Kraften til et telenettsted betraktes som blodet til et telenettverk, mens batteriet betraktes som dets blodreservoar, som sikrer en jevn drift av nettverket. Batterivedlikehold har imidlertid alltid vært et utfordrende aspekt. Med produsenter som kontinuerlig senker prisene etter sentraliserte anskaffelser, har kvaliteten på batteriene gått betydelig ned. Hvert år tilskrives mer enn 70 % av feilene i telekommunikasjonskraftsystemet batteriproblemer, noe som gjør batterivedlikehold til en hodepine for vedlikeholdspersonell. Denne artikkelen tilbyr en analyse av hovedårsakene til batterisvikt, som kan tjene som en nyttig referanse for andre.
1. Oversikt over strømutstyr på stedet
Strømutstyret på stedet består av to 40kVA UPS-enheter fra et kjent internasjonalt merke. Batteriene ble installert i 2016. Nedenfor er detaljert informasjon:
UPS-informasjon |
Batteriinformasjon |
Merke og modell: International Brand UPS UL33 |
Merke og modell: 12V 100Ah |
Konfigurasjon: 40 kVA, 2 enheter i et parallellsystem, hver med en belastning på ca. 5 kW |
Antall batterier: 30 celler per gruppe, 2 grupper, totalt 60 celler |
Igangsettingsdato: 2006 (10 års tjeneste) |
Igangsettingsdato: 2016 (5 års tjeneste) |
Den 6. juni utførte UPS-produsenten rutinemessig vedlikehold, og erstattet AC- og DC-kondensatorer (5 års bruk) og viftene. Under batteriutladingstestingen (20 minutter) ble det funnet at batteriets utladningsytelse var dårlig. Utladningsstrømmen var 16A, og etter 10 minutters utlading falt spenningen til flere celler til 11,6V, men det ble ikke observert utbuling av batteriene.
Det ble funnet at begge UPS-batterigruppene hadde svulmende problemer under inspeksjonen. Ved hjelp av et multimeter målte de batteriladingens krusningsspenning (målt med AC-innstillingen), som var så høy som 7V (langt over vedlikeholdsstandarden). Som et resultat mistenkte de først at DC-filterkondensatorene som ble erstattet av UPS-produsentens ingeniører var defekte, noe som forårsaket overdreven krusningsspenning på UPS-ens DC-buss, noe som førte til at batteriet svulmet ut.
2. Feilsituasjon på stedet
22. juli gjennomførte teamet fra Forskningsinstituttet en sikkerhetsinspeksjon på et avdelingskontor. De oppdaget at batteriene til UPS-systemene i 5. etasje i en bygning var kraftig bulende. Hvis det var strømbrudd fra nettet, fryktet man at batteriene ikke kunne lades ut ordentlig, noe som potensielt kunne føre til en ulykke. Som et resultat anbefalte de umiddelbart at filialens vedlikeholdspersonell kontakter produsentens ingeniører for å arrangere en felles undersøkelse og feilsøking på stedet med alle tre parter neste ettermiddag.
Utbuling av 12V batterier
Om ettermiddagen 23. juli ankom de tre partene stedet. Ved inspeksjon ble begge UPS-enhetene funnet å fungere normalt, med en flytespenning på ca. 404V for batteriene (i tråd med de angitte parameterne). Produsentens ingeniører brukte et Fluke 287C-multimeter (høy nøyaktighet) for å måle rippelspenningen for batterilading, som var omtrent 0,439V. En Fluke 376 klemmemeter (lavere nøyaktighet) målt rundt 0,4V. Resultatene fra begge instrumentene var like og falt innenfor det typiske rippelspenningsområdet for utstyret (vanligvis mindre enn 1 % av bussspenningen). Dette indikerte at de erstattede DC-kondensatorene var kompatible og fungerte normalt. Derfor ble den tidligere mistenkte teorien om at kondensatorbyttet forårsaket overdreven krusningsspenning og batteriutbuling utelukket.
Multimeter: 0,439V
Klemmemåler: ca. 0,4V
En gjennomgang av UPS-systemets historiske poster viste at 6. juni hadde begge UPS-enhetene gjennomgått en 15-minutters batteriutladingstest. Etter gjenoppretting av hovedstrømbryteren ble det utført en 6-minutters utjevnt lading, etterfulgt av en 14-minutters batteriutladingstest av produsentens ingeniører. Etter testen startet UPS-systemet automatisk fire påfølgende 12-timers utjevnede ladninger, med hver fase atskilt med ett minutts intervall, og avsluttet kl. 05.32 den 9. juni. Siden da har batteriene holdt seg i flytende lademodus.
Ytterligere undersøkelse av de originale UPS-batteriinnstillingene avslørte følgende:
Batterilevetiden var satt til 48 måneder (4 år), selv om den faktiske levetiden til et 12V-batteri skulle være 5 år.
Utlignet lading ble satt til 'aktivert.'
Ladestrømgrensen ble satt til 10A.
Utløseren for å bytte til utjevnet lading ble satt til 1A (systemet vil automatisk bytte til utjevnt lading hvis flytende ladestrøm overskred 1A, selv om standardverdien for denne modellen er 0,03C10~0,05C10, noe som betyr at den utjevnede ladingen utløses når flyteladestrømmen når 3-5A. 0.01C10, noe som betyr at utjevnet lading vil bli utløst når flytende ladestrøm når 1A).
Utlignet ladebeskyttelsestid ble satt til 720 minutter (utjevnet lading stoppet automatisk etter 12 timer).
3. Analyse av feilårsakene
Basert på omstendighetene ovenfor, kan feilprosessen analyseres som følger:
De to batterigruppene til dette UPS-systemet hadde vært i bruk i 4 år (levetiden til 12V-batterier er 5 år), og batterikapasiteten var betydelig redusert. Før feilen var imidlertid batteriets ytre utseende normalt, uten tegn til utbuling. En ytterligere gjennomgang av UPS historiske poster fra 30. januar 2019 (poster før denne datoen ble slettet) til 6. juni 2020, viste at UPS-systemet hadde utført 12 utjevnede ladinger, med den lengste varigheten på ikke mer enn 15 minutter. Dette indikerer at den utjevnede ladevarigheten satt i UPS-systemet før vedlikehold var relativt kort, kun 15 minutter, og UPS-systemets kortsiktige utjevnede lading vil ikke føre til at batteriene buler.
Etter vedlikehold og kondensatorbytte ble UPS-systemet startet på nytt. Kontrolllogikken identifiserte batteriet som nylig tilkoblet, så det startet en 6-minutters utjevnt lading og deretter byttet til en flytende lading. Etter en påfølgende utladingstest på 14 minutter startet imidlertid UPS-systemet automatisk utjevnt lading for å lade batteriene helt opp. På grunn av at batteriene har vært i bruk i 4 år, hadde deres interne ladeoppbevaringsevne blitt dårligere, noe som førte til at flytende ladestrøm oversteg 1A, og utløste den utjevnede ladeterskelen på 1A satt i UPS-systemet (standardverdien for denne modellen er 3~5A flytende ladestrøm for å utløse utjevnt lading, men av en eller annen grunn hadde dette vedlikeholdspersonellet endret til 1A). Dette resulterte i at UPS-systemet gjentatte ganger startet den utjevnede ladingen inntil en intern batteri åpen krets til slutt stoppet den (ellers ville UPS-systemet ha fortsatt gjentatt utjevnt lading, noe som kunne ha ført til at batterigruppen tok fyr). I løpet av denne perioden gjennomgikk batteriene fire kontinuerlige utjevnede ladesykluser over 48 timer (hver syklus ble pauset i bare 1 minutt hver 12. time før utlignet lading ble gjenopptatt). Etter en slik langvarig utjevnt lading, utviklet batteriene til slutt utbuling, og til og med ventilasjonsventilene ble deformert.
4. Konklusjon
Basert på observasjonene og analysen ovenfor, er årsakene til batterisvikten i dette UPS-systemet som følger:
Den direkte årsaken var feil innstilling av UPS-systemets ladeparametere, noe som førte til kontinuerlig utjevnt lading i 48 timer med kun 1 minutts intervaller mellom hver syklus. Selv nye batterier ville ikke tåle en slik langvarig og intens utjevnt lading, noe som fører til at batteriet svulmer opp i dette tilfellet.
UPS-systemmodellen er en tidlig design med funksjonelle begrensninger. Denne eldre UPS-modellen (designet for 20 år siden) manglet innstillingen for «utjevnet ladeintervallbeskyttelsestid» (andre merker angir vanligvis dette intervallet til 7 dager), noe som resulterte i kontinuerlige flere utjevnede ladesykluser.
Batterienes ytelse hadde blitt dårligere på grunn av alder (4 år i bruk), med redusert utladningskapasitet og dårlig ladeoppbevaring. Før 6. juni ble terskelen for utjevnt til flytende ladning for konverteringsstrøm satt urimelig lavt (kun 1A for 100Ah-batterier). UPS-systemets standardverdi er 3~5A, men vedlikeholdspersonellet endret den på uforklarlig vis til 1A.
UPS-systemet hadde vært i drift i 14 år, langt utover utrangeringsalderen, noe som gjorde målefeil uunngåelige. Disse feilene kan ha ført til at systemet gjentatte ganger startet utjevnet lading på grunn av unøyaktig strømdeteksjon.
Heldigvis hindret en åpen krets i en av battericellene UPS-systemet i å fortsette de gjentatte utjevnede ladesyklusene etter den fjerde utjevnede ladningen, og dermed unngikk potensialet for at batteriene tok fyr.
5. Avhjelpende tiltak for svikt
Utbedringstiltakene omfatter to aspekter:
Først må du midlertidig endre UPS-batteriets ladeparametere:
Deaktiver den utjevnede ladeinnstillingen i UPS-systemet.
Juster utløserstrømmen for å bytte fra flytlading til utjevnt lading til 3A (selv om 3A fortsatt er noe lav, da standard minimum er 3A, men det var tidligere satt til 1A).
Juster den utjevnede ladebeskyttelsestiden til 1 time (tidligere satt til 12 timer).
For det andre byttet avdelingskontoret ut de to batterigruppene med reservebatterier, men reservebatteriene har en kapasitet på kun 50 Ah, så de kan kun brukes til midlertidige nødformål. Det er planer om å overføre belastningen fra UPS-systemet til andre strømkilder i fremtiden, for å løse sikkerhetsproblemene for strømforsyningen grundig.
Operatøren bruker et betydelig beløp årlig på vedlikeholdstjenester for UPS-systemet, men på grunn av uaktsomhet og uforsiktighet fra vedlikeholdspersonellet, endret de til og med feilaktig standardverdiene til UPS-systemet, noe som virkelig er utrolig. Det anbefales at UPS-produsenten tar vedlikeholdet av produktene sine på alvor og unngår å gjøre slike grunnleggende feil i fremtiden, noe som forbedrer kvaliteten på vedlikeholdstjenestene. I mellomtiden foreslås det at operatøren også følger nøyere med på de påfølgende vedlikeholdstjenestene som tilbys av UPS-produsenten og etablerer et evalueringssystem for kontinuerlig å forbedre den sikre og pålitelige driften av UPS-systemet.
