隨著中國移動正式對4G網絡進行商用以及寬帶網絡進入光纖入戶，整個通信行業對于數據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.機房的設備正常穩定運行關乎數據的安全甚至較大的經濟損失，而大多的運行故障和電源的穩定性有關，因此現代化的機房都具有市電、UPS、蓄電池、柴油發電機的綜合供電方式。傳統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.連續測試能力：通過數據監測功能可以進行長時間的信號監測，最長可以達到21個工作日。

4.微小故障及誤差的檢測：通過調節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直接供電時止或從電網直接供電轉換到UPS供電時止所需要的時間。可用手持示波器記錄此瞬時的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逆變的切換時間。

（1）測量前，先用頻率計檢測電網頻率應為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，依據波形計算出切換時間。

圖1. 旁路開關切換時間測試圖

2.發電機組

瞬態電壓/頻率調整率及電壓穩定時間的測量

通過對瞬態電壓/頻率調整率及電壓穩定時間的測量可以確保發電機組在切換及啟動時能夠迅速的進入穩態工作狀態.

(1)加載方法：突加、突減負載，重復進行三次；根據產品技術說明書，突變負載分下列兩種：功率因數不超過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、功率因數的穩定值，環境溫度、空氣相對濕度、大氣壓力。

(3)瞬態電壓調整率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。瞬態電壓調整率的考核值取三次試驗δUs計算值的平均值。

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

3.蓄電池

現有機房普遍采用蓄電池檢測儀對蓄電池的內阻進行檢測來進行維護，根據美國AT&T的使用經驗，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定。

趨勢圖——根據趨勢圖，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，檢驗蓄電池組性能是否下降。

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

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

波形存檔——可以保存設備的性能歷史數據。直接查看和保存最低電壓，波形以及一系列的參數,保存這些數據，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：

交流電壓數值及波形的測量

和傳統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據。

交直流供電頻率測量

交流輸出頻率及頻率穩定精度的測量，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，傳統萬用表只能可以使用手持示波器接入三項供電系統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

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。較強的紋波會產生浪涌電壓或電流，有可能燒毀用電設備。可以用手持示波表對紋波值進行測量。

穩壓電源穩定時間

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整到規定的穩壓精度范圍內所需的時間。記憶示波器在輸出端觀察，穩壓器在空載條件下，將輸入電壓相對于額定值階躍變化＋10％和一10％時，輸出電壓到達穩壓精度范圍內的時間。應不大于1.5S。

開關機過沖幅度檢查

在電網電壓為額定值，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，調節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）。