數(shù)據(jù)基地供電保證電源體系鉛酸蓄電池漏液危險(xiǎn)剖析

一、對(duì)蓄電池組施行絕緣督查的條件和可行性

（1）對(duì)蓄電池組施行絕緣督查的條件

從實(shí)質(zhì)上說(shuō)，蓄電池組電氣短路是一種正負(fù)極之間絕緣度降低的極點(diǎn)辦法，而關(guān)于蓄電池漏液形成的電氣短路，必定是正負(fù)極之間或者其對(duì)電池架（接地）的絕緣度降低。因而，憑借絕緣督查的查看原理，是能夠完成對(duì)蓄電池組漏液的查看。

從絕緣督查的作業(yè)原理可知，施行絕緣督查的前提條件是蓄電池組對(duì)地懸浮作業(yè)，即蓄電池組的正負(fù)極回路（包含充放電電路）均不接地。

（2）對(duì)蓄電池組施行絕緣督查的可行性

現(xiàn)在，選用蓄電池組作為后備電源的電源體系首要有直流240V電源體系和溝通UPS電源體系。

①關(guān)于表1中第1種狀況的240V直流供電體系，因?yàn)樽陨砭驼?qǐng)求對(duì)地懸浮作業(yè)，并裝備有絕緣督查體系功用，而蓄電池組是并聯(lián)在直流輸出回路中運(yùn)用的，其正負(fù)極相同有必要是對(duì)地懸浮。經(jīng)過(guò)體系的絕緣督查功用，能夠發(fā)現(xiàn)全部直流回路中的絕緣度降低，因而相同也能夠直接查看蓄電池組漏液致使的絕緣度降低狀況，并直接發(fā)作告警。如圖4所示。

蓄電池漏液告警與直流回路其他絕緣督查告警的區(qū)別，能夠在掃除了誤告警的也許性后，經(jīng)過(guò)對(duì)母線電壓和支路漏電流的歸納剖析即能夠判別出來(lái)，如表2所示。

②關(guān)于表1中第2種狀況的溝通UPS體系，能夠承認(rèn)蓄電池組是對(duì)地懸浮作業(yè)，正負(fù)極均不接地的。相似于表1中第1種狀況，只需添加裝備絕緣督查功用或運(yùn)用便攜式的絕緣督查測(cè)驗(yàn)儀，就能夠查看蓄電池組漏液致使的絕緣度降低狀況，并直接發(fā)作告警。如圖4所示。

③關(guān)于表1中第3種狀況中的溝通UPS體系，假如溝通UPS體系中蓄電池組的基地抽頭與體系中性線銜接，但維護(hù)地線不銜接或呈高阻狀況，則完全能夠按照表1中第1、2種狀況來(lái)判別。因而，能夠首要進(jìn)行零地線是不是銜接的查看和判別。如圖5所示。

④關(guān)于表1中第4種狀況，假如溝通UPS體系的蓄電池組有基地抽頭銜接中性線且與維護(hù)地線有銜接或呈低阻狀況，則需要將蓄電池架進(jìn)行對(duì)地絕緣處理，或運(yùn)用蓄電池組的近端維護(hù)開關(guān)將蓄電池組的中心抽頭與UPS體系別離。在蓄電池架不接地的狀況下，即可按照表1中第1、2種狀況來(lái)判別。如圖6所示。

二、對(duì)蓄電池組和蓄電池架的接地請(qǐng)求

（1）對(duì)蓄電池組接地的請(qǐng)求

歸納上述剖析，從運(yùn)用絕緣督查功用完成對(duì)蓄電池組漏液絕緣度降低查看的視點(diǎn)出發(fā)，對(duì)蓄電池架的接地與否應(yīng)視不一樣狀況有不一樣的請(qǐng)求（如表3所示）：

①關(guān)于蓄電池組正負(fù)極不接地的240V直流體系，蓄電池組正負(fù)極不接地且無(wú)中心抽頭或中心抽頭僅接中性點(diǎn)而不接地的溝通UPS體系，即表1中第1～3種狀況時(shí)，蓄電池架有必要可靠接地；

②關(guān)于蓄電池組正負(fù)極不接地但有中心抽頭且接地的溝通UPS體系，即表1中第4種狀況時(shí)，蓄電池架不該接地并保證與地上做絕緣。

（2）蓄電池架對(duì)地絕緣的施行辦法

①有必要保證蓄電池架沒(méi)有任何一個(gè)接地址；

②蓄電池架支腳與地上之間、支持與墻面之間有必要加絕緣墊片；

③蓄電池架的固定螺栓不得選用金屬膨脹螺栓，應(yīng)運(yùn)用塑料的內(nèi)膨脹螺栓，并保證金屬部件對(duì)地的絕緣。如圖7所示；

④蓄電池架與電纜走線架絕緣。

三、蓄電池組漏液查看的設(shè)置、排查和剖析判別

（1）蓄電池組漏液查看能夠有固定式和便攜式兩種辦法

①蓄電池組正負(fù)極不接地的240V直流體系（即表1中第1種狀況），能夠直接經(jīng)過(guò)完善體系絕緣督查功用的辦法完成對(duì)蓄電池組漏液的在線查看；

②相同，蓄電池組正負(fù)極不接地且無(wú)中心抽頭或中心抽頭僅接中性點(diǎn)而不接地的溝通UPS體系（即表1中第2、3種狀況），可設(shè)置固定式的蓄電池組漏液查看設(shè)備完成對(duì)蓄電池組漏液的在線查看；

③電池組正負(fù)極不接地但有中心抽頭且接地的溝通UPS體系（即表1中第4種狀況），能夠運(yùn)用便攜式蓄電池組漏液查看儀定時(shí)對(duì)蓄電池組進(jìn)行巡檢。

（2）設(shè)備固定式蓄電池組漏液測(cè)驗(yàn)設(shè)備或開端對(duì)蓄電池組進(jìn)行巡檢前，應(yīng)測(cè)驗(yàn)并承認(rèn)蓄電池組為對(duì)地懸浮作業(yè)狀況。即滿意下列幾點(diǎn)：

①蓄電池組正負(fù)極均不接地；

②蓄電池組的充放電回路對(duì)地絕緣或隔離；

③有中心抽頭的蓄電池組，其間性點(diǎn)不接地或?qū)Φ爻矢咦锠顩r；

④關(guān)于有中心抽頭且中性點(diǎn)接地的UPS體系蓄電池組，可經(jīng)過(guò)將電池架對(duì)地絕緣，或運(yùn)用蓄電

池組的近端維護(hù)開關(guān)將正負(fù)極與電源體系別離的辦法，保證其對(duì)電池架的絕緣。

（3）蓄電池組漏液告警應(yīng)界說(shuō)為嚴(yán)峻告警。當(dāng)呈現(xiàn)告警時(shí)，應(yīng)及時(shí)派維護(hù)人員到現(xiàn)場(chǎng)排查

（4）關(guān)于240V直流電源體系，當(dāng)呈現(xiàn)絕緣督查告警時(shí)，如僅有總母線電壓告警而沒(méi)有分支路漏電流告警，在掃除誤告警的也許后，應(yīng)考慮為蓄電池組絕緣度降低致使的告警

（5）多組蓄電池組（n=1～4）并聯(lián)的狀況

①當(dāng)n=1時(shí)，蓄電池組漏液告警即為僅有的一組蓄電池為疑似毛病蓄電池組；

②當(dāng)n>1時(shí)，能夠逐組斷開蓄電池組的近端維護(hù)開關(guān)，斷開后體系告警隨即消失時(shí)，該組蓄電池組即為疑似毛病蓄電池組。

四、毛病事例、因素剖析及損害性

（1）蓄電池電氣短路毛病事例

數(shù)據(jù)基地UPS體系的首要作用是保證數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)備的供電不中止，保證信息通訊網(wǎng)絡(luò)的疏通。這些年，數(shù)據(jù)基地因電氣短路形成UPS體系供電中止乃至機(jī)房起火事端并不罕見(jiàn)。其間，UPS體系中的鉛酸蓄電池組漏液致使的電氣短路事端占了很大一部分，是致使供電毛病最不可忽略的致命危險(xiǎn)。

①事例陳述一

某日23時(shí)50分動(dòng)環(huán)監(jiān)控體系發(fā)現(xiàn)某局站一組-48V閥控密封鉛酸蓄電池（2008年投入運(yùn)用）標(biāo)示高溫告警（365℃），次日0時(shí)40分搶修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，發(fā)現(xiàn)蓄電池室和相鄰的電力室現(xiàn)已充斥很多有毒煙霧，搶修人員無(wú)法進(jìn)入機(jī)房，機(jī)房溫度持續(xù)添加。為避免毛病進(jìn)一步升級(jí)，經(jīng)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)并陳述主管領(lǐng)導(dǎo)后，1時(shí)50分堵截了該局電源體系的溝通輸入。毛病終究致使該局幾千個(gè)寬帶接入用戶和語(yǔ)音業(yè)務(wù)用戶及17條大客戶通訊中止。過(guò)后經(jīng)剖析證明，底子斷定毛病因素是蓄電池單體內(nèi)部短路或殼體滲液與電池架短路而致使。

②事例陳述二

2005年某省通訊網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)軸承體系接入網(wǎng)機(jī)房發(fā)作火災(zāi)事端，焚毀蓄電池組及其附近的電纜、入戶木門、空調(diào)等物品，形成通訊中止時(shí)刻長(zhǎng)達(dá)17小時(shí)35分。因素為蓄電池的漏液致使電氣短路，致使高溫，長(zhǎng)時(shí)刻的持續(xù)高溫點(diǎn)燃蓄電池ABS塑料外殼，致使火災(zāi)發(fā)作。

圖1是蓄電池電氣短路致使火災(zāi)的狀況。

（2）蓄電池組漏液短路的損害性

①蓄電池組歸于直流電源，其電路毛病損害性比溝通電源要大

通常狀況下，發(fā)現(xiàn)電氣短路起火時(shí)，首要要堵截電源。關(guān)于溝通電源而言，因?yàn)殡娔茏陨隙碌貋?lái)源于市電電網(wǎng)或柴油發(fā)電機(jī)組，當(dāng)發(fā)作電氣短路毛病時(shí)，總會(huì)有一級(jí)維護(hù)器材發(fā)作動(dòng)作，及時(shí)堵截短路的電氣電路。而當(dāng)蓄電池組坐落電源供電體系的結(jié)尾，電能是自下而上供給的，只需越過(guò)了直流總配電屏的維護(hù)熔絲或蓄電池組的維護(hù)斷路器，則不會(huì)再有其它的維護(hù)。發(fā)作短路毛病時(shí)，往往無(wú)法有效地堵截短路的電氣電路。加上直流電流不像溝通正弦波，它沒(méi)有過(guò)零點(diǎn)時(shí)的剎那間電動(dòng)勢(shì)為零的進(jìn)程，一旦發(fā)作電氣短路很容易致使延伸。而發(fā)作短路后的阻抗僅取決于導(dǎo)線線阻和蓄電池組的內(nèi)阻，短路電流近似為無(wú)窮大。因而，蓄電池組直流電氣短路的損害程度遠(yuǎn)大于溝通電氣短路。

②致使網(wǎng)絡(luò)中止事端

數(shù)據(jù)基地的供電保證體系是保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電不中止的中心體系，后備蓄電池組是網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急供電能源之地點(diǎn)。在直流240V供電體系中，蓄電池組是直接并聯(lián)在整流器輸出端的直流供電回路中，恰是因?yàn)橛泻髠湫铍姵亟M的存在，市電停電或溝通側(cè)發(fā)作電氣短路中止時(shí)，并不會(huì)直接致使通訊網(wǎng)絡(luò)的供電中止。相同，在溝通UPS體系中，只需逆變器及后續(xù)電路正常作業(yè)，后備蓄電池組就能夠發(fā)揮作用。可是，若蓄電池組發(fā)作電氣短路，必定形成電源體系的輸出電壓剎那間下跌，致使負(fù)載設(shè)備掉電，致使網(wǎng)絡(luò)中止毛病，嚴(yán)峻影響信息通訊的疏通。

③致使機(jī)房火災(zāi)

發(fā)作蓄電池組電氣短路后，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和堵截回路，則必定致使火災(zāi)。蓄電池組的電量越足，損害性也越大。

（3）蓄電池電氣短路的因素

多見(jiàn)的蓄電池電氣短路乃至起火的因素通常有以下幾點(diǎn)：

①蓄電池自身質(zhì)量有問(wèn)題，樁頭與極板銜接有危險(xiǎn)；

②蓄電池在運(yùn)送或設(shè)備時(shí)，殼體呈現(xiàn)裂紋而沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)備后蓄電池內(nèi)部酸液分出經(jīng)過(guò)電池架電氣短路；

③蓄電池與電纜銜接不牢，形成觸摸電阻過(guò)大，溫度添加后觸摸面氧化嚴(yán)峻，進(jìn)而形成觸摸電阻持續(xù)變大，相繼致使電氣打火乃至拉弧，終究點(diǎn)燃附近可燃物形成起火；

④蓄電池組的銜接電纜耐壓值不行，形成電纜間的絕緣擊穿，形成電纜短路起火；

⑤蓄電池配置不合理，超出蓄電池放電極限；

⑥蓄電池銜接電纜在收支電池架處被電池架鐵皮劃破絕緣層發(fā)作短路；

⑦蓄電池充電電流過(guò)大或電壓過(guò)高形成蓄電池過(guò)充發(fā)熱，正負(fù)極板變形曲折然后起火；

⑧蓄電池組的外部銜接電纜或內(nèi)部銜接電纜因運(yùn)用時(shí)刻過(guò)久而絕緣老化，未及時(shí)查看替換處理，形成電纜間或電纜與電池架間發(fā)作短路。

從理論上剖析，發(fā)作毛病的底子因素是蓄電池組或單體經(jīng)過(guò)導(dǎo)電體（例如電解液、電池架、導(dǎo)線等）或直接形成了正負(fù)極之間的回路，發(fā)作了漏電流或電氣短路。

（4）常用防范蓄電池漏液電氣短路辦法和缺乏在上述各種蓄電池組電氣短路的原因中，蓄電池漏液形成對(duì)電池架短路或絕緣度降低，形成正負(fù)極經(jīng)過(guò)電池架直接短路，一直是發(fā)作概率較高、最難以判別和發(fā)現(xiàn)，但后患卻十分嚴(yán)峻的疑難毛病。

現(xiàn)在，關(guān)于這類毛病危險(xiǎn)的防范辦法或多或少都有一些缺乏，如：

①蓄電池底部添加托盤——托盤可燃；

②電池架添加電木板墊片——不能避免電解液的漫延；

③電池架對(duì)電氣地絕緣——不易施行且不契合安全標(biāo)準(zhǔn)；

④蓄電池室設(shè)備煙霧告警體系——不及時(shí)。

五、絕緣督查的作業(yè)原理

現(xiàn)行在用的高于安全電壓的直流電源體系（例如電力操作電源、通訊用240V直流供電體系等）都請(qǐng)求選用直流回路對(duì)地懸浮作業(yè)辦法，并設(shè)置有絕緣督查（Insulation Monitoring）功用體系。

所謂絕緣督查，是指在直流供電體系中，對(duì)直流輸出與地的絕緣功能進(jìn)行查看，判別是不是發(fā)作接地毛病或絕緣功能降低。當(dāng)發(fā)作毛病或絕緣功能劣化時(shí)宣布告警。

絕緣督查功用首要經(jīng)過(guò)查看直流供電回路中電壓和電流來(lái)完成對(duì)地絕緣電阻查看的。其間，電壓查看技能首要是由絕緣督查來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)正、負(fù)直流母線的對(duì)地電壓，經(jīng)過(guò)對(duì)地電壓核算出正負(fù)母線對(duì)地絕緣電阻。當(dāng)絕緣電阻低于設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，發(fā)送出告警信號(hào)。

因?yàn)槟妇€對(duì)地絕緣電阻查看辦法中的丈量對(duì)象是直流回路上的電壓，而不論在體系的直流回路中任何一點(diǎn)發(fā)作接地毛病或絕緣度降低，都會(huì)致使體系母線電壓的改變。因而就能夠迅速地在絕緣督查體系中反映出來(lái)。

在通訊用240V直流供電體系中，絕緣督查的電壓查看首要有以下兩種辦法：

（1）平衡橋電阻查看法

平衡橋電阻查看法首要用于母線絕緣的查看，是在體系別離對(duì)正負(fù)極接入一對(duì)高阻R1、R2（約100kΩ），兩個(gè)電阻阻值持平，如圖2所示。在正常狀況下，RX=RY≈∞，U1=U2.當(dāng)體系發(fā)作一極接地毛病時(shí)，例如正極接地，即RX≠∞，RY=∞。此刻，R1、R2的電壓降U1、U2將發(fā)作改變，體系依據(jù)兩個(gè)電壓降改變的幅值，即可判別體系發(fā)作了絕緣毛病。一起，能夠經(jīng)過(guò)下列公式來(lái)核算RX的巨細(xì)：

經(jīng)過(guò)丈量U1、U2電壓，即可核算出接地電阻RX.

同理，也可發(fā)現(xiàn)負(fù)極接地，即RY≠∞的狀況。

平衡橋電阻查看進(jìn)行絕緣督查的辦法的長(zhǎng)處是簡(jiǎn)略、呼應(yīng)速度快。因?yàn)橹徊榭措妷海恍鑅1和U2超越預(yù)設(shè)的壓差，當(dāng)即可判別體系的絕緣呈現(xiàn)毛病了。因而，能夠?qū)崟r(shí)地查看到直流回路中“非對(duì)稱性”的正負(fù)極絕緣狀況。可是，這種辦法的缺陷也是十分顯著的，當(dāng)正負(fù)極母線絕緣度一起降低且接地電阻相差不大，即呈現(xiàn)“對(duì)稱性”的絕緣度降低時(shí)，因?yàn)榇丝蘒1≈U2，壓差達(dá)不到告警值，體系就不能發(fā)現(xiàn)絕緣呈現(xiàn)毛病。

（2）投切電阻查看法

為了處理平衡橋電阻查看法的缺乏，能夠選用投切電阻查看法。詳細(xì)原理如圖3所示，與平衡橋電阻丈量法相比較，添加了R3、R4，經(jīng)過(guò)開關(guān)K1與K2輪番分?jǐn)唷螛O接地的狀況和平衡橋的相似，這兒就不在重復(fù)說(shuō)明晰。咱們來(lái)看當(dāng)RX=RY≠∞的狀況。

當(dāng)K1合上，K2斷開時(shí)

當(dāng)K1斷開，K2合上時(shí)

由式（1）和式（2）求得RX和RY（詳細(xì)核算進(jìn)程略）。

作業(yè)進(jìn)程：K1和K2定時(shí)輪番導(dǎo)通，別離記載U1和U2，然后核算出RX及RY，當(dāng)發(fā)現(xiàn)RX及RY小于預(yù)設(shè)告警值，即觸發(fā)體系宣布告警。

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