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铅酸蓄电池保障数据中心供电系统安全排查

双击自动滚屏 发布者:精密空调 发布时间:2016-09-21 14:01:06 阅读:次【字体:

数据基地供电保证电源体系铅酸蓄电池漏液危险剖析

一、对蓄电池组施行绝缘督查的条件和可行性

(1)对蓄电池组施行绝缘督查的条件

从实质上说,蓄电池组电气短路是一种正负极之间绝缘度降低的极点办法,而关于蓄电池漏液形成的电气短路,必定是正负极之间或者其对电池架(接地)的绝缘度降低。因而,凭借绝缘督查的查看原理,是能够完成对蓄电池组漏液的查看。

从绝缘督查的作业原理可知,施行绝缘督查的前提条件是蓄电池组对地悬浮作业,即蓄电池组的正负极回路(包含充放电电路)均不接地。

(2)对蓄电池组施行绝缘督查的可行性

现在,选用蓄电池组作为后备电源的电源体系首要有直流240V电源体系和沟通UPS电源体系。

①关于表1中第1种状况的240V直流供电体系,因为自身就请求对地悬浮作业,并装备有绝缘督查体系功用,而蓄电池组是并联在直流输出回路中运用的,其正负极相同有必要是对地悬浮。经过体系的绝缘督查功用,能够发现全部直流回路中的绝缘度降低,因而相同也能够直接查看蓄电池组漏液致使的绝缘度降低状况,并直接发作告警。如图4所示。

蓄电池漏液告警与直流回路其他绝缘督查告警的区别,能够在扫除了误告警的也许性后,经过对母线电压和支路漏电流的归纳剖析即能够判别出来,如表2所示。

②关于表1中第2种状况的沟通UPS体系,能够承认蓄电池组是对地悬浮作业,正负极均不接地的。相似于表1中第1种状况,只需添加装备绝缘督查功用或运用便携式的绝缘督查测验仪,就能够查看蓄电池组漏液致使的绝缘度降低状况,并直接发作告警。如图4所示。

③关于表1中第3种状况中的沟通UPS体系,假如沟通UPS体系中蓄电池组的基地抽头与体系中性线衔接,但维护地线不衔接或呈高阻状况,则完全能够按照表1中第1、2种状况来判别。因而,能够首要进行零地线是不是衔接的查看和判别。如图5所示。

④关于表1中第4种状况,假如沟通UPS体系的蓄电池组有基地抽头衔接中性线且与维护地线有衔接或呈低阻状况,则需要将蓄电池架进行对地绝缘处理,或运用蓄电池组的近端维护开关将蓄电池组的中心抽头与UPS体系别离。在蓄电池架不接地的状况下,即可按照表1中第1、2种状况来判别。如图6所示。

二、对蓄电池组和蓄电池架的接地请求

(1)对蓄电池组接地的请求

归纳上述剖析,从运用绝缘督查功用完成对蓄电池组漏液绝缘度降低查看的视点出发,对蓄电池架的接地与否应视不一样状况有不一样的请求(如表3所示):

①关于蓄电池组正负极不接地的240V直流体系,蓄电池组正负极不接地且无中心抽头或中心抽头仅接中性点而不接地的沟通UPS体系,即表1中第1~3种状况时,蓄电池架有必要可靠接地;

②关于蓄电池组正负极不接地但有中心抽头且接地的沟通UPS体系,即表1中第4种状况时,蓄电池架不该接地并保证与地上做绝缘。

(2)蓄电池架对地绝缘的施行办法

①有必要保证蓄电池架没有任何一个接地址;

②蓄电池架支脚与地上之间、支撑与墙面之间有必要加绝缘垫片;

③蓄电池架的固定螺栓不得选用金属膨胀螺栓,应运用塑料的内膨胀螺栓,并保证金属部件对地的绝缘。如图7所示;

④蓄电池架与电缆走线架绝缘。

三、蓄电池组漏液查看的设置、排查和剖析判别

(1)蓄电池组漏液查看能够有固定式和便携式两种办法

①蓄电池组正负极不接地的240V直流体系(即表1中第1种状况),能够直接经过完善体系绝缘督查功用的办法完成对蓄电池组漏液的在线查看;

②相同,蓄电池组正负极不接地且无中心抽头或中心抽头仅接中性点而不接地的沟通UPS体系(即表1中第2、3种状况),可设置固定式的蓄电池组漏液查看设备完成对蓄电池组漏液的在线查看;

③电池组正负极不接地但有中心抽头且接地的沟通UPS体系(即表1中第4种状况),能够运用便携式蓄电池组漏液查看仪定时对蓄电池组进行巡检。

(2)设备固定式蓄电池组漏液测验设备或开端对蓄电池组进行巡检前,应测验并承认蓄电池组为对地悬浮作业状况。即满意下列几点:

①蓄电池组正负极均不接地;

②蓄电池组的充放电回路对地绝缘或隔离;

③有中心抽头的蓄电池组,其间性点不接地或对地呈高阻状况;

④关于有中心抽头且中性点接地的UPS体系蓄电池组,可经过将电池架对地绝缘,或运用蓄电

池组的近端维护开关将正负极与电源体系别离的办法,保证其对电池架的绝缘。

(3)蓄电池组漏液告警应界说为严峻告警。当呈现告警时,应及时派维护人员到现场排查

(4)关于240V直流电源体系,当呈现绝缘督查告警时,如仅有总母线电压告警而没有分支路漏电流告警,在扫除误告警的也许后,应考虑为蓄电池组绝缘度降低致使的告警

(5)多组蓄电池组(n=1~4)并联的状况

①当n=1时,蓄电池组漏液告警即为仅有的一组蓄电池为疑似毛病蓄电池组;

②当n>1时,能够逐组断开蓄电池组的近端维护开关,断开后体系告警随即消失时,该组蓄电池组即为疑似毛病蓄电池组。

四、毛病事例、因素剖析及损害性

(1)蓄电池电气短路毛病事例

数据基地UPS体系的首要作用是保证数据网络体系设备的供电不中止,保证信息通讯网络的疏通。这些年,数据基地因电气短路形成UPS体系供电中止乃至机房起火事端并不罕见。其间,UPS体系中的铅酸蓄电池组漏液致使的电气短路事端占了很大一部分,是致使供电毛病最不可忽略的致命危险。

①事例陈述一

某日23时50分动环监控体系发现某局站一组-48V阀控密封铅酸蓄电池(2008年投入运用)标示高温告警(365℃),次日0时40分抢修人员到达现场后,发现蓄电池室和相邻的电力室现已充斥很多有毒烟雾,抢修人员无法进入机房,机房温度持续添加。为避免毛病进一步升级,经危险评价并陈述主管领导后,1时50分堵截了该局电源体系的沟通输入。毛病终究致使该局几千个宽带接入用户和语音业务用户及17条大客户通讯中止。过后经剖析证明,底子断定毛病因素是蓄电池单体内部短路或壳体渗液与电池架短路而致使。

②事例陈述二

2005年某省通讯网络业务轴承体系接入网机房发作火灾事端,焚毁蓄电池组及其附近的电缆、入户木门、空调等物品,形成通讯中止时刻长达17小时35分。因素为蓄电池的漏液致使电气短路,致使高温,长时刻的持续高温点燃蓄电池ABS塑料外壳,致使火灾发作。

图1是蓄电池电气短路致使火灾的状况。

(2)蓄电池组漏液短路的损害性

①蓄电池组归于直流电源,其电路毛病损害性比沟通电源要大

通常状况下,发现电气短路起火时,首要要堵截电源。关于沟通电源而言,因为电能自上而下地来源于市电电网或柴油发电机组,当发作电气短路毛病时,总会有一级维护器材发作动作,及时堵截短路的电气电路。而当蓄电池组坐落电源供电体系的结尾,电能是自下而上供给的,只需越过了直流总配电屏的维护熔丝或蓄电池组的维护断路器,则不会再有其它的维护。发作短路毛病时,往往无法有效地堵截短路的电气电路。加上直流电流不像沟通正弦波,它没有过零点时的刹那间电动势为零的进程,一旦发作电气短路很容易致使延伸。而发作短路后的阻抗仅取决于导线线阻和蓄电池组的内阻,短路电流近似为无穷大。因而,蓄电池组直流电气短路的损害程度远大于沟通电气短路。

②致使网络中止事端

数据基地的供电保证体系是保证网络设备供电不中止的中心体系,后备蓄电池组是网络的应急供电能源之地点。在直流240V供电体系中,蓄电池组是直接并联在整流器输出端的直流供电回路中,恰是因为有后备蓄电池组的存在,市电停电或沟通侧发作电气短路中止时,并不会直接致使通讯网络的供电中止。相同,在沟通UPS体系中,只需逆变器及后续电路正常作业,后备蓄电池组就能够发挥作用。可是,若蓄电池组发作电气短路,必定形成电源体系的输出电压刹那间下跌,致使负载设备掉电,致使网络中止毛病,严峻影响信息通讯的疏通。

③致使机房火灾

发作蓄电池组电气短路后,若不能及时发现和堵截回路,则必定致使火灾。蓄电池组的电量越足,损害性也越大。

(3)蓄电池电气短路的因素

多见的蓄电池电气短路乃至起火的因素通常有以下几点:

①蓄电池自身质量有问题,桩头与极板衔接有危险;

②蓄电池在运送或设备时,壳体呈现裂纹而没有及时发现,设备后蓄电池内部酸液分出经过电池架电气短路;

③蓄电池与电缆衔接不牢,形成触摸电阻过大,温度添加后触摸面氧化严峻,进而形成触摸电阻持续变大,相继致使电气打火乃至拉弧,终究点燃附近可燃物形成起火;

④蓄电池组的衔接电缆耐压值不行,形成电缆间的绝缘击穿,形成电缆短路起火;

⑤蓄电池配置不合理,超出蓄电池放电极限;

⑥蓄电池衔接电缆在收支电池架处被电池架铁皮划破绝缘层发作短路;

⑦蓄电池充电电流过大或电压过高形成蓄电池过充发热,正负极板变形曲折然后起火;

⑧蓄电池组的外部衔接电缆或内部衔接电缆因运用时刻过久而绝缘老化,未及时查看替换处理,形成电缆间或电缆与电池架间发作短路。

从理论上剖析,发作毛病的底子因素是蓄电池组或单体经过导电体(例如电解液、电池架、导线等)或直接形成了正负极之间的回路,发作了漏电流或电气短路。

(4)常用防范蓄电池漏液电气短路办法和缺乏在上述各种蓄电池组电气短路的原因中,蓄电池漏液形成对电池架短路或绝缘度降低,形成正负极经过电池架直接短路,一直是发作概率较高、最难以判别和发现,但后患却十分严峻的疑难毛病。

现在,关于这类毛病危险的防范办法或多或少都有一些缺乏,如:

①蓄电池底部添加托盘——托盘可燃;

②电池架添加电木板垫片——不能避免电解液的漫延;

③电池架对电气地绝缘——不易施行且不契合安全标准;

④蓄电池室设备烟雾告警体系——不及时。

五、绝缘督查的作业原理

现行在用的高于安全电压的直流电源体系(例如电力操作电源、通讯用240V直流供电体系等)都请求选用直流回路对地悬浮作业办法,并设置有绝缘督查(Insulation Monitoring)功用体系。

所谓绝缘督查,是指在直流供电体系中,对直流输出与地的绝缘功能进行查看,判别是不是发作接地毛病或绝缘功能降低。当发作毛病或绝缘功能劣化时宣布告警。

绝缘督查功用首要经过查看直流供电回路中电压和电流来完成对地绝缘电阻查看的。其间,电压查看技能首要是由绝缘督查来实时监测正、负直流母线的对地电压,经过对地电压核算出正负母线对地绝缘电阻。当绝缘电阻低于设定的报警值时,发送出告警信号。

因为母线对地绝缘电阻查看办法中的丈量对象是直流回路上的电压,而不论在体系的直流回路中任何一点发作接地毛病或绝缘度降低,都会致使体系母线电压的改变。因而就能够迅速地在绝缘督查体系中反映出来。

在通讯用240V直流供电体系中,绝缘督查的电压查看首要有以下两种办法:

(1)平衡桥电阻查看法

平衡桥电阻查看法首要用于母线绝缘的查看,是在体系别离对正负极接入一对高阻R1、R2(约100kΩ),两个电阻阻值持平,如图2所示。在正常状况下,RX=RY≈∞,U1=U2.当体系发作一极接地毛病时,例如正极接地,即RX≠∞,RY=∞。此刻,R1、R2的电压降U1、U2将发作改变,体系依据两个电压降改变的幅值,即可判别体系发作了绝缘毛病。一起,能够经过下列公式来核算RX的巨细:

经过丈量U1、U2电压,即可核算出接地电阻RX.

同理,也可发现负极接地,即RY≠∞的状况。

平衡桥电阻查看进行绝缘督查的办法的长处是简略、呼应速度快。因为只查看电压,只需U1和U2超越预设的压差,当即可判别体系的绝缘呈现毛病了。因而,能够实时地查看到直流回路中“非对称性”的正负极绝缘状况。可是,这种办法的缺陷也是十分显着的,当正负极母线绝缘度一起降低且接地电阻相差不大,即呈现“对称性”的绝缘度降低时,因为此刻U1≈U2,压差达不到告警值,体系就不能发现绝缘呈现毛病。

(2)投切电阻查看法

为了处理平衡桥电阻查看法的缺乏,能够选用投切电阻查看法。详细原理如图3所示,与平衡桥电阻丈量法相比较,添加了R3、R4,经过开关K1与K2轮番分断。单极接地的状况和平衡桥的相似,这儿就不在重复说明晰。咱们来看当RX=RY≠∞的状况。

当K1合上,K2断开时

当K1断开,K2合上时

由式(1)和式(2)求得RX和RY(详细核算进程略)。

作业进程:K1和K2定时轮番导通,别离记载U1和U2,然后核算出RX及RY,当发现RX及RY小于预设告警值,即触发体系宣布告警。


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