UPS 功率易耗元件的维护检修方法研究

文/刘敏灵

本文主要对UPS（即不间断电

源系统）中功率易耗件的类型、

分布及功能进行介绍，并结合城

市轨道交通中使用的UPS 设备日

常维护、检修及故障情况，探究

UPS 中直流母排、可控硅模块、

IGBT 模块等常见大功率易耗件的

维护检修方法，为日常故障判断

及处理提供技术参考。

摘 要

稳压等作用，能有效消除整流器产生的谐波干

扰，输出稳定、纯净的直流电源。它能够保障

UPS 蓄电池组得到稳定的充电电压，延长电池

组寿命；同时，它能够为DC/AC 逆变模块提

供纯净的输入信号，避免逆变模块受干扰脉冲

影响，造成IGBT 被击穿或误动作，引起电路

短路过流，进而造成UPS 系统故障损坏。

在日常维护检修中，可通过查看电容表面

顶盖周围是否膨胀、电解电容是否漏液等方式

来判断电容是否老化。电容器的使用寿命随温

度的升高而减小，温度升高会加速介质与电解

液化学反应，耐压值下降。另外，温高会导致

漏电流增大，根据电流热效应，电容内部温度

持续上升并积累，电解液沸腾和汽化，气压迅

速增大，容易发生爆炸。因此，日常维护要注

意电容表面温度，并填写电容热成像温度记录

表，作为每年设备中修电容评估的依据。由于

UPS 中大功率电容常以电容组形式使用，若发

现个别电容出现老化故障，应该及时更换整个

电容组，确保设备安全稳定运行。

3 可控硅模块的维护检修

可控硅在UPS 系统主要作为静态开关，

实现主电路市电输入开关、负载供电模式切换

（即主电源或蓄电池供电）、静态旁路开关等

功能。当市电停电时，利用可控硅切换至电池

供电模式，确保系统不间断供电输出；当UPS

系统出现故障时，系统利用可控硅关断整流器

与逆变器等主电路模块，并切换至静态旁路，

系统从正常态无缝切换到旁路状态，保护负载

免遭摧毁性损坏。

单向可控硅的三个电极为控制极（G）、

阳极（A）和阴极（K）。其中，“阳极与阴极”

或“阳极与控制极”之间，等效于两个PN 结

串联，极间互不导通，正向或反向电阻都在几

百千欧以上，相当于开路；“控制极与阴极”

之间，等效于一个PN 结，正向电阻范围在几

欧到几百欧之间，反向电阻比正向电阻要大。

因此，在日常检修中，可通过万用表测量极间

电阻的范围，判断可控硅好坏。

本文选用SEMIKRON 的SKKT27B12E

可控硅作为参考，如图1 所示，其内部由两个

可控硅组成，可实现串联或并联连接。正常的

图2：FS35R12KT3 模块内部结构示意图

图1：SKKT27B12E 内部结构示意图

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