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数据中心电源保障电力系统铅酸蓄电池泄漏风险分析及故障排除方法

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-07-25 7:36:28 * 浏览: 1
分析了数据中心电源保证系统中铅酸蓄电池组潜在泄漏和短路故障的原因和后果,并提出了一种通过绝缘监测检测蓄电池组泄漏和短路的故障排除方法。建议。 var_bdhmProtocol =((“ https:” == document.location.protocol)?” https://”:“ http://”),document.write(unescape(“%3Cscriptsrc ='” + _bdhmProtocol +” hm.baidu .com / h.js%3F83e8d4ba8c3dd1c5d05a795e63a2d7b4'type ='text / javascript'%3E%3C / script%3E”)),1个故障案例,原因和危害(1)电池电气短路故障案例数据中心UPS系统主要功能是确保数据网络系统设备的电源不中断,并确保信息通信网络的畅通。近年来,数据中心由于电气短路而中断UPS系统的电源甚至在计算机机房着火的情况并不少见。其中,UPS系统中铅酸蓄电池组泄漏引起的电气短路事故占很大一部分,这是导致电源故障的最致命的隐患。 ①案例报告1:一组-48V阀控密封铅酸电池在一组-48V阀控密封铅酸电池上标有高温警告(365°C)在某天23:50在车站。到达现场后,发现电池室和相邻的动力室充满了大量有毒烟雾。维修人员无法进入计算机室,并且计算机室的温度持续升高。为了防止故障进一步升级,在对风险进行评估并向主管报告后,该局电源系统的交流输入已在1:50时切断。该故障最终导致数千个宽带访问用户,语音服务用户和该局的17个主要客户之间的通信中断。经过分析和论证,基本上可以确定故障原因是电池内部短路或壳液与电池架短路。 ②案例报告二2005 2005年,省级通信网业务承载系统接入网机房发生火灾。电池组和附近的电缆,木门,空调和其他物品被烧毁,导致通讯中断时间长达17小时35分钟。原因是电池的泄漏会导致短路,从而导致高温。长期连续高温会点燃电池的ABS塑料外壳并引起火灾。图1显示了由电池的电气短路引起的火灾。 (2)电池组泄漏和短路的危险①电池组是直流电源,电路故障比交流电源危险更大。在正常情况下,发现电气短路时,必须先切断电源。对于交流电源,由于电能从上至下来自电网或柴油发电机,因此,在发生电气短路故障时,总会有一级保护装置来切断短路。及时上电路。当电池组位于电源系统的末端时,电能将从下而上提供。只要直流主配电板的保护保险丝或电池组的保护断路器通过,就不会再有其他保护。当发生短路故障时,通常不可能有效地切断短路电路。另外,直流电流不像交流正弦波,在零交叉点不具有零瞬时电动势的过程。一旦发生电气短路,很容易引起扩散。短路后的阻抗仅取决于电池组的导线电阻和内部电阻,并且短路电流约为无限大。因此,电池组的直流电短路的损坏程度远大于交流电短路的损坏程度。 ②引起网络中断事故电源瓜尔数据中心的前端系统是确保网络设备不间断供电的核心系统,备用电池组是网络的应急电源。在DC 240V电源系统中,电池组直接与整流器输出端的DC电源环路并联连接。正是由于备用电池组的存在,当市电中断或交流侧被电气短路中断时,它不会直接通向通信网络。电源中断。同样,在AC UPS系统中,只要逆变器和后续电路正常工作,备用电池组就可以发挥作用。但是,如果电池组发生电气短路,将不可避免地导致电源系统的输出电压瞬间下降,使负载设备断电,造成网络中断和故障,严重影响信息的畅通。通讯。 ③在机房内引起火灾电池组发生电气短路后,如果无法及时发现并切断电路,将不可避免地引起火灾。电池组的电量越多,危害就越大。 (3)电池短路的原因造成电池短路甚至起火的常见原因如下:①电池本身质量低劣,桩头与板之间的连接存在隐患。 ②运输或安装电池时会出现外壳。没有及时发现裂缝。安装后,电池内部的酸会沉淀并穿过电池架。电池未牢固地连接到电缆,导致接触电阻过大。温度升高后,接触面被严重氧化,这导致接触电阻继续增加。它先后引起电点火甚至电弧,最后点燃附近的可燃物并引起火灾。 ④电池组的连接电缆耐压不足,导致电缆之间的绝缘击穿,导致电缆短路和起火,5电池配置不合理,超过了电池的放电极限,⑥电池连接电缆短-在电池架的入口和出口处由电池架铁板进行电路连接⑦电池充电电流过大或电压过高,会导致电池过度充电和发热,正极板和负极板变形并着火着火。⑧该组的外部连接电缆或内部连接电缆的绝缘层由于使用时间长而老化,并且未及时检查和更换导致电缆之间或电缆之间发生短路和电池架。从理论分析来看,故障的根本原因是电池组或单体通过导体(例如电解质,电池框架,电线等)或直接或通过导体在正负极之间形成回路,从而导致漏电流或电气短路。 (4)防止电池漏液和电气短路的常用措施和缺点。在上述引起电池组中的电路短路的原因中,电池泄漏导致电池框架短路或绝缘性降低,从而导致正极和负极之间通过电池框架间接短路。困难和困难故障的发生概率很高,最难以判断和发现,但后果很严重。目前,针对此类隐患的预防措施或多或少是不充分的,例如:①在电池底部添加一个托盘-该托盘易燃,并且②在电池架上添加胶木垫片-不能避免其扩散。 ③电池框架与电气接地是绝缘的,难以实施且不符合安全规定。④电池室未及时安装烟雾报警系统。 2绝缘监测的工作原理。当前正在使用高于安全电压的直流电源系统(例如电源工作电源,用于通信的240V直流电源系统等)要求使用直流回路对地悬浮工作方法,以及绝缘监测(InsulationMonitoring)功能系统。所谓绝缘监测是指检测直流电源系统中直流输出与地面之间的绝缘性能,以确定接地故障或绝缘性能是否降低。当发生故障或绝缘性能下降时,会发出警报。绝缘监视功能主要是通过检测直流电源回路中的电压和电流来检测对地绝缘电阻。其中,电压检测技术主要是通过绝缘监测实时监测接地的正负直流母线电压,并通过对地电压来计算正负母线对地的绝缘电阻。当绝缘电阻低于设置的警报值时,将发送警报信号。因为母线对地绝缘电阻检测方法的测量对象是直流电路上的电压,所以无论系统的直流电路中的任何点如何,接地故障或绝缘性能下降都会导致系统的母线电压下降。更改。因此,它可以快速反映在绝缘监测系统中。在用于交流的240V直流电源系统中,绝缘监测的电压检测主要有以下两种方法:(1)平衡桥电阻检测方法平衡桥电阻检测方法主要用于母线绝缘检测。连接一对高电阻R1和R2(约100kΩ),两个电阻的电阻相等,如图2所示。通常情况下,RX =RY≈∞,U1 = U2。例如,当系统中发生极接地故障时,正极接地,即RX≠∞,RY =∞。此时,R1和R2的电压降U1和U2将改变。根据两个电压降的幅度,系统可以判断系统发生绝缘故障。同时,可以通过以下公式计算RX的大小:通过测量U1和U2的电压,可以计算出接地电阻RX。同样,也可以发现负极接地,即RY≠∞。用于绝缘监测的平衡电桥电阻检测具有简单和响应速度快的优点。由于仅检测到电压,因此只要U1和U2超过预设的压力差,就可以立即判断出系统绝缘不良。因此,可以实时检测直流回路中的“不对称”正负绝缘情况。但是,这种方法的缺点也很明显。当正母线和负母线的绝缘同时降低并且接地电阻没有太大差异时,也就是说,当“对称”绝缘降低时,由于此时的U1≈U2,压差最大为小于警报值,系统将无法检测到绝缘故障。 (2)开关电阻检测方法为了解决平衡桥电阻检测方法的缺点,可以使用开关电阻检测方法。具体原理如图3所示。与平衡桥电阻测量方法相比,增加了R3和R4,并且开关K1和K2依次断开。单极接地的情况类似于平衡桥的情况,因此在此不再赘述。让我们看一下RX = RY≠∞时的情况。当K1闭合而K2断开时,当K1断开而K2闭合时,根据等式(1)和(2)计算RX和RY(省略具体的计算过程)。工作过程:定期打开K1和K2,分别记录U1和U2,然后计算RX和RY。当发现RX和RY小于预设的警报值时,系统将触发警报。该方法可以解决平衡电桥的缺点,可以同时发现正负电极的绝缘故障。 3电池组绝缘监视的条件和可行性(1)电池组绝缘监视的条件本质上,电池组的电气短路是正极和负极之间绝缘劣化的一种极端形式。电气短路由泄漏引起的后果,必须是正极与负极之间的绝缘降低或电池架(接地)。因此,借助于绝缘监督的检测原理,可以实现对电池组泄漏的检测。从绝缘监测的工作原理可以知道,实施绝缘监测的前提是电池组悬挂在地面上,即电池组的正负极电路(包括充电和放电)电路)不接地。 (2)对电池组进行绝缘监测的可行性目前,使用电池组作为备用电源的电力系统主要包括DC 240V电力系统和AC UPS电力系统。这些电源系统及其电池组接地如表1所示。我们可以在不同情况下进行具体分析:①对于表1中第一种情况的240V DC电源系统,因为它需要在地面上浮动工作,并且配备有具有绝缘监视系统功能,并且电池组与DC并联连接。输出电路中使用的正极和负极也必须悬于地面。通过系统的绝缘监测功能,可以发现整个直流电路中的绝缘降低了,因此它也可以直接检测到电池组泄漏引起的绝缘降低,并直接产生警报。如图4.蓄电