隨著中國移動正式對4G網(wǎng)絡進行商用以及寬帶網(wǎng)絡進入光纖入戶，整個通信行業(yè)對于數(shù)據(jù)交換的需求爆炸式的增長，對于機房維護的工作難度也日益增加.機房的設備正常穩(wěn)定運行關乎數(shù)據(jù)的安全甚至較大的經(jīng)濟損失，而大多的運行故障和電源的穩(wěn)定性有關，因此現(xiàn)代化的機房都具有市電、UPS、蓄電池、柴油發(fā)電機的綜合供電方式。傳統(tǒng)的維護中我們使用的萬用表/鉗表等基礎儀器對于精密的設備檢測存在局限性，需要采用更為方便快捷的測試儀器，本文將重點介紹手持示波器在機房電源維護中的一些應用情況：

手持示波器和傳統(tǒng)示波器及萬用表相比具有以下特點：

1. 多功能性：同時具有示波器/萬用表/電能質(zhì)量波形記錄儀等功能，可以同時滿足機房電源設備多種測試需要

2.多通道測試：手持示波器具有2通道和4通道的輸入可以同時進行輸入，輸出，反饋等信號。

3.連續(xù)測試能力：通過數(shù)據(jù)監(jiān)測功能可以進行長時間的信號監(jiān)測，最長可以達到21個工作日。

4.微小故障及誤差的檢測：通過調(diào)節(jié)觀察時域和幅值信號，可以觀察到nm或者mv的信號變化對設備進行診斷。

1. 交流不間斷電源(UPS)

旁路開關/逆變切換時間

從UPS停止供電時起到電網(wǎng)直接供電時止或從電網(wǎng)直接供電轉(zhuǎn)換到UPS供電時止所需要的時間?？捎檬殖质静ㄆ饔涗洿怂矔r的UPS輸出電壓波形，由示波器上讀出切換時間。在線式UPS一般不會有斷點，但波形幅度會有瞬時變化，當旁路轉(zhuǎn)逆變時，相當于UPS的逆變器突然加載，輸出波形可能會有±10%的變化。測試該項指標時, 不應采用關斷逆變器的方法, 應用超載或手動控制切換置旁路。

一般情況，UPS開機瞬間是旁路工作，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)逆變的切換時間。

（1）測量前，先用頻率計檢測電網(wǎng)頻率應為50Hz+1％；

（2）閉合開關K1、K。使UPS工作正常，負載由UPS供電，然后打開開關K，旁路開關應導通，負載由旁路電源供電；

（3）閉合K：使UPS啟動，旁路開關應斷開，恢復UPS供電；

（4）上述轉(zhuǎn)換過程中，用存儲示波器測量旁路開關通斷切換過程的輸出電壓波形，依據(jù)波形計算出切換時間。

圖1. 旁路開關切換時間測試圖

2.發(fā)電機組

瞬態(tài)電壓/頻率調(diào)整率及電壓穩(wěn)定時間的測量

通過對瞬態(tài)電壓/頻率調(diào)整率及電壓穩(wěn)定時間的測量可以確保發(fā)電機組在切換及啟動時能夠迅速的進入穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài).

(1)加載方法：突加、突減負載，重復進行三次；根據(jù)產(chǎn)品技術說明書，突變負載分下列兩種：功率因數(shù)不超過0.4(滯后)、60％額定電流的三相對稱負載；額定負載(對額定功率大于250KW者可為50％額定負載)。

(2)用手持示波器測記負載突變時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、空氣相對濕度、大氣壓力。

(3)瞬態(tài)電壓調(diào)整率δUs(％)按下式計算：

式中：U一額定電壓，V；

Us一負載突變時的瞬時電壓最大值和最小值，V。當機組為三相機組時，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δUs計算值的平均值。

(4)電壓穩(wěn)定時間指從電壓突變時起至電壓開始穩(wěn)定在與穩(wěn)定電壓相差±δU范圍內(nèi)止所需的時間。用存儲示波器從電壓變化的圖線上讀出。

3.蓄電池

現(xiàn)有機房普遍采用蓄電池檢測儀對蓄電池的內(nèi)阻進行檢測來進行維護，根據(jù)美國AT&T的使用經(jīng)驗，采用手持示波器的關鍵功能可以對蓄電池綜合性能的檢測：

相位圖——通過查看相位圖，可以確認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。

趨勢圖——根據(jù)趨勢圖，把交換中心的負荷分配到蓄電池組上，記錄下其活動以便進一步分析。可以記錄和保存上一次測試時的讀數(shù)，檢驗蓄電池組性能是否下降。

頻譜分析——可以查看信號頻率，發(fā)現(xiàn)任何多余的頻率——利如交換中心的時鐘發(fā)出的噪音，也會給設備帶來無效的時鐘信號。

觸發(fā)選項 ——可以控制脈沖的寬度、振幅或邊緣幅度，截獲不易發(fā)覺的脈沖干擾或瞬變現(xiàn)象。

波形存檔——可以保存設備的性能歷史數(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. 圖中為對兩個獨立蓄電池組的電池的測試，說明電池2出現(xiàn)故障（第二條線）。在A點位置，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點位置，兩組電池同時裝載充電器，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)值及波形的測量

和傳統(tǒng)使用萬用表測量電壓的方式相比，用手持波器測量電壓，不但能測量到電壓值的大小，同時也能觀察到電壓的波形，尤其能正確的測定波形的峰值及波形各部分的大小。對于測量某些非正弦波形的峰值或波形某部分的大小，手持示波器測量法就是必不可少的。

用手持波器測量電壓時，不但可以利用屏幕上的光標對波形進行直接測量，并能在屏幕上顯示測量數(shù)據(jù)。

交直流供電頻率測量

交流輸出頻率及頻率穩(wěn)定精度的測量，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，相位差過大容易造成設備的保護設備的誤啟動甚至設備的損壞，傳統(tǒng)萬用表只能可以使用手持示波器接入三項供電系統(tǒng)觀察三項供電輸出的相位角差，判斷是否存在較大的相位差問題

交流電源紋波/紋波系數(shù)

整流設備輸出電壓中的紋波可能導致電源效率降低；影響數(shù)字電路的邏輯關系；干擾信號的正常傳遞等等。較強的紋波會產(chǎn)生浪涌電壓或電流，有可能燒毀用電設備?？梢杂檬殖质静ū韺y波值進行測量。

穩(wěn)壓電源穩(wěn)定時間

對應電源電壓波動和(或)負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，將輸入電壓相對于額定值階躍變化＋10％和一10％時，輸出電壓到達穩(wěn)壓精度范圍內(nèi)的時間。應不大于1.5S。

開關機過沖幅度檢查

在電網(wǎng)電壓為額定值，直流輸出電壓取浮充工作上限值，負載電流分別為100％額定值、50％額定值及輸出電流為0時，作開機和關機試驗，用手持示波器測量其輸出電壓值，開關電源最大峰值不超過直流輸出電壓整定值的土10％。

紋波測試接線

在直流配電屏輸出端并接0.1μF直流無極性電容器，電容器兩端以絞線平衡接入示波器探頭，測量時，調(diào)節(jié)手持示波表的時域來清晰的檢測雜音電壓。

案例：

某6脈沖整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流，對電池充電供應UPS并給安全自動裝置提供電源。

故障現(xiàn)象及原因：

充電機的晶閘管損壞，輸出電壓紋波高達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）。