UPS고장원인 및 대책

[희동이]

UPS고장원인 및 대책

1)  평상시 잘 사용하다가 정전시 같이 정전된다(꺼져버린다)

가. 내장 BATTERY가 불량이다.                

           - 수명이 다된 경우 : UPS에 아무것도 연결하지 않고 정전시키면 꺼진다.

           - 충전이 안되어 있는 경우 : UPS를 약 12시간정도 켜놓았다가 정전시켜 본다.(12시간 이면 충전은 된다)

           - 밧데리 불량인 경우

나. 바이패스 상태에서 사용중이었다.

           - 인버터를 기동하지 않은 상태에서 상용전원으로 사용중에 정전되면 꺼진다.

           - 인버터로 기동해도 동작을 하지 않는다.(서비스 의뢰: 장비고장)

           - 인버터로 기동을 하는데 절체가 되지 않는다.

             (주로 동기상태 이상. 입력전원이 심하게 찌그러져 있다든지 하면 동기 절체가 되지 않는다. ON-LINE 경우)

2) 모니터나 본체를 켤 때만 삐하는 경보음 동작을 한다.

       (껐다 켜면 제대로 동작한다)

        가. 모니터등의 순간 과전류로 인하여 과전류 경보가 동작하는 경우:

            21인치등 큰 것일수록 심하고 UPS의 용량을 키우던지 아니면 BYPASS 사용상태에서 모니터를 켜고 인버터를 기동하

            는 방법이 있다.

3) 정전시 SAVE시키기도 전에 꺼져 버린다.

       (정전보상 시간이 짧다)

        가. 사용용량을 초과하여 사용하고 있다(필요한 기기만 연결사용 권장)

        나. 충전이 부족한 상태에서 정전이 되었다.

           - 정전이 자주 되어 충전이 완전히 되어있지 않은 상태인 경우

           - UPS를 꺼놓았다가 다시 사용하는 경우:충전이 되지 않은 상태

           - 내부의 충전부위가 고장이다.(서비스 의뢰)

        다. 밧데리 불량인 경우

4) UPS를 설치한 후에 모니터 화면이 심하게 떨린다.(화면이 흔들린다)

        가. UPS 본체가 모니터와 너무 가깝게 설치되어 있다.

            -  약 1.5m이상 거리를 둔다.(노이즈 발생원인 때문)

        나. 전압이 너무 높거나 낮게 설정(동작)되어 있다.

            - 서비스 의뢰하여 전압조정한다.(고장수리 한다)

5) 인버터 기동한후 절체 순간에 전산장비가 재 부팅된다.

        가. OFF-LINE 방식인 경우: UPS의 절체시간이 너무 길거나 전산장비가 너무 예민하다

          (주로 소용량인 경우 릴레이로 절체하는 경우가 있다. 이 경우는 UPS를 ON-LINE TYPE으로 바꿔야 한다.)

        나. UPS내부의 절체용 반도체(소용량인 경우 주로 TRIAC)가 소손되었다.

        다. FUSE가 소손되는 경우도 있다.(바이패스용 휴즈 및 바이패스 차단기 확인)

6) 정상적으로 사용도중 경보음이 발생한다(주로 정전 경보음)

        가. 입력전압이 허용치 이하이다(주로 정격전압의 -10%)

        나. 입력 BYPASS용 FUSE가 단선되었다.

             (이런 경우는 주로 절체용 TRIAC도 소손되어 있는 경우가 많다)

        다. 장비 고장

7) UPS 나 연결되어 있는 전산 시스템의 CASE를 만지면 찌릿하게 전기가 온다

        가. UPS나 전산장비가 누전되고 있다.

             (주로 UPS쪽의 입출력 배선을 자세히 확인한다:주로 설치시 단자대 연결상태가 좋지 못해 누전되는 경우가 많다)

           - 코드를 반대로 끼워본다(HOT LINE와 NEUTRAL LINE을 바꿈) 

              UPS와 연결 전산장비 둘다 해당

           - 전압계가 있으면 CASE와 접지(창문틀이나 샤시등)의 전압이 220V 나오는지 확인하고 나오면 서비스 의뢰한다.

             (감전될 우려있음)

           - 전기실이나 변전실 기사가 누전경보가 뜬다고 애기한다.

              (상기 조치를 해본후 서비스 의뢰한다)

        나. UPS가 접지가 되어있지 않은 경우

             (배선을 클립에 연결하여 창문틀이나 샤시에 UPS CASE를 접지 시킨다.)

              닿는 순간 심한 스파크가 튀면 상기 가항의 두 번째의 증상이므로 서비스 의뢰한다.)

8) UPS의 소음이 크다.

        가. 내부 방열용 FAN 구동소음인지 확인한다.

             (일정온도 이상인 경우에만 FAN이 동작하는 장비도 있다)

             (FAN의 노후화나 고장인 경우 소음이 상당히 커지는 경우도 있다)

        나. UPS CASE(COVER)가 떨리면서 나는 소음인 경우도 있다.

             (상부를 지긋이 눌러본다)

        다. 커졌다 작아졌다를 반복한다.

             (내부 고장인 경우나 과부하 상태인 경우가 있다. 서비스 의뢰)

        라. 장비의 노후화로 내부 TR(Trans)의 소음이다.

             (사용기간이 지날수록 서서히 증가하는 경우가 많다.)

        마. 찌 하는 소음(초음파 같은:아주 귀에 거슬리는 듯한)이 들린다.

             (주로 인버터의 동작으로 인한 소음으로 별 방법은 없다. 별도로 장소를 옮기든지

              하는 수밖에 없다.)

9) 정상적으로 사용도중이나 모니터 켜는 순간, 처음 기동순간, 인버터 기동 순간 퍽하는 소리와

   함께 UPS가 OFF(DOWN)되었다.

        가. 이런 증상은 동작 상태 불안정등인 경우로 거의 UPS 자체 결함이거나 노후화로 인한

            경우이다.

            -  내부 MAIN 반도체(IGBT, TR, FET)의 소손 

            - 전해 콘덴서의 파손(이 경우는 소리가 크며 내부에서 연기가 발생하고 이물질이 사

              방에 틘다 -UPS 내부에)

            - 기타 PCB(부품 기판)내의 부품 소손

10)  인위적인 정전시험에는 문제 없으나 실제 정전시에 UPS가 DOWN된다.

    * 이런 경우가 실제 현장에서 종종발생하는 경우가 있다.

      정전시에 UPS기능이 동작하지 못하고 동시에 정전되는 경우가 있다.

      서비스 직원이 와서 인위적으로 UPS입력 NFB를 차단하여 정전시험을 하면 정상적으로 정전 보상이 되나 실제 전체가 정전

      시에는 정전보상을 하지못하고 꺼져 버리는 경우가 있다.

      인위적인 차단 시험은 UPS 입력만 차단하여 외부의 영향을 가장 적게 받은 상태에서이며 전체 정전시에는 다음과 같은

      서어지가 전원라인(UPS 입력)에 타고 들어올수 있다.

    - 천장의 형광등도 동시에 정전된다. 이것은 형광등내에 있는 안정기의 전원차단 직후 발생하는 역기전력으로 인한 서어지

      발생이 될수 있다.

    - 상기와 같은 내용처럼 다른 전기기기의 전원차단 순간 발생하는 서어지이다.

    - 건물내의 입력 변압기 차단직후 역기전력의 서어지전압이다.

      이처럼 여러 가지 원인이 있으며 이 서어지(순간 몇 Volt에서 수천 Volt)로 인한 UPS내부 영향이 가장 심증이 가는 부분이

      다. 기술적인 설명에서 심증이란 것이 적당한 단어가 아니지 만학술적인 정확한 Data가 없기 때문이므로 이해해주기

      바란다.

      이 원인을 전제로 여러 가지 발생원인을 추정하여 조금이나마 원인파악 하는데 도움이 되고자 한다.

가. Control 부의 CPU 반도체칩의  순간 오동작이다.

      - 내부에 CPU Chip을 사용하는 경우에 가장 많이 발생하는 경우이다.

        일반적으로 리니어한 동작을 하는 것이 아니라 클럭펄스로 동작하는 반도체가 이런 서어지를 클럭으로 인식하여 오동작

        을 하는 경우가 있다.

        실제 만능기판으로 조립시험하는 과정에서 납땜인두(45W)의 접촉불량으로 인해 CPU동작이 Hault가 난 경우가 있었다.

        물론 CPU 시험중 주변 보호 하드웨어가 충분하지 못한 상황에서 발생한 일이지만 상기 서어지에 의해 문제 발생 소지도

        지나칠수 없는 부분이다.

나. 절체용 SCR의 오동작이다.

- 출력 Bypass용 절체 SCR의 Gate 전압이 주로 5Volt이하이다.

  순간적인 Pulse가 Gate에 인가하면 SCR은 동작을 하게 되어있다.

다. Control Board내의 전체적인 오동작이다.

      - 콘트롤 전원입력부에 서어지 보호가 되어있지 않아 오동작을 한다.

        특히 입력전원 검출부분(교류입력)에 콘덴서나 TNR 삽입을 생략하는 경우가 있는 경우가 있다.

        당장 동작에는 문제가 없으나 이런 경우에서 나타날수 있다.

        제작담당이나 개발자는 이런 부분에 있어 세심한 주의를 할 필요가 있다고 생각한다.

        또한 TTL IC나 CPU등의 전원부에는 반드시 104 Capacitor를 삽입하는 것은 기본이다.

        이 부분도 실제 동작에는 문제가 발생하지 않으며 부착해야 하는 이유를 문의해도 정확히 답변하기가 곤란하다.

        개발당시 이런 시험하는 과정에서 이런 부분이 생략되어 있는 상태에서는 무엇인지 상당히 불안정하게 동작하는 경우가

        있으나 기판의 ArtWork 된 후에 동작을 하면 안정적인 원인이 여기에 있을 수 있다.

11) UPS만 동작시키면 Computer System이 Shut Down 되거나 오동작을 한다.

    * 이런 경우는 주로 전산실 내부에 UPS가 설치되어 있는 경우가 대부분이다. 하지만 서버와의 데이터라인이 길어지거나 하는

      경우도 있으니 잘 확인하여 대처하기 바란다.

가. 서버의 모니터가 물결모양으로 흐른다.(다른 증상은 없음)

-  이 경우는 UPS와 모니터를 약 1.5M 이상 떨어뜨려 놓으면 증상이 없어진다.

     멀리 떨어뜨려도 위와 같은 증상이 생기면 전압이 낮거나 높아서 생기는 경우이다.

     전압을 확인하여 높이거나 낮추면 된다.

나. 서버가 이유없이 다운되거나 내부 운용 프로그램이 오동작을 한다.

      (일반 한전전원을 사용하거나 Bypass 동작시에는 이상이 없으나 UPS를 기동하면 위와 같은

      증상이 생길 경우)

-  서버와 UPS 본체를 1.5M 띄어 놓는다.

Battery Bank가 별도인 경우에는 가급적 Battery Bank를 UPS 와 서버의 사이에 두어 거리를 띄어준다.

    Battery Bank는 노이즈와 관련이 없으므로 상기와 같이 활용하는 것이 좋다.

-  UPS에 연결되어 있는 입출력 전원선과 서버의 데이터 선을 별도로 정한다.

    원선과 데이터 선은 반드시 별도로 묶어주기를 바란다. 처음 설치하는 경우에는 물론이고 나중 에라도 이 부분은 별도로

    처리해야 한다.

-  상기와 같이 처리해도 같은 증상이면 다음과 같은 방법으로 해야 한다.

   * UPS 인버터 Module부분에 스위칭 노이즈 제거용 소자를 부착하여 스위칭 노이즈가 방사 되지않도록 근본적인 처리를 하는

     경우이다.

   (스노바 회로내의 Capacitor용량을 키워 보강하는 방법임- 메인 반도쳬소자인 IGBT + - 양단 즉 FUSE 후단에 DC Capacitor를

     Direct 연결하면 확실한 효과를 볼수 있다.)

    물론 스노바 회로의 정수를 정확히 계산후에 Capacitor를 연결하여야 하며 계산이 잘못되면 장시간 지난후에 Capacitor에

    열이 발생하여 파손되는 경우도 있다.

* 데이터 라인등은 반드시 실드(Shield )선- 차폐용 배선을 사용하여 연결을 하는 방법이다. 실드된 접지선은 반드시 UPS 외함에

  연결하고 반대편 배선은 서버의 외함에 연결한다.( 이 경우에는    UPS외함과  서버의 외함의 전위차을 반드시 확인한 후에

  하도록 한다)

다. 주로 멀리 떨어져 있는 클라이언트용이 오동작을 한다.

  - 클라이언트용 데이터 라인과 UPS 전원용 케이블이 같이 묶여서 설치되어 있는지 확인하여 별도 분리한다.

   바닥부착용 Duct를 사용한 경우이면 두 개를 사용해서라도 반드시 UPS 전원선과 Data 선과 분리하여야 한다.

   천장의 텍스위에 작업한 것이라면 전원선과 데이터선을 별도 후렉시블을 사용하여 작업하여야 하며 일부는 후렉시블를 사용하

   지 않고 노출하여 데이터 케이블을 설치하는 경우도 있는데 이는 반드시 노이즈나 기타 문제 발생 여지가 많다.

   (텍스 위에는 주로 형광등이 설치되어 있으므로 이의 영향을 가장 많이 받을수밖에 없다.)

12) UPS 출력측에 연결된 장비가 소손됐다(타버렸다)

* 여러 가지 원인으로 발생하는 경우이다.

  하지만 여러 가지 상황을 유추해서라도 원인을 밝혀내는 것이 사용자측이나 UPS를 공급하는측에서 좋은 방법일 것 같다.

가. 전날에 천둥번개와 함께 폭우가 쏟아졌거나 비슷한 상황이 고장전에 발생하였다.

   - UPS도 정상이 아니며 서버나 기타 연결된 전자장비도 정상적으로 동작이 되지 않는다.

     당연히 낙뢰에 의해 고전압이나 서어지성의 전압이 입전되어 소손된 결과이라고 단정해도 된다.

     UPS를 사용하기 때문에 서버나 기타 출력에 연결된 전자장비를 보호하여 소손이 안 된다고 생각할수도 있다.

     하지만 UPS의 콘트롤이나 메인부에 문제가 발생하여 정상적으로 전원을 공급하지 못할 경우에는 바이패스(한전 입력전원을

     그대로 송전하는 방식)되기 때문에 낙뢰나 기타 서어지가 발생       하면 출력에 그대로 과전압이 인가되어 장비를 파손할

     수도 있다.

   - UPS는 정상이지만 출력측에 연결된 장비만 고장이다.

     이런 경우에는 주로 UPS 입력은 접지가 되어 있지만 출력에는  접지가 없거나 단독 1종 접지가 아닌 3종 접지가 되어 있다.

     또 UPS 출력에 연결된 장비가 누전이 되어있는 경우나 UPS로부터 멀리 떨어진 경우일 가능성도 있다.

나. UPS출력을 전산장비와 생산 라인 전원으로 같이 사용한다.

   - 생산라인의 전원으로 인해서 과전압이 인가되는 경우가 많다.

     생산 라인의 콘베어용 모타 기동 및 정지시, 트랜스등의 전원 투입과 단전등 생산에 필요한 전원의 투입 및 단전하는 순간

     등 이 가장 심한 서어지를 발생시킨다.

     또한 생산 설비 증설이나 기타 보수작업하는 도중에 출력을 쇼트시키거나 보수작업용 모타(드릴, 벽뚫는 드릴, 전기톱등)를

     사용하여 출력에 과전압이 인가되는 경우도 많이 발생한다.

다. UPS에 저전압 경보(Low Voltage Fault)가 발생하고 있었다.

  - 발생원인이 UPS 자체의 문제가 아닌 외부(출력에 연결되어 있는) 장비의 쇼트나 과부하로 인해서 발생되는 경우로 볼수

    있다.

    일반적인 UPS 의 과부하 회로 구성은 한시(120%), 순시(150%)로 되어 있다

    지속적인 과부하상태이면 과부하 램프가 들어오며 과부하 상태가 해제되면 램프가 꺼진다.

    순간적인 쇼트는 Fault 램프가 들어오며 리셋하기 전에는 해제되지 않는다.(과부하 램프는 켜지지 않음)

    이런 상태를 가지고 저전압 경보가 들어오는 순서를 추정하면 다음과 같다.

       가) 출력에 연결된 장비가 서서히 고장발생(과부하)

       나) 한시특성 동작(일정 시간동안 동작: 30초에서 1분이내)

       다) 145%까지 과부하 (출력전압 허용치 이하로 떨어지기 직전: 순시동작은 하지 않음)

       라) 출력 허용치 이하 전압으로 리미트 되어 떨어짐 (출력저전압 경보)

       마) 경보가 들어오는 동시에 바이패스 상태로 절체됨

       바) 바이패스 되면서 정상전압 인가됨(바이패스 전압)

       사) 정상전압 인가되고 리미트되지 않아 출력에 연결된 장비 파손(타 버림)

라. UPS 장비에는 전혀 이상없다.(출력에 연결된 장비만 타 버렸다)

     (혹은 과전압 램프가 들어와 있었다)

- 위의 경우는 상반된 두가지 원인으로 나눌수 있다.

   첫째: UPS 용량이 소손된 출력장비보다 훨씬 크기 때문에 쇼트되도 UPS에 전혀 과부하나 바이패스가 되지 않는다.

         그래서 UPS는 극히 정상이며 단순히 출력장비가 불량인 경우이다.

  둘째: UPS의 자체 결함으로 인해서 출력 장비가 과전압으로 타 버린 경우

         (과전압 램프가 들어와 있는 경우)

        과전압 램프는 UPS 출력이 과전압일 경우에 들어오는 것이며 주로 설정값 이상일 경우에는 바이패스 되기 때문에 과전압

        으로 인한소손이라고 볼수가 없다.

        하지만 이 기능이 아예없거나 있어도 동작을 하지 않으면 위와 같이 심각한 문제를 발생할 수 있는 여지가 있다. 

[출처] UPS고장원인 및 대책|작성자 단비