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    機房供電系統“鉛酸蓄電池漏液事故案例”,分析及預防!

    分類:業界資訊 發布日期:2018-01-04

    前言:
    數據中心機房供配電系統“鉛酸蓄電池漏液”,輕則導致數據中心網絡系統設備的供電中斷、電氣短路造成UPS系統供電中斷、設備出現故障、停止運行,重則將會引發火災等嚴重危害機房事故的發生,是引發供電故障最不可忽視的致命隱患,下面本文將分析鉛酸蓄電池漏液的案例和隱患排查方法。



    “鉛酸蓄電池漏液”案例一:




    “鉛酸蓄電池漏液”案例二:



    (一)蓄電池組漏液短路的危害
    ①導致網絡中斷事故
    數據中心的供電保障系統是保證網絡設備供電不中斷的核心系統,后備蓄電池組是網絡的應急供電能源之所在。在直流240V供電系統中,蓄電池組是直接并聯在整流器輸出端的直流供電回路中,正是由于有后備蓄電池組的存在,市電停電或交流側發生電氣短路中斷時,并不會直接導致通信網絡的供電中斷。同樣,在交流UPS系統中,只要逆變器及后續電路正常工作,后備蓄電池組就能夠發揮作用。然而,若蓄電池組發生電氣短路,必然造成電源系統的輸出電壓瞬間跌落,引起負載設備掉電,導致網絡中斷故障,嚴重影響信息通信的暢通。

    ②蓄電池組屬于直流電源,其電路故障危害性比交流電源要大
    一般情況下,發現電氣短路起火時,首先要切斷電源。對于交流電源而言,由于電能自上而下地來源于市電電網或柴油發電機組,當發生電氣短路故障時,總會有一級保護器件產生動作,及時切斷短路的電氣電路。而當蓄電池組位于電源供電系統的末端,電能是自下而上提供的,只要越過了直流總配電屏的保護熔絲或蓄電池組的保護斷路器,則不會再有其它的保護。發生短路故障時,往往無法有效地切斷短路的電氣電路。加上直流電流不像交流正弦波,它沒有過零點時的瞬間電動勢為零的過程,一旦發生電氣短路極易引起蔓延。而發生短路后的阻抗僅取決于導線線阻和蓄電池組的內阻,短路電流近似為無窮大。因此,蓄電池組直流電氣短路的危害程度遠大于交流電氣短路。

    ③引發機房火災
    發生蓄電池組電氣短路后,若不能及時發現和切斷回路,則必然引起火災。蓄電池組的電量越足,危害性也越大。




    (二)蓄電池電氣短路的原因
    常見的蓄電池電氣短路甚至起火的原因一般有以下幾點:

    ①蓄電池本身質量有問題,樁頭與極板連接有隱患;

    ②蓄電池在運輸或安裝時,殼體出現裂紋而沒有及時發現,安裝后蓄電池內部酸液析出通過電池架電氣短路;

    ③蓄電池與電纜連接不牢,造成接觸電阻過大,溫度升高后接觸面氧化嚴重,進而造成接觸電阻繼續變大,相繼引起電氣打火甚至拉弧,最終引燃附近可燃物造成起火;

    ④蓄電池組的連接電纜耐壓值不夠,造成電纜間的絕緣擊穿,造成電纜短路起火;

    ⑤蓄電池配置不合理,超出蓄電池放電極限;

    ⑥蓄電池連接電纜在出入電池架處被電池架鐵皮劃破絕緣層發生短路;

    ⑦蓄電池充電電流過大或電壓過高造成蓄電池過充發熱,正負極板變形彎曲從而起火;

    ⑧蓄電池組的外部連接電纜或內部連接電纜因使用時間過久而絕緣老化,未及時檢查更換處理,造成電纜間或電纜與電池架間產生短路。

    從理論上分析,發生故障的根本原因是蓄電池組或單體通過導電體(例如電解液、電池架、導線等)或直接形成了正負極之間的回路,產生了漏電流或電氣短路。



    (三)蓄電池組漏液隱患的防范措施的不足之處
    常用防范蓄電池漏液電氣短路措施和不足在上述各種蓄電池組電氣短路的起因中,蓄電池漏液造成對電池架短路或絕緣度下降,造成正負極通過電池架間接短路,一直是發生幾率較高、最難以判斷和發現,但后患卻非常嚴重的疑難故障。

    ①蓄電池底部增加托盤——托盤可燃;

    ②電池架增加電木板墊片——不能避免電解液的漫延;

    ③電池架對電氣地絕緣——不易實施且不符合安全規范;

    ④蓄電池室安裝煙霧告警系統——不及時。



    (四)蓄電池組漏液檢測的設置、排查和分析判斷
    (1)蓄電池組漏液告警應定義為重大告警。當出現告警時,應及時派維護人員到現場排查

    (2)對于240V直流電源系統,當出現絕緣監察告警時,如僅有總母線電壓告警而沒有分支路漏電流告警,在排除誤告警的可能后,應考慮為蓄電池組絕緣度下降引起的告警

    (3)多組蓄電池組(n=1~4)并聯的情況
    ①當n=1時,蓄電池組漏液告警即為唯一的一組蓄電池為疑似故障蓄電池組;

    ②當n>1時,可以逐組斷開蓄電池組的近端保護開關,斷開后系統告警隨即消失時,該組蓄電池組即為疑似故障蓄電池組。

    (4)蓄電池組漏液檢測可以有固定式和便攜式兩種形式

    ①蓄電池組正負極不接地的240V直流系統(即表1中第1種情況),可以直接通過完善系統絕緣監察功能的方式實現對蓄電池組漏液的在線檢測;

    ②同樣,蓄電池組正負極不接地且無中間抽頭或中間抽頭僅接中性點而不接地的交流UPS系統(即表1中第2、3種情況),可設置固定式的蓄電池組漏液檢測裝置實現對蓄電池組漏液的在線檢測;

    ③電池組正負極不接地但有中間抽頭且接地的交流UPS系統(即表1中第4種情況),可以利用便攜式蓄電池組漏液檢測儀定期對蓄電池組進行巡檢。



    (5)安裝固定式蓄電池組漏液測試裝置或開始對蓄電池組進行巡檢前,應測試并確認蓄電池組為對地懸浮工作狀態。即滿足下列幾點:

    ①蓄電池組正負極均不接地;

    ②蓄電池組的充放電回路對地絕緣或隔離;

    ③有中間抽頭的蓄電池組,其中性點不接地或對地呈高阻狀態;

    ④對于有中間抽頭且中性點接地的UPS系統蓄電池組,可通過將電池架對地絕緣,或利用蓄電池組的近端保護開關將正負極與電源系統分離的方式,確保其對電池架的絕緣。

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