隨著中國(guó)移動(dòng)正式對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行商用以及寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入光纖入戶，整個(gè)通信行業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)交換的需求爆炸式的增長(zhǎng)，對(duì)于機(jī)房維護(hù)的工作難度也日益增加.機(jī)房的設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)乎數(shù)據(jù)的安全甚至較大的經(jīng)濟(jì)損失，而大多的運(yùn)行故障和電源的穩(wěn)定性有關(guān)，因此現(xiàn)代化的機(jī)房都具有市電、UPS、蓄電池、柴油發(fā)電機(jī)的綜合供電方式。傳統(tǒng)的維護(hù)中我們使用的萬(wàn)用表/鉗表等基礎(chǔ)儀器對(duì)于精密的設(shè)備檢測(cè)存在局限性，需要采用更為方便快捷的測(cè)試儀器，本文將重點(diǎn)介紹手持示波器在機(jī)房電源維護(hù)中的一些應(yīng)用情況：
手持示波器和傳統(tǒng)示波器及萬(wàn)用表相比具有以下特點(diǎn)：
1. 多功能性：同時(shí)具有示波器/萬(wàn)用表/電能質(zhì)量波形記錄儀等功能，可以同時(shí)滿足機(jī)房電源設(shè)備多種測(cè)試需要
2.多通道測(cè)試：手持示波器具有2通道和4通道的輸入可以同時(shí)進(jìn)行輸入，輸出，反饋等信號(hào)。
3.連續(xù)測(cè)試能力：通過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的信號(hào)監(jiān)測(cè)，最長(zhǎng)可以達(dá)到21個(gè)工作日。
4.微小故障及誤差的檢測(cè)：通過(guò)調(diào)節(jié)觀察時(shí)域和幅值信號(hào)，可以觀察到nm或者mv的信號(hào)變化對(duì)設(shè)備進(jìn)行診斷。
1. 交流不間斷電源(UPS)
旁路開(kāi)關(guān)/逆變切換時(shí)間
從UPS停止供電時(shí)起到電網(wǎng)直接供電時(shí)止或從電網(wǎng)直接供電轉(zhuǎn)換到UPS供電時(shí)止所需要的時(shí)間?？捎檬殖质静ㄆ饔涗洿怂矔r(shí)的UPS輸出電壓波形，由示波器上讀出切換時(shí)間。在線式UPS一般不會(huì)有斷點(diǎn)，但波形幅度會(huì)有瞬時(shí)變化，當(dāng)旁路轉(zhuǎn)逆變時(shí)，相當(dāng)于UPS的逆變器突然加載，輸出波形可能會(huì)有±10%的變化。測(cè)試該項(xiàng)指標(biāo)時(shí), 不應(yīng)采用關(guān)斷逆變器的方法, 應(yīng)用超載或手動(dòng)控制切換置旁路。
一般情況，UPS開(kāi)機(jī)瞬間是旁路工作，之后轉(zhuǎn)向逆變工作，用記憶示波器記錄此瞬時(shí)的UPS輸出電壓波形，由示波器上可讀出旁路轉(zhuǎn)逆變的切換時(shí)間。
（1）測(cè)量前，先用頻率計(jì)檢測(cè)電網(wǎng)頻率應(yīng)為50Hz+1％；
（2）閉合開(kāi)關(guān)K1、K。使UPS工作正常，負(fù)載由UPS供電，然后打開(kāi)開(kāi)關(guān)K，旁路開(kāi)關(guān)應(yīng)導(dǎo)通，負(fù)載由旁路電源供電；
（3）閉合K：使UPS啟動(dòng)，旁路開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，恢復(fù)UPS供電；
（4）上述轉(zhuǎn)換過(guò)程中，用存儲(chǔ)示波器測(cè)量旁路開(kāi)關(guān)通斷切換過(guò)程的輸出電壓波形，依據(jù)波形計(jì)算出切換時(shí)間。
圖1. 旁路開(kāi)關(guān)切換時(shí)間測(cè)試圖
2.發(fā)電機(jī)組
瞬態(tài)電壓/頻率調(diào)整率及電壓穩(wěn)定時(shí)間的測(cè)量
通過(guò)對(duì)瞬態(tài)電壓/頻率調(diào)整率及電壓穩(wěn)定時(shí)間的測(cè)量可以確保發(fā)電機(jī)組在切換及啟動(dòng)時(shí)能夠迅速的進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài).
(1)加載方法：突加、突減負(fù)載，重復(fù)進(jìn)行三次；根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書(shū)，突變負(fù)載分下列兩種：功率因數(shù)不超過(guò)0.4(滯后)、60％額定電流的三相對(duì)稱負(fù)載；額定負(fù)載(對(duì)額定功率大于250KW者可為50％額定負(fù)載)。
(2)用手持示波器測(cè)記負(fù)載突變時(shí)三相交流線電壓的變化，記錄有功功率電壓、電流、功率因數(shù)的穩(wěn)定值，環(huán)境溫度、空氣相對(duì)濕度、大氣壓力。
(3)瞬態(tài)電壓調(diào)整率δUs(％)按下式計(jì)算：
式中：U一額定電壓，V；
Us一負(fù)載突變時(shí)的瞬時(shí)電壓最大值和最小值，V。當(dāng)機(jī)組為三相機(jī)組時(shí)，Us取三線電壓的平均值。瞬態(tài)電壓調(diào)整率的考核值取三次試驗(yàn)δUs計(jì)算值的平均值。
(4)電壓穩(wěn)定時(shí)間指從電壓突變時(shí)起至電壓開(kāi)始穩(wěn)定在與穩(wěn)定電壓相差±δU范圍內(nèi)止所需的時(shí)間。用存儲(chǔ)示波器從電壓變化的圖線上讀出。
3.蓄電池
現(xiàn)有機(jī)房普遍采用蓄電池檢測(cè)儀對(duì)蓄電池的內(nèi)阻進(jìn)行檢測(cè)來(lái)進(jìn)行維護(hù)，根據(jù)美國(guó)AT&T的使用經(jīng)驗(yàn)，采用手持示波器的關(guān)鍵功能可以對(duì)蓄電池綜合性能的檢測(cè)：
相位圖——通過(guò)查看相位圖，可以確認(rèn)蓄電池輸出是否存在相位差，確保蓄電池輸出的正常和穩(wěn)定。
趨勢(shì)圖——根據(jù)趨勢(shì)圖，把交換中心的負(fù)荷分配到蓄電池組上，記錄下其活動(dòng)以便進(jìn)一步分析?？梢杂涗浐捅４嫔弦淮螠y(cè)試時(shí)的讀數(shù)，檢驗(yàn)蓄電池組性能是否下降。
頻譜分析——可以查看信號(hào)頻率，發(fā)現(xiàn)任何多余的頻率——利如交換中心的時(shí)鐘發(fā)出的噪音，也會(huì)給設(shè)備帶來(lái)無(wú)效的時(shí)鐘信號(hào)。
觸發(fā)選項(xiàng) ——可以控制脈沖的寬度、振幅或邊緣幅度，截獲不易發(fā)覺(jué)的脈沖干擾或瞬變現(xiàn)象。
波形存檔——可以保存設(shè)備的性能歷史數(shù)據(jù)。直接查看和保存最低電壓，波形以及一系列的參數(shù),保存這些數(shù)據(jù)，以備將來(lái)所用，這樣利于我完整地了解蓄電池組的性能情況。
圖2. 圖中為對(duì)兩個(gè)獨(dú)立蓄電池組的電池的測(cè)試，說(shuō)明電池2出現(xiàn)故障（第二條線）。在A點(diǎn)位置，兩組蓄電池都卸載了充電器。電池1的充電情況不變，但電池2顯示其電壓急劇下降。在B點(diǎn)位置，兩組電池同時(shí)裝載充電器，電池2的故障仍然非常明顯。
4.通信電源供電系統(tǒng)：
交流電壓數(shù)值及波形的測(cè)量
和傳統(tǒng)使用萬(wàn)用表測(cè)量電壓的方式相比，用手持波器測(cè)量電壓，不但能測(cè)量到電壓值的大小，同時(shí)也能觀察到電壓的波形，尤其能正確的測(cè)定波形的峰值及波形各部分的大小。對(duì)于測(cè)量某些非正弦波形的峰值或波形某部分的大小，手持示波器測(cè)量法就是必不可少的。
用手持波器測(cè)量電壓時(shí)，不但可以利用屏幕上的光標(biāo)對(duì)波形進(jìn)行直接測(cè)量，并能在屏幕上顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。
交直流供電頻率測(cè)量
交流輸出頻率及頻率穩(wěn)定精度的測(cè)量，使用手持示波器可以快速的確定交流電壓及電流的頻率是否準(zhǔn)確。
（a）單相供電接線圖
（b）三相供電接線圖
三相輸出電壓相位差
在三相供電系統(tǒng)中，相位差過(guò)大容易造成設(shè)備的保護(hù)設(shè)備的誤啟動(dòng)甚至設(shè)備的損壞，傳統(tǒng)萬(wàn)用表只能可以使用手持示波器接入三項(xiàng)供電系統(tǒng)觀察三項(xiàng)供電輸出的相位角差，判斷是否存在較大的相位差問(wèn)題
交流電源紋波/紋波系數(shù)
整流設(shè)備輸出電壓中的紋波可能導(dǎo)致電源效率降低；影響數(shù)字電路的邏輯關(guān)系；干擾信號(hào)的正常傳遞等等。較強(qiáng)的紋波會(huì)產(chǎn)生浪涌電壓或電流，有可能燒毀用電設(shè)備?？梢杂檬殖质静ū韺?duì)紋波值進(jìn)行測(cè)量。
穩(wěn)壓電源穩(wěn)定時(shí)間
對(duì)應(yīng)電源電壓波動(dòng)和(或)負(fù)載電流變化而引起的輸出電壓調(diào)整到規(guī)定的穩(wěn)壓精度范圍內(nèi)所需的時(shí)間。記憶示波器在輸出端觀察，穩(wěn)壓器在空載條件下，將輸入電壓相對(duì)于額定值階躍變化＋10％和一10％時(shí)，輸出電壓到達(dá)穩(wěn)壓精度范圍內(nèi)的時(shí)間。應(yīng)不大于1.5S。
開(kāi)關(guān)機(jī)過(guò)沖幅度檢查
在電網(wǎng)電壓為額定值，直流輸出電壓取浮充工作上限值，負(fù)載電流分別為100％額定值、50％額定值及輸出電流為0時(shí)，作開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)試驗(yàn)，用手持示波器測(cè)量其輸出電壓值，開(kāi)關(guān)電源最大峰值不超過(guò)直流輸出電壓整定值的土10％。
紋波測(cè)試接線
在直流配電屏輸出端并接0.1μF直流無(wú)極性電容器，電容器兩端以絞線平衡接入示波器探頭，測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)手持示波表的時(shí)域來(lái)清晰的檢測(cè)雜音電壓。
案例：
某6脈沖整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流，對(duì)電池充電供應(yīng)UPS并給安全自動(dòng)裝置提供電源。
故障現(xiàn)象及原因：
充電機(jī)的晶閘管損壞，輸出電壓紋波高達(dá)4V（峰-峰值）。
解決方法：
更換故障器件，紋波電壓降至0.5V（峰-峰值）。
