通信サイトの電力はテレコムネットワークの血液と見なされますが、バッテリーはその血液貯留層と見なされ、ネットワークの滑らかな動作を保護します。ただし、バッテリーのメンテナンスは常に困難な側面でした。メーカーは、集中調達後も価格を継続的に引き下げているため、バッテリーの品質は大幅に低下しています。毎年、通信電源システムの故障の70％以上がバッテリーの問題に起因しているため、バッテリーメンテナンスはメンテナンス担当者の頭痛になります。この記事では、バッテリー障害の主な原因の分析を提供します。これは、他の人にとって有用な参照として機能する可能性があります。
1. オンサイトの電源機器の概要
オンサイトの電力機器は、有名な国際ブランドの2つの40kVA UPSユニットで構成されています。バッテリーは2016年に設置されました。以下は詳細情報です。
UPS情報 | バッテリー情報 |
ブランドとモデル：International Brand UPS UL33 | ブランドとモデル：12V 100AH |
構成：40 kVa、並列システムの2ユニット、それぞれが約5 kWの負荷を備えています | バッテリー数：グループごとに30セル、2つのグループ、合計60セル |
試運転日：2006（10年間のサービス） | 試運転日：2016（5年間のサービス） |
6月6日、UPSメーカーは定期的なメンテナンスを実施し、ACおよびDCコンデンサ（5年間のサービス）とファンを置き換えました。バッテリーの排出テスト中（20分）、バッテリーの排出性能が低かったことがわかりました。排出電流は16aで、放電の10分後、いくつかの細胞の電圧が11.6Vに低下しましたが、バッテリーの膨らみは観察されませんでした。
両方のUPSバッテリーグループには、検査中に膨らんだ問題があることがわかりました。マルチメーターを使用して、バッテリー充電リップル電圧（AC設定を使用して測定）を測定しました。その結果、彼らは当初、UPSメーカーのエンジニアに置き換えられたDCフィルターコンデンサが欠陥があり、UPSのDCバスに過度のリップル電圧を引き起こし、バッテリーの膨らみにつながると疑っていました。
2. 現場での失敗状況
7月22日、研究所のチームは支店で安全検査を実施しました。彼らは、建物の5階にあるUPSシステムのバッテリーがひどく膨らんでいることを発見しました。グリッドから停電が発生した場合、バッテリーが適切に排出されず、潜在的に事故につながる可能性があることが恐れられていました。その結果、彼らはすぐに、支部のメンテナンス担当者がメーカーのエンジニアに連絡して、翌日の午後に3つのパーティー全員と共同オンサイトの調査とトラブルシューティングセッションを手配することを推奨しました。
12Vバッテリーの膨らみ
7月23日の午後、3つのパーティーが現場に到着しました。検査すると、両方のUPSユニットが正常に機能していることがわかり、バッテリーのフロート電圧は約404Vです（設定されたパラメーターに沿って）。メーカーのエンジニアは、Fluke 287Cマルチメーター（高精度）を使用して、約0.439Vのバッテリー充電リップル電圧を測定しました。 0.4V前後の蛍光376クランプメーター（精度が低い）。両方の機器の結果は類似しており、機器の典型的なリップル電圧範囲内に落ちました（通常、バス電圧の1％未満）。これは、交換されたDCコンデンサが準拠しており、正常に機能していることを示しています。したがって、コンデンサの置換が過度のリップル電圧を引き起こし、バッテリーの膨らみが除外されたという以前に疑われた理論が除外されました。
マルチメーター：0.439V
クランプメーター：約0.4V
UPSシステムの歴史的記録のレビューでは、6月6日に、両方のUPSユニットが15分間のバッテリー排出テストを受けたことが示されました。メインパワースイッチを復元した後、6分間の均等化充電が行われ、その後、メーカーのエンジニアによる14分間のバッテリー排出テストが行われました。テスト後、UPSシステムは4回連続した12時間の等量電荷を自動的に開始し、各位相は1分間隔で分離され、6月9日の午前5時32分に終了しました。それ以来、バッテリーはフロート充電モードのままです。
元のUPSバッテリー設定をさらに調べると、以下が明らかになりました。
バッテリーの寿命は48か月（4年）に設定されましたが、12Vバッテリーの実際の寿命は5年でなければなりません。
均等化された充電は、 'Enabled。'に設定されました。
電荷電流制限は10aに設定されました。
このモデルのデフォルト値が0.03C10〜0.05C10であるにもかかわらず、フロートチャージ電流が1Aを超えた場合、フロートチャージ電流が1Aを超えた場合、システムは1Aに設定されました（システムは1Aに自動的に切り替えます。つまり、フロート充電電流が3-5Aに達すると、フロート充電電流が3-5Aに達したときに均等化された充電がトリガーされます。フロート電荷電流が1a）に達するとトリガーされます。
均等化された充電保護時間は720分に設定されました（均等化された充電は12時間後に自動的に停止します）。
3. 障害の分析の原因
上記の状況に基づいて、障害プロセスは次のように分析できます。
このUPSシステムの2つのバッテリーグループは4年間使用されていました（12Vバッテリーのサービス寿命は5年です）、バッテリー容量は大幅に減少しました。ただし、故障する前に、バッテリーの外観は正常で、膨らんだ兆候はありませんでした。 2019年1月30日から2020年6月6日までのUPS歴史的記録（この日付前の記録がクリアされた）のさらなるレビューは、UPSシステムが12件の充電を実行し、最も長い期間は15分以内であることが示されました。これは、メンテナンス前にUPSシステムに設定された均等化された充電期間が比較的短く、わずか15分であり、UPSシステムの短期均等化された充電がバッテリーを膨らませないことを示しています。
メンテナンスとコンデンサの交換後、UPSシステムが再起動されました。コントロールロジックは、バッテリーを新しく接続したものとして識別したため、6分間の均等化充電を開始し、フロート充電に切り替えました。ただし、その後の14分間の放電テストの後、UPSシステムは自動的に均等化充電を開始し、バッテリーを完全に充電しました。バッテリーが4年間使用されているため、内部充電保持能力が悪化し、フロート電荷電流が1Aを超え、UPSシステムの1A等式充電しきい値設定がトリガーされました（このモデルのデフォルト値は3〜5Aフロート充電電流がトリガー等化された充電になりましたが、何らかの理由で維持担当者は1Aに修正されました）。これにより、UPSシステムは、内部のバッテリー開放回路が最終的に停止するまで、均等化された充電を繰り返し開始しました（そうでなければ、UPSシステムは繰り返し充電された充電を続け、バッテリーグループが火災を引き起こす可能性がありました）。この期間中、バッテリーは48時間にわたって4つの連続均等な充電サイクルを受けました（各サイクルは、充電を再開する前に12時間ごとに1分間しか一時停止しませんでした）。このような長期にわたる充電の後、バッテリーは最終的に膨らみ、通気バルブさえ変形しました。
4. 結論
上記の観察と分析に基づいて、このUPSシステムのバッテリー障害の原因は次のとおりです。
直接的な原因は、UPSシステムの充電パラメーターの不適切な設定であり、各サイクルの間にわずか1分間隔で48時間の連続均等化充電につながりました。新しいバッテリーでさえ、このような長期にわたるイコライズ充電に耐えられず、この場合はバッテリーの膨らんだ障害につながります。
UPSシステムモデルは、機能的な制限を備えた初期の設計です。この古いUPSモデル（20年前に設計）には、「等化された充電間隔保護時間」の設定（他のブランドは通常、この間隔を7日間に設定）を欠いており、その結果、連続的な複数の等式充電サイクルが生じました。
バッテリーのパフォーマンスは、年齢（4年間のサービス）により分解され、退院能力の低下と充電保持率が低下しました。 6月6日までに、均等化された充電電荷変換電流のしきい値は不当に低く設定されました（100AHバッテリーの場合は1aのみ）。 UPSシステムのデフォルト値は3〜5Aですが、メンテナンス担当者は不可解に1Aに変更しました。
UPSシステムは14年間稼働しており、廃止措置の年齢をはるかに超えており、測定エラーが避けられませんでした。これらのエラーにより、システムが不正確な電流検出のために均等化された充電を繰り返し開始した可能性があります。
幸いなことに、バッテリーセルの1つに開いた回路により、UPSシステムが4番目の均等化された充電後に繰り返される均等化充電サイクルを継続することを妨げ、したがって、バッテリーが発火する可能性を回避しました。
5. 障害のための是正措置
是正措置には2つの側面が含まれます。
まず、UPSバッテリー充電パラメーターを一時的に変更します。
UPSシステムの均等化された充電設定を無効にします。
トリガー電荷をフロート充電から3Aに切り替えるためのトリガー電流を調整します（ただし、デフォルトの最小値は3Aであるため、3Aはまだやや低いですが、以前は1Aに設定されていました）。
均等化された充電保護時間を1時間に調整します（以前は12時間に設定します）。
第二に、ブランチオフィスは2つのバッテリーグループをバックアップバッテリーに置き換えましたが、バックアップバッテリーの容量はわずか50 AHであるため、一時的な緊急目的でのみ使用できます。電源の安全性の問題を徹底的に解決するために、将来、UPSシステムから他の電源に負荷を転送する計画があります。
オペレーターは、UPSシステムのメンテナンスサービスに毎年かなりの金額を費やしていますが、メンテナンス担当者の過失と不注意により、UPSシステムのデフォルト値を誤って変更しました。 UPSメーカーは、製品のメンテナンスを真剣に受け止め、将来このような基本的な間違いを犯し、メンテナンスサービスの品質を向上させることをお勧めします。一方、オペレーターは、UPSメーカーが提供するその後のメンテナンスサービスにも注意を払っており、UPSシステムの安全で信頼できる運用を継続的に改善するための評価システムを確立することが示唆されています。
