1. 项目概述

本方案针对城市轨道交通自动售检票（AFC）系统不间断电源（UPS）蓄电池组的中大修作业需求，系统阐述高压直流蓄电池组的结构特性、安全风险及标准化更换流程。项目核心目标是在确保供电连续性与操作安全的前提下，完成72节蓄电池（总输出电压约485V）的更换任务。

AFC配电系统配置2组电池柜，每组由36节蓄电池串联构成，2组电池柜采用并联方式连接，共72节电池。每节蓄电池浮充电压为13.65V±0.15V，总输出电压维持在485V左右。其接线架构采用正负双电池设计（图1、图2）：

（1）第18节电池阴极与第19节电池阳极连接处引出一根中线；

（2）中线与电池组正端、负端共同构成三线输出，与UPS主机连接；

（3）正端至中线间电池定义为“正电池”，中线至负端间电池定义为“负电池”。

图1

图2

2. 中大修作业核心流程与技术要点

2.1 维修旁路模式切换

维修旁路模式切换是保障UPS内部电路安全的核心前置操作。在UPS处于市电模式时，若直接操作蓄电池组，高压电流流经整流器和逆变器可能导致电路板击穿。因此，需通过面板操作将运行模式切换至静态旁路模式：点击“常用功能”菜单中的“逆变开关机”选项，执行逆变关机指令（图3、图4），使电流经旁路模块直接输出，完全绕过整流器与逆变器。随后需使用十字螺丝刀拆卸维修开关盖板，盖板取下后自动触发行程开关，触发后维护面板虽显示“维修旁路模式”，但实际尚未完成切换。此时需手动闭合维修旁路开关，该开关与旁路开关并联形成双路供电，确保负载设备不断电。此过程严格遵循“先旁路后维修”原则，避免电流突变对敏感元件的冲击。

                图3                                      图4

2.2 分步断电与电池更换

分步断电是应对485V高压风险的核心措施。操作顺序必须严格遵循：先断开电池柜开关，切断直流电源输入；再断开主路开关，隔离交流输入；最后断开输出开关，停止对负载供电。需特别注意的是，旁路开关需保持闭合状态，以维持UPS控制面板供电，确保系统状态可实时监控。断电后需验电确认无残余电压，操作人员佩戴绝缘手套，使用棘轮扳手搭配8号套筒进行电池更换。拆卸时优先处理第18节与第19节电池（中线连接点），先卸正极螺丝后卸负极螺丝，裸露端子用绝缘胶带包裹，严禁同时接触两极或触碰柜体金属。旧电池取下后，单体检测模块（BMM-12V-N）需轻揭分离。新电池安装需按自下而上顺序，严格对照相邻电池极性（正极对正极、负极对负极），确保连接线“红线接正极、黑线接负极”，且单体检测模块连接线置于垫片下方、动力线置于上方，避免线缆交叉缠绕。安装后需复紧电极螺丝，更换下的旧电池需用万用表及内阻测试仪检测电压与内阻，参数正常者标注序号后分类存放。

2.3 系统恢复与功能验证

系统恢复需严格按反向顺序执行，且每步操作需确认设备状态反馈。首先闭合旁路开关，待维护面板显示旁路模式启动后，再闭合输出开关恢复负载供电；随后断开维修旁路开关，闭合主路开关引入交流输入；最后闭合电池开关，激活直流后备电源。关键约束在于：维修开关必须在旁路开关和输出开关闭合后才能断开，主路输入运行指示灯亮起后方可闭合电池开关。完成电气恢复后，需安装维修开关盖板，盖板闭合后自动触发系统检测装置，UPS切换回市电模式。新电池组投入运行后，需持续通过BMM监测单元观察以下参数：

电池组电压：是否稳定在485V±2%范围；

单体电压：72节电池是否均处于13.65V±0.15V；

单体内阻：是否满足100～65535uΩ且偏差值<±(2%+30uΩ)；

任一参数超限需立即排查接线或电池故障。

3. 维护策略优化建议

3.1 标准化操作规范深化

标准化操作规范是规避人为风险的核心保障。基于作业中工具使用与电池一致性的硬性要求，需将53件套工具包（含万用表、8号套筒、棘轮扳手）及绝缘手套、泡沫胶（用于电池防震固定）列为强制配置清单，确保每项操作均有适配工具支撑。针对电池选型，必须严格执行“三同原则”（同容量、同类型、同厂家），从供应链源头杜绝混用隐患。操作流程需强化双重防护机制：作业前不仅需穿戴劳保装备，更需在断电后使用万用表对电池端子与柜体接地处进行双向验电，确认无残余高压；拆卸与安装环节全程佩戴绝缘手套，电极裸露端缠绕绝缘胶带后需经二次检查，形成“工具-流程-防护”三位一体的标准化闭环。

3.2 状态监测功能升级

依托BMM监测模块的高精度特性（如单体电压±0.1%精度、内阻±2%重复精度），可构建电池全生命周期数据库。单体采集器（BMM-12V-N）直接由被监测电池取电（工作电流<25mA），实时采集电压、内阻及温度数据，通过综合处理单元（BMM-2V-Z）分析趋势。重点监测内阻变化率与电压一致性：当单体内阻值连续三次检测偏差超过±(2%+30μΩ)，或组内单体电压差异大于0.5V时，系统自动触发预警，将定期更换模式转向预测性维护。监测数据严格限定在设备允许环境范围内（-5℃～50℃、湿度5%～90%），确保数据有效性，避免环境干扰导致误判。

3.3 安全防护体系强化

针对高压触电与搬运风险，需在硬件与操作层面同步升级。在电池柜门内侧加装电压感应闪灯装置，当柜内电压>50V时自动闪烁红光，直观警示带电状态；柜体表面增设高压标识与语音提示器，操作人员靠近时自动播报“高压危险，严禁双手接触电极”。搬运环节需配置专用电池搬运架，利用杠杆原理降低人力负荷，结合泡沫胶垫缓冲防撞。对第18/19节中线连接点等关键位，增设绝缘防护罩，拆卸前优先覆盖裸露端子。所有优化措施均基于文档中明确的电池重量风险（“电池较重”）、高压警示要求（“危险电压可能存在于端子与地之间”）及化学危害提示（“电解质有害”），形成“预警-隔离-防护”的多层级安全壁垒。

结 语：

本文围绕城市轨道交通自动售检票系统UPS电池中大修作业展开，系统地阐述了作业流程、技术要点及维护策略优化建议。通过严格执行维修旁路模式切换、分步断电与电池更换以及系统恢复与功能验证等流程，有效保障了作业过程中的供电连续性与操作安全。同时，提出的维护策略优化建议，如标准化操作规范深化、状态监测功能升级和安全防护体系强化，为提高UPS电池中大修作业质量和效率提供了有力支撑。然而，随着轨道交通技术的不断发展和电池技术的更新换代，未来还需持续关注UPS电池中大修作业的新问题和新挑战，进一步优化作业流程和维护策略，以确保自动售检票系统的稳定可靠运行。

参考文献：

[1] 陈泓锦.城市轨道交通通信系统UPS故障及维护[J].科技资讯，2024（8）：68-70.

[2] 王泽洋.浅述UPS在城市轨道交通自动售检票系统中的运用[J].军民两用技术与产品，2016（16）：92.