減少核心機(jī)房UPS事故需要注意的幾個(gè)問(wèn)題

　　５UPS　電容爆炸問(wèn)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(chǔ)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(chǔ)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?yàn)槟蛪簡(jiǎn)栴}造成的，其本質(zhì)原因有如下二個(gè)。

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

　?。ǎ保╇娙荼旧碣|(zhì)量問(wèn)題。近年來(lái)，一些廠家為了降低產(chǎn)品售價(jià)，提高產(chǎn)品中標(biāo)的競(jìng)爭(zhēng)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(shí)間退化，耐壓值下降。另外溫高還會(huì)導(dǎo)致漏電流增大。在直流正向電壓施加于電容器一段時(shí)間后仍有一個(gè)微小電流持續(xù)從正電極流向負(fù)電極，這個(gè)微小的電流即稱(chēng)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(lái)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(shí)排出去，器件內(nèi)部溫度上升會(huì)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(huì)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(wú)法承受時(shí)，就會(huì)爆炸。如果防護(hù)設(shè)計(jì)的不好，電解液噴濺到電路板上，檢測(cè)控制電路受損還會(huì)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(zhǎng)期不維護(hù)造成UPS　內(nèi)部積塵過(guò)多，散熱不良。二是空調(diào)送／回風(fēng)通道設(shè)計(jì)不好，UPS　周?chē)h(huán)境溫度較高。解決的方法為每年對(duì)UPS　做一次內(nèi)部除塵；做好空調(diào)設(shè)計(jì)，避免局部高溫；采用遠(yuǎn)紅外成像儀、遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀等檢測(cè)儀對(duì)濾波電容的異常溫升進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)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(guò)電容的耐壓值

　　UPS　內(nèi)部的儲(chǔ)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(xiàn)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(zhǎng)，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(dòng)時(shí)，會(huì)造成UPS　內(nèi)部400Ｖ直流電壓波動(dòng)，波動(dòng)的電壓幅值很可能會(huì)超過(guò)450Ｖ，造成直流電解電容過(guò)壓，再加上電容長(zhǎng)期使用耐壓性能下降，就會(huì)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(bào)廢年限的UPS　堅(jiān)決報(bào)廢（一般UPS　壽命是5　～7年，建議5年報(bào)廢）；使用超過(guò)３　年的UPS　要定期檢查內(nèi)部的電容，看看有沒(méi)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(tái)UPS　故障，故障UPS　應(yīng)自動(dòng)退出系統(tǒng)，其它正常工作，但現(xiàn)實(shí)中電容爆炸時(shí)卻不一定是這樣。統(tǒng)計(jì)資料顯示一旦發(fā)生電容爆炸故障，90％以上的幾率會(huì)導(dǎo)致并機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)輸出停電或閃斷故障（中斷時(shí)間大于8～20ｍｓ　），從而導(dǎo)致負(fù)載癱瘓幾十分鐘甚至幾小時(shí)。

　?。ǎ保┏税l(fā)生電容爆炸的那臺(tái)UPS　單機(jī)處于逆變器自動(dòng)關(guān)機(jī)狀態(tài)之外，其余各臺(tái)UPS　似乎都處于“正常的”逆變器電源供電狀態(tài)。這是因?yàn)椴C(jī)UPS　系統(tǒng)中一臺(tái)設(shè)備逆變器發(fā)生故障導(dǎo)致系統(tǒng)輸出電壓波動(dòng)，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(tái)UPS　單機(jī)處于逆變器自動(dòng)關(guān)機(jī)狀態(tài)，其它UPS　的輸入開(kāi)關(guān)或UPS　并機(jī)系統(tǒng)的總輸入開(kāi)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(guò)載，進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)輸入開(kāi)關(guān)跳閘。

　?。ǎ常?ldquo;Ｎ＋１　”UPS　并機(jī)系統(tǒng)中各臺(tái)UPS　的輸入、輸出配電柜中的開(kāi)關(guān)都配置為斷路器開(kāi)關(guān)。一臺(tái)UPS　的濾波電容爆炸，其余UPS　的輸入、輸出開(kāi)關(guān)全都跳閘。這是因?yàn)榻涣鬏斎霝V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(xiàn)圈，輸入市電在瞬時(shí)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(dòng)勢(shì)，沖擊相關(guān)的斷路器，斷路器都有過(guò)壓保護(hù)和過(guò)流保護(hù)功能，開(kāi)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(tái)UPS　逆變器自動(dòng)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(huì)超過(guò)１０　％，一般是交流輸入電容爆炸或者直流電解電容爆炸沒(méi)有影響到檢測(cè)控制電路。

　?。督Y(jié)束語(yǔ)

　　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)。