPS電源同時(shí)停電的故障。
　　八、環(huán)境故障
　　環(huán)境故障是用戶不重視機(jī)器的運(yùn)行環(huán)境或沒有能力優(yōu)化環(huán)境造成的。
　　①有的用戶將UPS電源放在了既無空調(diào)又無通風(fēng)的環(huán)境中，夏季的室溫高達(dá)40℃，又潮又濕，導(dǎo)致電池提前失效。
　　②有的地方供電條件很差，不但電壓波動(dòng)大而且還經(jīng)常停電。工作在這種環(huán)境下的UPS電源電池經(jīng)常放電，用戶未向供貨商提出快充電的要求，使電池長(zhǎng)期處于虧點(diǎn)狀態(tài)，也會(huì)導(dǎo)致電池早期失效。
　　③在雷電多發(fā)地或工業(yè)電干擾嚴(yán)重的地方，用戶在輸入配電盤內(nèi)未配置一定級(jí)別的防雷器或浪涌控制器，致使UPS電源被損壞的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
　　九、選型故障
　　造型故障主要是用點(diǎn)者的一些糊涂概念造成的。例如，把UPS電源的效率當(dāng)成了功率因數(shù)，把輸入功率因數(shù)當(dāng)成了負(fù)載功率因數(shù)和把視在功率當(dāng)成了有功功率等;認(rèn)為UPS電源負(fù)載功率因數(shù)越大越好，不懂得計(jì)算機(jī)之類的負(fù)載在目前不但需要有功功率更需要無功功率等。結(jié)果購(gòu)回的UPS電源容量不是太大了就是太小了，選小了的UPS電源就會(huì)因頻繁的過載而跳閘。
　　十、商務(wù)故障
　　商務(wù)故障主要是用戶對(duì)供應(yīng)商在價(jià)格和其他條件上的過分苛刻而造成的。
　　①UPS電源和其他機(jī)器一樣，看起來有著同樣的外殼、同樣的內(nèi)部電路環(huán)節(jié)等，但外殼的材料和元器件在質(zhì)量上有著天壤之別，因此在造價(jià)上也相差很遠(yuǎn)。二者在一些功能和可靠性上不可同日而語。有些使用者不了解這些區(qū)別，而一味地要求不同檔次的機(jī)器具有同等價(jià)格。供應(yīng)商為了生意，不得不降低元器件的質(zhì)量，結(jié)果使可靠性降低，故障率增加。甚至有的UPS電源壓價(jià)太狠，容量合同簽的是100kVA而拿到的確實(shí)60kVA的機(jī)器，原因是某廠家對(duì)二者采用的是同一機(jī)殼。
　　②有的使用者要求供貨商對(duì)壽命為3~5年的抵擋電池做3年的免費(fèi)擔(dān)保，這本來是一個(gè)不太合適的要求，因從某種意義上講，相當(dāng)于在不清楚用戶使用環(huán)境的情況下的終身免費(fèi)擔(dān)保。為了生意，供貨商當(dāng)然應(yīng)允，日后也照樣履行合同。但由于不斷的故障、不斷地更換電池，使UPS電源頻頻停機(jī)，給用戶造成損失。
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