UPS例行维护及保养的必要性

 

 

为什么要对UPS进行预防性维护服务

 

 

用户要依靠 UPS 来实现在不中断业务的情况下连续供电,要确保 UPS 能够最大程度地降低停机风险并按预期运行,维护计划是其中一个关键部分。

 

要验证预防性维护服务计划在增强 UPS 整体可靠性方面的重要性,并帮助最终用户了解停机的普遍性及其后果,经研究确认例行的预防性维护可以显著地提高 UPS 的可靠性。

 

预防性维护有助于确保 UPS 持续的完整性。同汽车保养的理念一样,在首次出现需要调整的迹象时就进行校正,这比上路了才发现需要换四只新轮胎要好得多。

 

可供选择的 UPS 服务选项多种多样,其中包括例行的计划维护、应急部件和人工服务以及其他增值产品或服务(如远程监控功能)。 不管您选择的准确操作过程是什么,有效的预防性维护计划将最大程度地减少业务中断并降低停机成本, 从而可以节省时间和资金;并且,由于延长了重要供电设备的使用寿命,还能提高整体的投资回报率。

 

此外,预防性维护还有机会检测并修复潜在的问题,避免它们成为代价高昂的明显问题,从而最大程度地

降低计划外停机的风险,因此对于实现设备的最大性能也有重要作用。

 

停机的根本原因?

超过三分之二的停机事件都是由可预防的原因造成的。研究还显示,大约有 4% UPS 故障是由组件老化磨损引起的,而高达 20% 的故障归因于电池问题。对停机原因的研究提示了以下事实:

 

可预防的停机 (67%) 是由以下原因造成的:

     人为错误

     缺少流程

     不正确的程序

     设计不良

     冗余不足

     维护不够

 

不可预防的停机 (33%) 是由以下原因造成的:

     设备故障(在有恰当的维护和测试的情况下)

     供应链/服务链问题

     网络攻击

 

 

可预防的人为错误导致的故障归因于:

 

     操作错误

     设计错误

     服务技术人员错误

     电池

     产品设计

     有缺陷部件

     使用期结束/产品磨损

     出厂质量

 

 

例行的预防性维护可以稍微降低 UPS 将来停机的可能性。与每年两次预防性维护的客户相比,没有预防性维护访问的客户经历 UPS 故障的可能性几乎高了四倍。

 

 

UPS 故障的最常见原因

UPS 发生故障的原因有很多。 最常见的原因包括:

  1. 电池

电池是所有 UPS 的心脏,不管其使用年限有多久或者保修状态如何,都需要进行检测和维护。 研究显示,高达20% UPS 故障可以归因于电池问题,其中温度和累积放电又是电池问题的主要原因。在预防性维护访问过程中,数据是通过完整的测试过程获得的;在此过程中,电阻或电导测试将跟 踪电池性能,并确定存在内部潜在故障的所有电池。

 

  1. 风扇。

有些风扇的故障是由其自身的电气或机械限制造成的,或者是因为其滚珠轴承润滑不足。风扇可以连续310 年正常运转(取决于设计及选配的产品),而其他设备只能运行较短的时间,随后变会因机械原因而运行不畅。

 

  1. 瞬时峰值。

发生瞬时峰值现象时,可能会造成 UPS 输入端(滤波器/整流器)损坏。在预防性维护呼叫过程中,会检查这些部件是否有损坏。

 

 

 

导致 UPS 故障的其他因素包括:

     闪电

有一种普遍的误解,认为 UPS 可以一直保护设备负载免受闪电影响,实际上这主要还得看瞬时的能量大小。

预防性维护检查可以即时确定闪电损坏以及相应的维修工作。

 

     UPS 内部连接

这些连接可能会受与 UPS 临近的建筑或机械的振动的影响。 建议每三个月扫描一次 UPS 以检查是否存在热点;每年检查一次,对整个 UPS 以及电池盒进行彻底的机械修整。

 

     电容器。

常见的 UPS 都包含十几个或更多不同类型和容量的电容器,这些电容器可以平整和过滤电压波动。 像电池一样,电容器的性能会随时间降低。虽然常见电容器的厂方额定连续使用年限为 5 年,但在适宜的操作条件下,也可能会有高达 8-10 年的使用寿命。 电容器发生故障时,可能不会立即出现任何可见的影响,但其他电容器必须承担额外的工作负载, 这可能会缩短它们的使用寿命。在许多情况下,电容器故障会触发 UPS 切换到旁路模式,此时电容器将无法保护下游负载。 在预防性维护过程中检测电容器有助于优化电容器的性能,同时还可延长其使用寿命。

 

     空气过滤器。

因为灰尘可能会阻塞空气过滤器,导致 UPS 因为过热而停机,所以,必须每个月检查一次空气过滤器。

更换过滤器是有效的 UPS 维护计划中成本较低的部分。

 

     电源。

虽然 UPS 可能有冗余电源,但电源可能会出现输入电涌,这可能导致出现意外的电压和过热。

建议进行定期检测以探测潜在的问题。

 

     输入滤波器。

需要对输入滤波器的电流、参数和物理状况进行检查和检测。 输入滤波器有助于减少 UPS 到输入线路的总谐波失真 (THD)。 但是,根据输入线路电气干扰的数量,滤波器可能会尝试纠正整个装置的谐波失真,从而导致线缆和节流器过热。

 

     接触器。

由于接触器可能会吸附细尘及其他电阻表面物质

检测和清洁可以防止过早发生故障。

 

     吸持继电器或焊接继电器。

如果不发生紧急的状态变化事件,可能都不会注意到这些继电器。 定期检测可以探测到潜在的问题,防患于未然。

 

     电机操作器。

应在断开断路器后检查这些装置是否操作正常;这是例行预防性维护访问中的一项措施。

 

     固件升级。

因为升级会采用最新的操作增强功能,因此应完成升级以确保与新的负载设备兼容,保证 UPS 以最佳状态运行。技术人员可以在例行服务过程中完成这些升级。

 

     瞬时电涌保护器 (TVSS) 完整性必须验证金属氧化物变阻器 (MOV) 装置是否正常工作,未被过量瞬时电流损坏。

 

 

 

 

达到 UPS 最佳性能

组成 UPS的多个组件都明显可能发生故障时,预防性维护服务计划可以确保这些部件得到定期检查,极大地降低负 载损耗的风险,同时还能延长 UPS 的整体使用寿命。

 

根据选择的维护协议类型,受过培训的技术人员甚至可以监控 UPS的性能,远程诊断问题,以及全天候响应紧急情况。 事实上,如果您签署了适当的服务协议,那么在发生停机事故时,会在您甚至没有意识到问题存在时问题就已得到解决。

 

要达到设备的最佳性能,预防性维护至关重要。受过培训的技术人员进行的系统性检测测试和清洁可以确保 UPS 的各种电气和机械组件发挥出其最大潜力。 如果能检测出问题并在问题发展成明显并且经常带来巨大损失的问题之前解决问题,UPS 就可以达到预期的最佳性能。

 

 

通过受过训练和认证的技术人员实施全面的预防性维护服务计划,可以减少所需的部件更换次数,同时显 著延长 UPS 的使用寿命。

 

 

提高投资回报率

对于许多企业,测量 UPS 的投资回报率 (ROI) 很简单,因为一次停机事件造成的损失就可能超过网络保护的所有费用。 稳妥的预防性维护不仅可以降低停机的风险,还可以通过延长设备使用寿命及降低更换成本而降低总体拥有成本。

 

 

UPS 维护计划可以为设备提供额外的保障。 考虑到即使最短暂的停机时间也可能导致上成千上万的损失这一事实,掏出钱来投资于有效的预防性维护计划很快会在 ROI 上收回投资,更不用说使用设备时的安心和放心。

 

 

几十年的经验告诉我们,定期的预防性维护不仅可以延长 UPS 的使用寿命,也可以延长电池的使用寿命。在许多情况下,电池寿命如果没有定期维护会降低一半。

 

 

评估与实施预防性维护计划关联的潜在节约的一种常用方法是计算组织的停机成本。 此项评估应包括直接成本和间接成本,例如,损失的业务机会,恢复服务器、人员停工以及商誉受损的成本。 在有些应用中,还应包括对安全性的潜在影响。 许多关键任务客户可以计算其因业务中断造成的停机成本和错失商机成本。 抵御这些风险的重要性越来越高,因为保险商和风险管理者对潜在损失的重要性的认识越来越清楚。

 

 

基本的停机情形假设

1. 停电持续时间(小时)

2. 停电影响的人数

3. 员工平均成本(每年)

4. 生产力损失(停电期间的比例)

5. 正常业务平均收入(每天)

6. 损失的收入比例(停电期间不可恢复的损失)

 

 

生产力总损失

7. 每小时工作平均成本(按每周 40 小时计算)

8. 每个员工的每天平均成本(按每天 8 小时计算)

9. 每个员工生产力损失(每天)

 

 

收入总损失

10. 每天收入总损失

 

 

无形损失

11. 商誉

12. 永久业务损失

13. 合规性/报告处罚

14. 应有服务合约

15. 商机损失

16. 其他 停电

 

 

有效的预防性维护计划纲要

有许多推荐的措施可以确保 UPS 持续保持完整,其中包括:

²  UPS设备和电池每年安排一次预防性维护

²  获得受过培训的技术人员针对特定 UPS 型号的快速紧急响应

²  现场部件库存或者车载所需部件的现场技术人员

²  在升级过程中获得技术支持和设计工程资源

²  通过每月趋势分析报告、全天候报警通知以及与现场技术人员的快速响应联系进行远程监控

²  坚持执行建议的部件更换周期(特别是对于电池和电容器之类的易损耗物品)

²  了解 UPS 生命周期、扩展功能和总体拥有成本

²  全天候接触呼叫中心专家和本地技术人员

²  维护准确的记录

 

因为多数电池的寿命为三到五年,因此对它们进行定期检测至关重要。 考虑到单个电池槽故障就可能导致 UPS 失效这一事实,电池测试并根据需要进行更换是恰当的 UPS 维护计划的一个基本内容,大多数客户可以选择半年 VRLA 或每季度湿电池预防性维护。

 

 

电池和 UPS 维护计划方面的一个新趋势是部署一个电池监控系统,持续测量并报告单个电池是否不再符合出厂规格。通过允许获得资格认证的提供商远程监控电池系统,企业因为知道有专家一直在观察和释读数据,因此可 以放心。 倾向于自我监控的客户提供的负载损耗报告经常会披露出这些问题:监控的输出结果未查看,或者释读错误。 负载损耗报告还显示,许多时候,没有有效的流程在电池故障报警与及时的更换之间建立联系。

 

 

成功的维护计划要考虑 UPS 的使用年限和实际损耗,确定特定设备与其预期使用寿命相关的情况。这还有助于客户制定重要更换物品(如电池和电容器)的预算;客户也可以选择将这些物品加入到相应的 维护协议中。 维护策略还应包括了解组织的追求目标以及这些目标在日常运营中的优先级。例如,系统的负载是否轻? 企业是否正在经历不寻常的增长? 运营必须达到怎样的灵活度,您的快速响应标准是什么? 是次日、当日还是两小时后? 评估了基本需求后,可以确定需要维护协议的设备的优先级,以及与之相应的服务级别。

 

 

典型的维护更换周期

下列指导原则可帮助您确定各种 UPS 组件的最佳更换周期:

 

电池寿命

待机使用:    VRLA 电池为三至五年, 湿电池寿命不固定

循环使用:    30% 放电为 1200 次循环,

50% 放电为 550 次循环,

100% 放电为 250 次循环

 

电容器:    每年检测一次。每七年更换一次,或者根据需要更换。可热插拔

 

 

风扇:              如果有冗余风扇或在旁路上,则可联机更换单元。 每年验证一次,每七年更换一次。 接线头:  卷曲所有机械电线接头,每年进行一次目测和热检测。

 

空气过滤器:   每年更换一次,或者根据需要更换。

 

 

用于优化可用性的常见 UPS 测试

以系统可用性或正常运行时间为指标所确定的最成功的 UPS 安装包括得到积极执行的预先拟定的维护方案。

有效的维护策略包括多种应定期执行的功能测试和组件检查。 具体地说,在监控关键运营参数(如电压、频率、电流和温度)的过程中,应进行运营测试或展开主要的预防性维护活动(通过其各种状态变化模式完成 UPS 使用周期)。 以下是一些典型的运营测试:

 

 

1) 转换到旁路并返回 UPS此项测试检查静态开关以及旁路断路器电机操作器或接触器。该项测试的间隔至少应有一年,可以在维护旁路上带负载进行测试。

2) 电池操作和返回:此项测试有时候与传输到发电机支持及返回到正常测试一起进行,通常每月进行一次,测试 UPS、发电机以及自动转接开关 (ATS) 等功能。

3) 负载平衡评估:此项测试检查可能在接近 100% 的某个相位的负载。 要限制可能出现的超负荷,可以在必要时重新分配负载。 必须注意的是,任何一个相位都可能超负荷,触发意外的报警或转换,即使其他两个相位只是有少量负荷时也是如此。

4) 相位旋转/场地布线检查:此项测试检测超出限制的旁路报警或场地布线故障;正常的场地布线更 改或维护有可能导致发生这些报警或故障。 这些问题可能要等到尝试转换到旁路时才能检测到。

5) 听声测试:有经验的技术人员应耳测不正常的运行声音,特别是放电声、风扇轴承噪音或同步问题

,包括摆动声和节拍频率。 这些微妙的暗示可能很容易被不熟悉需要警惕的声音的用户忽略。

6) 操作员进修培训:由于大多数供电中断是人为错误造成的,因此应持续关注以确保并记录所有能接触 UPS 及关联的开关装置的人员对系统的操作和任何不正确活动的后果有充分的了解。

 

 

结论

每个 UPS 中都有寿命有限的组件,必须根据厂商的说明进行更换。要确保这些部件得到恰当的关注并在需要时进行更换,定期维护至关重要。

 

 

有效的预防性维护策略可能是可采用的最具成本效益的措施之一,可以确保重要设备和整体业务的持续健 康。 因为定期维护活动可以极大地提高 UPS 的可靠性和性能;预防性维护不但可以显著减少停机,它还是端到端解决方案的一个重要组成部分,可以 保持重要的网络在面临多种威胁时以最佳性能运行。

 

 

 

 

                                                                                                             

 

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2013-08-12

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