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1、仪表相关知识一、 UPS电池UPS是不间断电源(uninterruptible power system)的英文简称,是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。从原理上来说，UPS是一种集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备；UPS备用时间的长短是由UPS的储能装置决定的，现在的UPS一般都用全密封的免维护铅酸蓄电池作为储能装置，电池容量的大小由“安时数（AH）”这个指标反映，其含义是按规定的电流进行放电的时间。相同电压的电池，安时数大的容量大；相同安时数的电池，电压高的容量大，通常以电压和安时数共同表示电池的容量，如12V/7AH、12V/24AH、
2、12V/65AH、12V/100AH。后备式UPS一般内置4AH或7AH的电池，其备用时间是固定的；在线式与在线互动式UPS有内置7AH电池的标准机型，也有外配大容量电池的长效机型，用户可以根据需要实现的备用时间而确定配备多大容量的电池。 1.关于蓄电池寿命的说明 即使UPS使用的是同样的电池技术，不同厂家的电池寿命大不一样， 这一点很重要，因为更换电池的成本很高(约为UPS售价的30)。 电池故障会降低系统的可靠性。 电池温度影响电池可靠性温度对电池的自然老化过程有很大影响。详细的实验数据表明温度每上升摄氏5度，电池寿命就下降10，所以UPS的设计应让电池保持尽可能低的温度。所有在线式和后备
3、在线混合式UPS比后备式或在线互动式UPS运行时发热量要大( 所以前者要安装风扇)，这也是后备式或在线互动式UPS电池更换周期相对较长的一个重要原因。 电池充电器设计影响电池可靠性电池充电器是UPS非常重要的一部分，电池的充电条件对电池寿命有很大影响。 如果电池一直处于恒压或“浮”型电器充电状态，则UPS 电池寿命能最大程度提高。事实上电池充电状态的寿命比单纯储存状态的寿命长得多。因为电池充电能延缓电池的自然老化过程，所以UPS无论运行还是停机状态都应让电池保持充电。 电池电压影响电池可靠性电池是个单个的“原电池”组成，每一个原电池电压大约2伏， 原电池串联起来就形成了电压较高的电池，一个12
4、伏的电池由6个原电池组成，24 伏的电池由12个原电池组成。UPS的电池充电时，每个串联起来的原电池都被充电。 原电池性能稍微不同就会导致有些原电池充电电压比别的原电池高，这部分电池就会提前老化。只要串联起来的某一个原电池老化性能下降，则整个电池的性能就将同样下降。试验证明电池寿命和串联的原电池数量有关，电池电压越高，老化的就越快。UPS容量一定时，设计时应尽可能让电池电压最低，这样UPS电池寿命就越长，对于电池电压一定时，应选择数量少电压高的原电池串联的电池，不要选择数量多电压低的原电池串联的电池。有些厂家UPS的电池电压比较高，这是因为容量一定时，电压越高，电流就越小，就可选用较细的导线和
5、功率较小的半导体， 从而降低UPS成本。容量1KVA左右的UPS的电池电压一般为2496V。电池纹波电流影响电池可靠性理想情况下，为了延长UPS电池寿命， 应让电池总保持在“浮”充电或恒压充状态。这种状态下，充满电的电池会吸收很小的充电器电流，它称为“浮”或“自放电”电流。尽管电池厂商如此推荐，有些UPS的设计(很多在线式) 使电池承受一些额外的小电流，称为纹波电流。纹波电流是当电池连续地向逆变器供电时产生的，因为据能量守恒原理，逆变器必须有输入直流电才能产生交流输出。这样电池形成了小充放电周期，充放电电流的频率是UPS输出频率(50或60Hz)的两倍。普通后备式、在线互动式或后备铁磁式UPS
6、不会有纹波电流，其它设计的UPS会产生大小不等的纹波电流，这取决于具体的设计方法。只要检查一下UPS的结构图就能知道该UPS能否产生纹波电流。如果在线式UPS的电池在充电器和逆变器之间，那么电池就会有纹波电流，这是普通的“双变换”UPS。如果用截止二极管、继电器、变换器或整流器把电池与逆变器隔离开，那么电池就不会有纹波电流。当然这种设计的UPS不总是一直“在线”，所以这种UPS被称为“混合后备在线式”UPS。 总结：对UPS电池的维护，一般电池的厂商都保证其电池的使用寿命是3至5年，高品质的可使用更长时间，故可按二个检修周期（6年）更换电池。对于普通的稳压直流电源，从设计时考虑冗余供电，没有冗
7、余配置的应择机进行改造，按每个检修周期进行清灰作业，并对电源电容进行检测、按三个检修周期更换高品质电容，对于稳压直流电源整机不定期更换，损坏一台更新一台。二电磁阀以ASCO电磁阀为例说明：其产品按照国际标准设计和生产，电磁阀产品可满足各种应用的需要，控制不同液态及气态流体，并提供广泛的选择：其介质可以是易燃、易爆或腐蚀性的；压力可达到150巴；温度可以从-50C到300C；口径从1/8英寸至6英寸，产品包括普通型、防爆型、手动复位、本安型、滑动式、长寿型、蒸汽/热水专用及气控阀。ASCO提供的电磁阀有二通连接，三通连接，四通和五通连接，更有多种管接尺寸，范围从1/4到3。二通阀有常闭或常开两种
8、型式。在常闭型阀中，当线圈不通电时，主孔被关闭。在常开的阀中，当线圈不通电时，主孔是打开的。四通阀通常被用来控制双作用汽缸。这种汽缸是双向作用制动的，而不同于靠弹簧复位的单作用汽缸。四通阀可同时装有两个线圈，万一掉电时能防止阀复位。所有型号的阀都有多种阀体材料供选择；包括黄铜，铝，不锈钢和青铜等，根据所控制的流体的性质和所需的压力等级来选择。密封材料也能够从标准的丁腈橡胶到很多种其它类型，比如，氯丁（二烯）橡胶，氟橡胶, 乙丙烯橡胶等。压力等级的范围可以从高真空达到100bar或更多。电磁阀工作原理：电磁阀由两个基本功能单元组成：电磁线圈和磁芯。包含一个或几个孔的阀体。当电磁线圈通电或断电时，
9、磁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断。电磁线圈被直接安装在阀体上，磁芯被封闭在密封管中，构成一个简洁，紧凑的组合。根据电磁阀的结构特点，磁芯单元一般采用橡皮密封，其密封可靠，但寿命短（按200万次动作）。若采用硬质密封，寿命高（按5000万次动作），但有间隙漏气。从电磁阀在装置中的设计使用考虑，软密封已足够但要考虑密封件的老化失效，每个检修周期必须对电磁阀做动作重复测试，并按三个检修周期（10年左右）对密封件更换或清洗注油脂；电磁线圈因长期带电，可考虑按三个检修周期（10年）更换线圈，每个检修周期必须对线圈进行绝缘和线圈阻值测试；对重要的联锁回路可偿试用双线圈。对安装于现场的电磁阀加装防护罩，
10、可有效阻止进水和高温阳光照射，延长电磁阀的使用寿命。三、压力开关压力开关工作原理 压力开关独特的活塞/隔膜的工作原理设计，将活塞技术的高耐压和隔膜技术的精确性结合起来，使这些开关工作时具有高的灵敏度，重复性的范围是最高设定点2-5 。隔膜式压力开关 采用了隔膜设计压力开关是通过压力通接连接处的导压口作用于隔膜,使隔膜变形如果压力大到压力开关的报警动作点压缩弹簧后就会带动接触点.通过接触点的接通或打开信号来监控设备系统工作.活塞式压力开关 内置活塞与精密弹簧相连活塞的顶杆跟压力通接连接处的导压口相通，当压力变化时活塞的顶杆推动弹簧伸缩量发生相应变化，当压力达到设定值时，会触发预设的机械结构并发出
11、开关信号。从压力开关机械使用寿命考虑，一般动作次数10万次；性能好的动作次数可达40万次；触点的容量按250VAC，5A 纯阻性负载考虑；按三个检修周期更换微动开关；当压力开关校证时，复位压力的变化率在8%以内，均认为其在使用寿命内，否则，应考虑更换。四、继电器继电器额定工作电压的选择继电器额定工作电压是继电器最主要的一项技术参数。在使用继电器时，应该首先考虑所在电路(即继电器线圈所在的电路)的工作电压，继电器的额定工作电压应等于所在电路的工作电压。一般所在电路的工作电压是继电器额定工作电压的0.86。注意所在电路的工件电压千万不能超过继电器额定工作电压，否则继电器线圈容易烧毁。触点负载的选择
12、触点负载是指触点的承受能力。继电器的触点在转换时可承受一定的电压和电流。所以在使用继电器时，应考虑加在触点上的电压和通过触点的电流不能超过该继电器的触点负载能力。例如，有一继电器的触点负载为28V(DC)5A，表明该继电器触点只能工作在直流电压为28V的电路上，触点电流为5A，超过28V或5A，会影响继电器正常使用，甚至烧毁触点。继电器线圈在长时间处于连续通电或在温、湿度较高的环境中，线圈会被电蚀而引起断线；触点是继电器的重要构成要素，触点的状态明显受触点材料、触点的电压及电流值（特别是接入及断开时的电压、电流波形）、负载种类、通断频率、环境状况、接触形式、触点的通断速度等影响，以触点的移动现
13、象、粘连、异常消耗、接触电阻的增大等故障现象出现。根据继电器的使用寿命估算，一般触点寿命可达100万次，线圈寿命可达10万次，而应用中实际的动作次数远远不会达到，但对于触点驱动大电流设备的继电器，可考虑触点移动导致的使用寿命降低，按三个检修周期进行继电器的更换；对个别使用环境恶劣的地方，如高温、高腐蚀性气体的场所，也可适当考虑。室内密集安装的继电器柜应定期进行温度测试，保证继电器工作在好的工作环境下。五、保险丝保险丝的工作原理：保险丝通电时，由电能转换的热量使可熔体的温度上升，正常工作电流或允许的过载电流通过时，产生的热量通过可熔体、外壳体向周围环境辐射，通过对流、传导等方式散发的热量与产生的
14、热量逐渐达到平衡。如果产生的热量大于散发的热量，多余的热量就逐渐积聚在可熔体上，使可熔体温度上升，当温度达到和超过可熔体的熔点时，就会使可熔体熔化、熔断而切断电流，起到了安全保护电路的作用。保险丝按熔断特性可分为：快速熔断型、中等延时熔断型、延时熔断型。保险丝的术语：额定电流：保险丝管的公称工作电流（正常条件下，保险丝长期维持正常工作的最大电流）；额定电压：保险丝的公称工作电压（保险丝断开瞬间，能安全承受的最大电压）；分断能力：当电路中出现很大的过载电流时，保险丝能安全切断电路的最大电流，它是保险丝的最重要的安全指标。过载能力：保险丝能在规定时间内维持工作的最大过载电流。当流经保险丝的电流超过
15、额定电流时，一段时间后熔体温度将逐渐上升以至最后被熔断。UL标准规定：保险丝维持工作4小时以上，最大不熔断电流是额定电流的110%；IEC标准规定：保险丝维持工作1小时以上，最大不熔断电流是额定电流的150%；影响保险的寿命因素：A.工作环境温度：环境温度过高，有损于保险丝的寿命，延时型（慢熔断型）保险丝如锡球型，温度约等于160时锡开始向金属丝扩散；快速熔断型保险丝的可熔体（金属丝）开始较剧烈氧化的温度约等于200，随熔丝由外向里的氧化、多次的扩散、热应力疲劳等，保险丝的寿命将逐渐缩短。因而建议延时型保险丝熔丝不应长时间在160以上工作；快速熔断型保险丝不应长时间在200以上工作。 B.脉冲电流：不断的脉冲冲击，会产生热循环，从而致使熔丝的扩散、氧化、热应力等产生，保险丝将随着脉冲能量和次数的增加而逐渐老化。保险丝的抗冲击寿命，取决于脉冲的I2t占保险丝本身I2t的百分比.在小于20%时，保险丝可承受10万次以上的冲击。C.保险丝老化的影响：保险丝老化后，相当于额定值下降，在较小的过载电流下即切断电路。一般保险丝若没有大电流的冲击，均可保持较长的使用寿命，对于玻璃管式保险丝可观察保险丝与金属接触面积，若接触面积增大，可考虑更换。平时，注意对机柜间温度的观察，保持较好的工作环境。可按三个检修周期对联锁、控制回路的保险丝进行更换，保险丝统一选用品牌，联锁回路选用延时熔断型。
