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摘要：UPS、EPS广泛应用于广播电视发射台，其安全管理工作关乎广播电视发射台的正常运行。本文介绍了这两种应急备用电源的工作原理，对其安全管理要素进行了分析，并提出了有针对性的安全管理措施及建议。
关键词：UPS;EPS;安全管理;维护
1引言
广播电视发射台是国家用电重点保障单位，用电等级较高，其供配电系统、信号传输和信息机房均配置了应急备用电源。UPS（不间断电源）、EPS（应急供电电源）等设备具有切换速度快、工作稳定、可靠性高、清洁环保等特点，作为广播电视发射台的应急备用电源被广泛使用。其中UPS一般用于建筑配电的能量存储和滤波，为服务器、电脑等信息化设备和机房供电，EPS独立于电网之外，在电网突发断电的情况下为用户供电，工作环境较差，但空间较大，通风条件较好。目前市面上的UPS、EPS蓄电池组均使用铅酸电池，电池极柱易发生氧化、腐蚀，导致电阻增大，运行时局部发热，甚至可能引发火灾。同时，UPS、EPS的控制系统较为敏感，在工作环境较差时，灰尘等易导致继电器或接触器误动作，引发用电安全事故。因此，对UPS、EPS设备进行安全管理，是广播电视发射台安全保障的重要工作之一。
2应急备用电源技术分析
2.1UPS工作原理
UPS按工作原理可分为在线式、在线互动式、后备式三种，目前后备式UPS基本已被淘汰，广播电视发射台普通采用在线式UPS。在线式UPS一般由整流器、逆变器、蓄电池、滤波器、充电器、控制系统及静态开关组成，其典型结构如图1所示。市电经过滤波器净化后，一路通过整流器变成直流，再通过DC/AC逆变器变成230/380V交流电给负载供电，另一路通过充电器给蓄电池组充电。当市电断开时，控制开关断开整流器供电，蓄电池组利用二极管的单向导电性给逆变器供电。若UPS出现故障或负载过大，可通过静态开关断开UPS，由市电直接给负载供电。UPS供电的负载均为计算机网络和节传设备，要求供电切换时间为微秒级，因此UPS均采用电子开关的方式进行市电旁路切换，对环境的温湿度和洁净度要求较高。
2.2EPS工作原理
EPS一般由控制检测系统、蓄电池组、逆变器、充电器、互投装置等组件构成，其典型电路结构如图2所示。市电正常时，直接通过互投开关给负载供电，同时检测市电和蓄电池组充电，蓄电池组给逆变器提供直流电源，充电器仅提供相当于10%蓄电池组容量的充电电流，同时EPS通过控制系统使逆变器处于自动关机状态。市电断开或超限时（通常设定为大于±20%额定输入电压），控制系统控制唤醒逆变器并通过互投开关切换至逆变器供电，此时蓄电池为逆变器提供直流电源，负载通过逆变器供电。市电恢复正常后，控制系统将互投开关切换至市电供电，同时关闭逆变器。EPS设备主要为消防照明和变电站内的综保系统等重要负荷供电，因此要求切换时间为0.1s~0.25s，主要采用接触器完成市电与逆变器之间的切换，工作环境相对较差。
2.3蓄电池充电原理
UPS蓄电池一般采用分级充电方式，即在充电初期采用恒流充电，当蓄电池端电压达到浮充电压后，再用恒压充电，其典型充电特性如图3所示。由于EPS所处的工作环境较为恶劣，其蓄电池一般相当于采用10%蓄电池组容量的电流进行充电，处于浮充的状态。也有一些要求特殊或环境较好的场所，其充电模式设计可与UPS相同。
3典型事故案例及安全管理要素分析
以下为EPS和UPS故障的几个典型案例。某台信息机房在例行巡视期间发现UPS告警，查看发现UPS逆变器输出电压为0，其余正常，重新启动UPS后逆变器恢复正常工作。后经专业工程师检修，系春季灰尘较重，报警继电器误动作所致。北京某区信息中心UPS电池组发生火灾，后经调查，系UPS蓄电池电线短路引发。北京某医院门诊楼终端机内蓄电池供电系统发生故障，引燃周边可燃物，造成火灾。北京某地铁公安通讯设备机房发生火灾，系UPS蓄电池巡检仪发生故障引发。分析两种备用电源的工作原理和典型事故案例，可以发现其结构组成有很多相似之处，其安全管理的要求也大体相同，重点要关注对蓄电池组、工作环境两方面的管理。EPS和UPS均采用蓄电池组作为备用电源，目前市面上蓄电池组普遍采用免维护的阀控式密封铅酸电池。需要注意的是，“免维护”并不是不用维护。传统铅酸电池的电解液处于富液状态，需要定期补水和加液，而阀控式密封铅酸电池的电解液处于贫液状态，使用过程中无需补水和加液，但电池也会由于充放电、温湿度变化而发生一些反应，主要包括三种：一是随着电池长时间运行，电池极柱被氧化、腐蚀，电阻增大，导致运行时局部发热，引发火灾；二是由于长时间维护不善，或工作环境温湿度变化，电介质被击穿；三是电池质量出现问题，内部故障，导致热失衡，引发电池起火或爆炸。UPS往往工作于信息或节目传输机房，附近均为精密电子设备，因而工作环境相对较好，但一般安装空间较小，通风性较差；而EPS工作在变电所或配电机房内，其工作环境较差，但通风性较好。
4安全管理措施
根据“安全第一、预防为主”的原则，EPS和UPS的日常安全管理要重点从以下三方面入手。首先，要落实安全责任制，将责任落实到个人，无论多智能的设备都需要人工维护，只有将责任落实到人，才能保证“事事有人管，处处有人操心”，避免维护出现真空地带。其次，要加强维护能力建设。一要加强维护人员的培训，要求其熟悉UPS、EPS工作原理和线路连接，定期进行维护技能考核，提高维护人员水平，最大限度提升预见性检修效能。二要科学合理地制定月度、季度、年度维护计划，例如建立蓄电池全寿命管理体系、根据使用年限调整蓄电池组检测的周期等。EPS由于工作环境较为恶劣，其蓄电池往往采用小电流充电，因而检测周期间隔较长；UPS初期采用大电流恒流充电，后期采用恒压充电，其检测周期可设置成较短时间。三要加强对UPS、EPS电池组和环境温湿度的监控，巡视时对蓄电池组进行测温记录，加装火灾自动报警系统，有条件时可加装视频监控及远程监控系统、温湿度调节和自动灭火系统。四要加强对设备外围电气线路的检查，防止电线绝缘与箱体摩擦造成对地短路，引发火灾。五要保持设备工作环境的清洁，定期清洁蓄电池表面和设备间环境，检查各接线是否牢固、清洁。最后，安全管理部门要加强对维护部门的监管，每年与维护部门签订安全责任书，定期检查维护部门的维护记录，督促落实整改出现的问题，定期组织专业人员对UPS、EPS设备进行电气防火检测，将安全隐患消灭在萌芽之中。
5结语
UPS、EPS是广播电视发射台主要的应急备用电源设备，其安全管理工作是广播电视发射台安全播出工作中重要的一环。由于两种设备在发射台的应用场景不同，对UPS的维护重视程度往往较高，而EPS的安全管理往往被忽视。希望本文的分析研究，能够帮助广播电视发射台的广大管理和维护人员提高对两种应急备用电源安全管理的重视，提升维护的科学化、专业化水平，为广播电视发射台安全播出提供安全可靠的电力保障。
参考文献：
[1] 孔凡荣.EPS系统的原理、运行和维护[J].通信电源技术,2017,34(2):133-134+146.
[2] 杨斌文,王勇军.UPS的使用与维护[J].设备管理与维修,2006(9):18-19.
[3] 张延聪.UPS电源蓄电池的正确使用与维护[J].煤炭科技,2006(3):31-32.
作者:李爱卿 单位:国家广播电视总局中央广播电视塔
