減少核心機(jī)房UPS事故需要注意的幾個問題

　?。?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/UPS">UPS　電容爆炸問題

　?。?1UPS　電容爆炸的原因

　　UPS　的電容一般是指其內(nèi)部的直流濾波電容和儲能電容及輸入輸出交流濾波電容。UPS　電容爆炸一般是指直流濾波電容和儲能電容，它通常選用容量較大的電解電容，電容爆炸一般是因為耐壓問題造成的，其本質(zhì)原因有如下二個。

　　5.1.1內(nèi)部電介質(zhì)絕緣強度下降導(dǎo)致電容擊穿

　　（１）電容本身質(zhì)量問題。近年來，一些廠家為了降低產(chǎn)品售價，提高產(chǎn)品中標(biāo)的競爭力，選用了壽命較短的直流濾波電容，這也是導(dǎo)致目前發(fā)生電容爆炸故障的事例日益增多的主要原因。

　　（２）溫度。電容器的使用壽命隨溫度的增加而減小，溫度加速介質(zhì)與電解液化學(xué)反應(yīng)使介質(zhì)隨時間退化，耐壓值下降。另外溫高還會導(dǎo)致漏電流增大。在直流正向電壓施加于電容器一段時間后仍有一個微小電流持續(xù)從正電極流向負(fù)電極，這個微小的電流即稱為漏電流。漏電流越小表明電介質(zhì)制作得越精良，漏電流的特性是隨著溫度的升高越來越大。為防止電解液蒸發(fā)，電容一般采用密封結(jié)構(gòu)，散熱性較差。如果熱量不能及時排出去，器件內(nèi)部溫度上升會很快，導(dǎo)致漏電流的進(jìn)一步增大；根據(jù)電流熱效應(yīng)，漏電流增大又會導(dǎo)致溫度上升，熱量積累惡性循環(huán)，使電容內(nèi)部電解液沸騰和汽化，氣壓迅速增大到外殼無法承受時，就會爆炸。如果防護(hù)設(shè)計的不好，電解液噴濺到電路板上，檢測控制電路受損還會導(dǎo)致更加嚴(yán)重的后果。

　　電容溫度高的原因一是機(jī)房環(huán)境較差，長期不維護(hù)造成UPS　內(nèi)部積塵過多，散熱不良。二是空調(diào)送／回風(fēng)通道設(shè)計不好，UPS　周圍環(huán)境溫度較高。解決的方法為每年對UPS　做一次內(nèi)部除塵；做好空調(diào)設(shè)計，避免局部高溫；采用遠(yuǎn)紅外成像儀、遠(yuǎn)紅外測溫儀等檢測儀對濾波電容的異常溫升進(jìn)行檢測，及時更換有潛在故障隱患的電容，防患于未然。

　　5.1.2外部電壓超過電容的耐壓值

　　UPS　內(nèi)部的儲能直流電容耐壓值一般為直流450～500Ｖ，以POWERWARE9150／930510ｋＶＡ　UPS為例，其內(nèi)部直流母線電壓為400ＶＤＣ，而直流電解電容的耐壓值是450ＶＤＣ。UPS　中的相控整流器控制著輸出直流電壓的高低，UPS使用年限越長，相控整流器電路器件參數(shù)越老化，造成UPS　內(nèi)部的直流400Ｖ電壓不再穩(wěn)定。市電波動時，會造成UPS　內(nèi)部400Ｖ直流電壓波動，波動的電壓幅值很可能會超過450Ｖ，造成直流電解電容過壓，再加上電容長期使用耐壓性能下降，就會發(fā)生爆裂。解決的方法是選用大品牌UPS　設(shè)備，把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)；到達(dá)報廢年限的UPS　堅決報廢（一般UPS　壽命是5　～7年，建議5年報廢）；使用超過３　年的UPS　要定期檢查內(nèi)部的電容，看看有沒有漏液、鼓包，容量是不是已經(jīng)下降到其容量誤差下限等，這些是爆炸的前兆。

　　5.2UPS　電容爆炸的幾種可能現(xiàn)象及分析

　　理論上，并機(jī)系統(tǒng)中一臺UPS　故障，故障UPS　應(yīng)自動退出系統(tǒng)，其它正常工作，但現(xiàn)實中電容爆炸時卻不一定是這樣。統(tǒng)計資料顯示一旦發(fā)生電容爆炸故障，90％以上的幾率會導(dǎo)致并機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)輸出停電或閃斷故障（中斷時間大于8～20ｍｓ?。?，從而導(dǎo)致負(fù)載癱瘓幾十分鐘甚至幾小時。

　?。ǎ保┏税l(fā)生電容爆炸的那臺UPS　單機(jī)處于逆變器自動關(guān)機(jī)狀態(tài)之外，其余各臺UPS　似乎都處于“正常的”逆變器電源供電狀態(tài)。這是因為并機(jī)UPS　系統(tǒng)中一臺設(shè)備逆變器發(fā)生故障導(dǎo)致系統(tǒng)輸出電壓波動，或是輸出交流電壓中含有很高的直流成分電壓，或是拉低了系統(tǒng)輸出電壓，從而影響到負(fù)載。

　　（２）除了發(fā)生電容爆炸的那臺UPS　單機(jī)處于逆變器自動關(guān)機(jī)狀態(tài)，其它UPS　的輸入開關(guān)或UPS　并機(jī)系統(tǒng)的總輸入開關(guān)跳閘，UPS　處于電池組提供能量的逆變器供電狀態(tài)。這種情況主要原因是電容爆炸的UPS　的逆變器發(fā)生了內(nèi)部短路故障，由于逆變器并聯(lián)，導(dǎo)致其它UPS　逆變器輸出瞬間短路，輸出電流瞬間增大，而這些電流不是供給負(fù)載，而是供給內(nèi)部短路的UPS，從而造成正常的UPS　瞬間過載，進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)輸入開關(guān)跳閘。

　　（３）“Ｎ＋１　”UPS　并機(jī)系統(tǒng)中各臺UPS　的輸入、輸出配電柜中的開關(guān)都配置為斷路器開關(guān)。一臺UPS　的濾波電容爆炸，其余UPS　的輸入、輸出開關(guān)全都跳閘。這是因為交流輸入濾波電容爆炸造成市電小范圍供電環(huán)境惡化。UPS　都有輸入濾波器，該濾波器都有電感線圈，輸入市電在瞬時發(fā)生突變，相當(dāng)于感性負(fù)載兩端電壓突變，從而產(chǎn)生反向電動勢，沖擊相關(guān)的斷路器，斷路器都有過壓保護(hù)和過流保護(hù)功能，開關(guān)全都跳閘。

　　（４）并機(jī)系統(tǒng)中除了發(fā)生電容爆炸的那臺UPS　逆變器自動關(guān)機(jī)，其余UPS　均處于“正常的”逆變器供電狀態(tài)，負(fù)載正常工作的情況。這種僥幸情況不會超過１０　％，一般是交流輸入電容爆炸或者直流電解電容爆炸沒有影響到檢測控制電路。

　?。督Y(jié)束語

　　核心機(jī)房UPS　維護(hù)難度大，故障率高，發(fā)生事故影響大。為了減少核心機(jī)房UPS　事故，需要深入分析其發(fā)生事故的各種可能原因，做好基礎(chǔ)維護(hù)工作，將事故隱患消除在萌芽狀態(tài)。