电池监测系统如何帮助用户防止电池燃烧问题的解析

作者:北京景天奥 来源:jingtianao.com 浏览数:1073 发布时间:2015-1-6 9:41:34

 蓄电池组是数据中心后备电源系统中非常重要的一环,但又是主要的故障点。美国Ponemon研究院2010年的报告中这样描述,“从受访的453个数据中心用户处得到反馈,80%的数据中心在运行过程中遇到过局部或整体电源事故。平均每次电力故障给用户带来的损失是50万美金,其中65%是由于UPS系统蓄电池的故障引起的,51%是人工操作失误。近日据国内多家媒体报道,2014年6月,国内某商业银行总行机房突发线路电气故障并引发火灾,初步估计是由于机房电气系统方面着火。

  
  本文主要是从美国NDSL集团的CELLWATCH蓄电池监测产品如何帮助用户预防蓄电池燃烧方面来阐述的。蓄电池燃烧的原因主要有三项:
  
  1,蓄电池过度充电及电池热失控故障
  
  如果蓄电池出现过度充电,电池会产生大量的可燃易爆气体,并通过密封阀排出,如果遇到火花很容易引起火灾。另外,如果蓄电池出现过充,电池内部会产生过多热量并且不能及时得到释放,会引起蓄电池本身的热失控事故,进而引起蓄电池燃烧及火灾。
  
  CELLWATCH解决方案:最新版系统提供了专业检测,预警和防止电池热失控的功能(基于TRC热失控控制器)。
  
  CELLWATCH系统通过电压、电流及温度三个参数的监测,在热失控现象处于早期状态时就能全面并准确地判断到。发现热失控现象后CELLWATCH会通知数据中心管理者,进而采取相应的措施把故障处理。如果在预定时间内用户并没有采取任何措施,为防止热失控现象进一步恶化,CELLWATCH会把电池串与充电器脱钩。这个步骤的重点是用户的负载在整个过程中还是会受到保护直至相关措施得到实施,Cellwatch可以按照IFC608.3的要求将热失控电池组与充电器断开,彻底避免热失控引起的电池火灾隐患。
  
  2,蓄电池单体间连接松动;
  
  蓄电池单体间连接条松动,是蓄电池系统经常会遇到的故障。主要是由于安装时没有紧固、或是电池使用两三年后因为连接条金属铜的热胀冷缩造成连接松动。当蓄电池组放电或较大电流充电时,因连接松动造成连接部件间电阻过大、热量积累、温度升高,进而引起电池塑料外壳冒烟起火。燃烧过程中电池内部化学反应而产生的可燃气体会起到助燃的效果,严重的会引起整组电池或整层电池组燃烧。但并不是所有的连接松动都会引起燃烧,取决于松动的程度以及电池组电流的大小。
  
  CELLWATCH解决方案:同时监测蓄电池与电池间连接。
  
  CELLWATCH系统采用的是电池正极连接法(如右图)。两根测试线之间形成一个欧姆值(内阻值)的测试回路,每个测试回路监测的对象是一节电池及两个电池间连接条的欧姆值。当电池内阻发生变化或者连接条发生松动,都会被发现并跟踪直至产生告警,以便用户能及时排出安全隐患。
  
  对比普通的单体温度检测法
  
  也有厂家采用测试线直接连接电池正负极的方式,采用单节电池单个监测模块的设计,主要利用单节电池温度的监测功能来提供类似的告警。这种方式的局限性在于不能及时发现连接松动的隐患,因为我们在上面连接松动故障分析中看到,连接条松动并不一定会引起温度上升,只有在大电流时才会引起电池温度上升,进而引起电池燃烧。
  
  综合这两种监控方式相比来讲,如果在线电池监测系统能在监测电池的同时也能监测到电池单体连接状态,会帮助用户及时发现连接条松动的隐患,防止电池火灾的发生。
  
  3,蓄电池壳体渗漏;
  
  蓄电池一般采用塑料外壳,蓄电池都比较重,在搬运过程中容易因碰撞造成外壳出现细小裂缝,当电池内部没有压力时,不容易看到电池漏液。在电池进行充放电后,内部压力增大,会加速电解液(硫酸)从电池裂缝中渗出,渗出的硫酸流到接地的电池架上会引起短路而引发火灾事故。
  
  CELLWATCH解决方案:通过连续的电压扫描及每天的欧姆值监测,Cellwatch能够更好地检测到电池漏液。这个不能代替接地故障的检测,但Cellwatch能发现一些电池故障的症状。
  
  综上所述,我们可以看到如果采用可靠、稳定的蓄电池在线监测系统,可以从根本上帮助用户解决蓄电池维护难、故障发现难的问题、帮助预防因为蓄电池问题引起的火灾,极大地提高数据中心电源系统的安全性。CELLWATCH产品在帮助用户保障蓄电池系统安全性的基础上,向用户提供了管理蓄电池的有效手段,从而避免蓄电池的提前报废和过度使用,给用户带来很好的投资回报。