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UPS的使用与维护

班春玲，林俊贤

（广西柳州钢铁集团公司）

摘 要：文章分析了影响UPS电池使用寿命的几种因素，结合多年的工作经验，提出了UPS电池的使用方法及维护措施，文章阐述了电池的合理使用和维护，保障电池性能得到最好的发挥并延长了电池的使用寿命，提高了UPS的供电可靠性，从而保证生产安全。

关 键 词：UPS；蓄电池；使用；维护

1 前言

我们日常的市电使用的电的质量并不理想，有时会出现电压输入不稳定、电噪声及停电等现象,对诸如计算机、通信设备或精密电子设备而言是一个相当大的威胁，严重的会使数据丢失，甚至敏感元件受损。UPS作为不可或缺的电力保障和净化设备正在发挥越来越重要的作用。UPS之所以能够实现不间断供电，是因为有蓄电池。目前，UPS广泛使用免维护密封铅酸蓄电池，此蓄电池的成本占据UPS系统总成本的1／4～1／2之多。但人们往往片面地认为蓄电池是免维护的而不加重视。实际维护情况也表明，约有50％以上的UPS故障与蓄电池有关。一般正常使用的UPS，其电池寿命在5年左右，国内有相当部分的UPS蓄电池在投入使用不到1年就开始出现问题，这主要是由于有些品牌电池在制造工艺上存在先天的缺陷，另一方面是缺乏必要维护造成。如配备的电池失效，将造成开关拒动、监控系统、自动控制系统瘫痪等情况,产生不同程度的影响和损失，因此，加强对UPS电池的正确使用与维护，对延长蓄电池的使用寿命，降低UPS电源系统故障率，有着重要的意义。

2 对机房室内环境卫生和温度要求

(1)环境卫生重点在于防尘和定期除尘

UPS在正常使用的情况下，主机的维护工作较少，主要是防尘和定期除尘。特别是气候干燥的地区，空气中的灰粒较多，机内的风机会将灰尘带入机内沉淀，当遇空气潮湿时会引起主机控制紊乱而造成主机工作失常，并且发出误报警，大量的灰尘还会造成散热不好，导致机内温度升高，对机房内灰尘含量及粒径要求见表1，其次是在除尘时，防止有害气体如SO2、H2S、Cl2、NH3等的侵入，其具体限制值见表2

表1 机房灰尘含量要求

                                          注：灰尘粒子直径≥5um

表2 机房有害气体限值

(2)影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度

电池应安装在相对湿度≤70％、通风、散热、避光、无酸碱或其他腐蚀性气体的空间中，严禁安装在完全密封的环境中。UPS主机对环境温度要求不高，+5℃～40℃都能正常工作，蓄电池组对温度的要求较高，标准使用温度为25℃，室内温度应在+(15～30)℃。一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是20～25℃之间。电池必须在规定的环境温度范围内使用，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，温度过低，会使蓄电池容量下降，温度每下降1℃，其容量下降1％。目前，UPS所用的蓄电池一般都是阀控式密封铅酸蓄电池，设计寿命只有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。

3 对电池定期放电和充电

（1）UPS因长期与市电相连，在供电质量高、很少发生停电的使用环境中，蓄电池会长期处于浮充电状态，时间长了就会造成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，为了避免上述现象出现，一般每年应做一次放电试验或核对性放电试验，放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。对蓄电池而言，新安装的蓄电池运行三个月要进行一次核对放电，要放出额定容量的80％。使用五年以上的电池，每年应进行一次核对放电，放出额定容量的80％。详细记录放电过程中每个电池的单体电压和电池组总电压，进行分析，及时更换容量较差的单体电池。每次全负载放电完毕后，按规定再充电时间一般为8～12h。应该每隔3～4个月，人为地通过中断市电或通过软件,硬件控制手段将UPS的整流器充电器置于关闭状态，让UPS中的蓄电池放电。对于这种为激活电池而进行的电池放电操作，它的放电时间以控制在正常放电时间的1／3～1／4为宜。

(2)由于UPS电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电，为延长电池的使用寿命，应该每半年测量一次单体电池的端电压(额定值为12V)。如果电压差超过1V就应该使用均衡的恒压限流充电,电池充满后即转为浮充状态，额定电压为12V的电池，一般浮充电压设置为l3．5V左右。另外，电池充电电流一般以电池容量C的倍数来表示,举例来讲，如果电池容量C=100Ah，充电电流为0．1C，则为0．1 X 100=10A。免维护铅酸电池的最佳充电电流为0．1C左右，充电电流不能大于0．3C，充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。充电时间为3～6个月充电一次，定期充电的目的是：消除温度变化而没有及时修正浮充电压变化的影响；避免蓄电池组经常放电但浮充电压不能在规定时间内对其充足电。

4 主机的检查

定期检查主机、蓄电池组、配电部分引线及接线端子的接触情况，检查馈电母线、电缆及软接头等各连接部位的连接是否可靠，并测量其压降和温升是否符合要求。检查各连接件和插件有无松动和接触不牢的情况。首先是更换UPS所有风扇，再根据运行情况，检查直流回路纹波情况，从外表查看直流电容和流电容有无异常，用专用表测试电容容量情况，确定是否更换电容。在清扫、检修完成后开始回装插件，注意插件要插紧，二次插头要插好。检查通电后风扇和盖板是否有共振。若以上情况都正常，UPS继续手动旁通供电负载，在不带载情况下，单独给UPS供电调试自动旁通、整流器和逆变器。若调试正常，UPS开始切换，由手动旁通切换到自动旁通再到逆变器供电。当UPS供电出现故障时，应先查明原因，分清是负载问题还是UPS问题，是主机故障还是电池组故障。虽说UPS主机有故障自检功能，但它对面不对点，更换配件很方便，但要维修故障点，还需要大量分析、检测工作。另外，如自检部分发生故障，显示的故障内容则可能有误。对主机出现击穿、断路器或器件烧毁故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新启动，否则可能发生相同的故障。当电池组中发现电压反极、压降大、压差大和酸雾泄露现象的电池时，应及时采用相应的措施进行修复，对不能修复的就要更换，但不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池混在一起使用，否则可能会对整组电池带来不利影响。对寿命已过期的电池组要及时更换，以免影响主机。

5 UPS的使用注意事项

(1)在容量测试期间保证系统运行是非常重要的，因此在做容量试验时应提前了解市电有无计划性停电，备用发电机组应处于良好状态。

(2)在进行蓄电池容量放电试验前，应用万用电表、内阻仪、电导仪对蓄电池的性能进行一次预防性检测。

(3)为保证容量测试的准确性，应采用专业蓄电池容量在线测试仪器和假负载进行测试。

(4)严禁深度放电

密封免维护蓄电池的使用寿命与蓄电池的放电深度密切相关。放电深度是指用户在蓄电池使用的过程中，电池放出的安时数占它的标称容量安时数的百分比。深度放电会造成蓄电池内部极板表面硫酸盐化，导致蓄电池的内阻增大，严重时会使个别电池出现“反极性”现象电池的永久性损坏。电池的放电深度严重影响电池的使用寿命，非迫不得已，不要让电池处于深度放电状态。UPS电源系统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，比如控制计算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，蓄电池就不会出现过度放电。

(5)尽量避免过电流充电

过流充电易造成电池内部的正负极板弯曲，使极板表面的活性物质脱落，造成电池可供使用容量下降，严重的会造成电池内部极板短路而损坏。

(6)尽量避免蓄电池过压充电

过压充电往往会造成蓄电池电解液所含的水被电解分离成氢气和氧气而逸出，从而使电池使用寿命缩短。

(7)更换活性下降、内阻过大的电池

随UPS使用时间的延长，总有部分电池的充放电特性会逐渐变坏，端电压明显下降，这种电池的性能不可能再依靠UPS内部的充电电路来解决，继续使用会存在隐患，应及时更换。电池的内阻一般在10～3omΩ，如电池的内阻超过200mΩ以上，将不足以维持UPS的正常运行，对内阻偏大的电池必须更换。

(8)避免蓄电池新旧混用或新旧电池混合充电

由于新电池的内阻都比较小，而旧电池的内阻都有不同程度的增大，当新旧电池混合在一起充电时，由于旧电池的内阻大，分压会相对偏大，极易造成过压充电现象；而对于新电池内阻较小，充电电压小但电流偏大，又容易造成过流现象，所以在充放电过程中应避免新旧电池混充。

（9）做好防雷措施

在UPS市电输入端必须安装防雷设备，并确认UPS可靠接地。接地电阻应小于2 Q。远离火源，防止爆炸。

6 结束语

再好的设备也有寿命，也会出现各类故障，但维护工作做的好可以减少设备故障，延长设备寿命。不能因为高智能、免维护而忽略了本应进行的维护工作，在任何时候都可能发生故障，而预防工作则是安全运行的重要保障。加强蓄电池的科学使用和维护管理，停电时能发挥应有的作用。降低投资成本，使应用单位达到节约增效的目的做好电池的维护工作，可以减少UPS 的故障，提高运行的稳定性。随着UPS的不断发展，智能化程度越来越高对电池组的充放电、过压、过流等现象，都可以进行实时监控，减少不必要的损失，提高UPS的可维护性。为自控系统的稳定运行，为单位的稳定生产提供可靠的保障。

参 考 文 献

[1]   李秉义，浅谈UPS电源的使用和维护[J]，内蒙古广播与电视技术，2000，1：24～25，

[2]   陈盛珙．UPS的应用及注意事项[J]，广播电视传输与发射技术，2002，3：43～44．

[3]   ups及蓄电池的故障诊断与处理诊断与处理，莱芜钢铁集团公司，周志敏

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