中船重工第七一二研究所是国家重点军工科研单位，是国内电力推进装置研究所。长海新能源公司依托七一二研究所的研发和人才优势，使公司具备国内研发平台和技术实力。公司研制、生产的蓄电池、密封阀控式铅酸蓄电池、牵引电池和绝缘化工材料等产品，广泛应用于铁路、船舶、电力、牵引机车、机电、家电及相关武器装备等领域。公司是舰船动力电池行业的领跑者，也是国内铁路电池和船舶电池的主要供货单位。牵引电池是我公司利用军工技术，自主研发的高性能蓄电池，具有工艺先进、容量大、寿命长、维修率低等显著优点，具备成为升级换代产品的优势。
6-FM系列产品适用范围:
1.通讯系统备用电源
2.电力系统
3.办公自动化系统电源
4.消防、安全及报警装置电源
5.电器、医疗设备及仪器仪表电源
正常情况下,UPS输出通过配电柜供给负载的三相火线对N的电压均为220VAC,N-PE间的零地电压一般小于10VAC。
但是,如果UPS输出端至配电柜间的N线异常断开,将导致配电柜及负载设备的零线变成悬浮的N'线(见图10),三相火线上接的所有负载设备从原来的220VAC工作电压通过悬浮的N'互相串联起来变成了三相三线星形工作方式,尽管此时UPS输出的三相线电压能稳定在380VAC,但由于各相负载功率的不平衡会导致悬浮的N'对PE电压产生飘移,严重不平衡时,N'对PE电压可高达200多伏,此时负荷轻的那相负载设备有些会因其输入电压超过300多伏而损坏,损坏后不工作又使得这相负荷变得更轻而加重不平衡度,恶性循环使其输入电压升的更高,致使更多设备烧毁。
2 如何防范零线故障,避免损坏UPS负载的建议
针对如何防范零线故障损坏UPS负载的隐患,建议可采取以下防范措施,以尽可能地避免零线故障的隐患损坏负载。
①定期检测零地电压,判断零线是否良好
正常情况下,零地电压小于10VAC。通过前面的故障案例分析可知,零线故障主要是“零-火接反”、“零线断”这两种情况,当然还包括零线接触不良、零线线径不够、零线谐波电流太大、火零漏电等其他情况。但它们都有一个共性,就是零线故障发生后,零地电压都会升高,前两种情况发生的零地电压基本等于火线对地的电压220VAC,后几种情况发生的零地电压与零线电阻、零线电流、谐波电流、漏电电流和接地电阻等因素有关。
因此,可以定期通过检测零地电压大小判断零线是否良好。若检测到零地电压异常,需仔细检查零线电压升高的来源,找到故障点即可采取合理措施排除故障原因从而有效避免零线故障的隐患损坏负载。
②尽可能选用具有“输入零-火线接反侦测”、“输入零线断侦测”等对零线故障有告警或保护功能的UPS产品。让UPS产品在关键时刻履行它自诞生起就被赋与的“保护关键负载不因市电故障而停机”这一首要光荣使命,真正实现它的意义和价值。
3 结束语
在实际应用中,这种看起来不起眼的“零线故障”是市电故障中常见的一种典型故障,通过对以上零线故障案例的分析可知,零线故障的隐患发生在UPS前、后都会对负载产生影响,甚至直接损坏负载。
重要的是:无论UPS产品本身设计制造的如何坚固可靠和高效,当零线故障发生在UPS输入侧时,如果没有及时采取有效的防范措施,这个故障的隐患一旦发生必然会直接导致UPS负载瞬间损坏!
UPS技术从上世纪60年代发展到今天的50年以来,毋庸置疑,UPS产品在稳定、先进、效率和可靠等方面得到了很大提高。现市场上各大UPS厂商几乎都把研发力量用在追求产品“更高效率、更高可靠性、数字化、智能化”,并且想方设法地把这些特性作为UPS产品的主要技术优势在宣传。
UPS产品作为一个位于市电与负载设备中间的有源设备,它从诞生那天起就始终担负着“保护关键负载不因市电故障而停机”这一首要光荣使命。诚然,厂商将以上特性当作努力提高UPS品质的方向是正确的。但是,这些附加功能和特性只有在它优质地完成好“保护关键负载不因市电故障而停机”这项首要使命的前提之下才具有意义和价值。否则,不管厂商投入多少研发力量和资金把UPS产品设计的固若金汤,能适应各种恶劣环境工作并且保护自身不坏,但若忽略了它的首要使命,当上面所列举市电输入零线故障的隐患发生时的瞬间就把负载设备烧坏了,对于用户来说,一切都是浮云!
因此,综合前面的分析可知,在实际的应用中尽管采用了UPS为关键设备提供电源,并且在此基础上还可结合各种冗余供配电架构提升数据中心的供电可用性,但仍不可轻视零线故障会对UPS负载产生直接损坏的严重隐患。