機房電源測試維護解決方案(鄭曄)

目錄機房維護技術(shù)指標及測試需求分析 2前言 2機房電源系統(tǒng)的組成 2機房測試維護的需求分析 3機房電源交直系統(tǒng)供電質(zhì)量維護解決方案 3影響機房電源的電能質(zhì)量 3電能質(zhì)量的問題存在的原因 4機房電源蓄電池組的測試和維護解決方案 5鉛酸蓄電池的失效機理 5正確使用鉛酸蓄電池 5蓄電池的內(nèi)阻與容量 69.電池監(jiān)測對電池平安運行的意義 5機房電源電氣平安維護和測試解決方案 710.非接觸式溫度測試 811.電力機房維護和測試解決方案 8附錄一、F430系列電能質(zhì)量分析儀產(chǎn)品資料附錄二、IBEX系列蓄電池內(nèi)阻測試儀產(chǎn)品資料附錄三、FT168產(chǎn)品資料附錄四、FLUKETI25紅外熱成像儀產(chǎn)品資料機房電源測試維護產(chǎn)品簡介前言機房電源和交換中心是整個機房系統(tǒng)的心臟所在，機房內(nèi)和交換中心的設(shè)備和系統(tǒng)平安可靠的工作，對保證機房系統(tǒng)正常運行具有重要作用。因此，機房和交換中心的設(shè)備檢測與日常維護始終是電信運營動力維護工程師的頭等大事。為了保證電信網(wǎng)的供電符合質(zhì)量要求，應對電信網(wǎng)的電源系統(tǒng)及設(shè)備的各項技術(shù)指標進行定期或不定期的維護測試和調(diào)整，以保證機房電源始終到達維護技術(shù)指標的要求。在維護中，正確的測試和調(diào)整是保證電源設(shè)備平安優(yōu)質(zhì)供電的重要手段。通常所有的機房電源設(shè)備都是需要日常的維護的。維護的目的是發(fā)現(xiàn)可能存在的故障隱患或微小的故障。早一點發(fā)現(xiàn)這些隱患或微小的故障，可以在沒有形成損失〔停工，設(shè)備損傷或人身傷害〕或損失非常小的事后消除這些隱患或故障。日常維護通?？梢苑譃槎ㄆ诰S護和不定期維護，或根據(jù)為維護測試的目的分為預防性維護和預測性維護等等。定期的日常維護性的實驗以特定的間隔進行的工作，用來防止停工和生產(chǎn)效率低下，根據(jù)時間確定方案，例如每天、每周、每月、每季度，或設(shè)備每工作幾小時。任務(wù)包括設(shè)備檢查、定期檢查潤滑油、調(diào)整設(shè)備和更換零件、檢查運行設(shè)備的電氣、水壓和機械系統(tǒng)。在全年中對一個或幾個設(shè)備進行定期維護。不定期維護由維護人員所進行的隨機維修包括應急工作和停工檢修。預防性維護是為了使設(shè)備保持峰值工作狀態(tài)，將定期維護和不定期維護相結(jié)合進行維護；預測性維護那么是根據(jù)預先確定的容差監(jiān)測磨損狀況和設(shè)備特性，預測可能發(fā)生的故障。有效運用預防性/預測性維護，將消除33%至50%維護支出中的大局部，根據(jù)美國的歷史數(shù)據(jù)，由有效的預防性/預測性維護程序帶來的初始節(jié)約涉及以下幾個方面：1.消除由設(shè)備或系統(tǒng)故障引起的未經(jīng)方案的停機時間。2.降低維護支出。在一些情況下，實際維護支出會在實施有效的預防性維護計的第一年內(nèi)會增加。這種支出的增加通常會到達10%至15%，它是由使用預知性技術(shù)所發(fā)現(xiàn)的固有可靠性問題引起的。在消除這些問題之后，通常會取得35%至60%的人力和材料本錢降低。3.延長使用壽命。通常，機房電源的使用壽命可延長33%至60%。使用壽命的延長得益于在發(fā)生對設(shè)備的損壞之前就檢測出初發(fā)問題或與最正確工作狀況的偏離。進行較小的調(diào)整或維修而不讓小的缺陷變?yōu)閲乐貑栴}幾乎可以無限延長設(shè)備的有效使用壽命。380V

配電盤啟動380V

配電盤啟動

開關(guān)斷路

開關(guān)空調(diào)馬達斷路

開關(guān)調(diào)速馬達驅(qū)動功率因數(shù)修正電容斷路

開關(guān)應急

發(fā)電機轉(zhuǎn)換

開關(guān)UPSPDU效勞器380V/

220V

配電盤照明設(shè)備主配電設(shè)備380V直流源24V/

48V

配電插座接地

系統(tǒng)公共

電網(wǎng)如上圖機房電源系統(tǒng)的組成，長期以來，機房或交換中心的電源設(shè)備配置一般是兩路市電引入，兩部發(fā)電機組，蓄電池按10小時放電率配置〔干線無人站按20小時以上放電率配置〕，整流設(shè)備按一主一備配置，直流配電屏按終局容量配置。供電方式一直是集中供電方式，維護方式采用密集型的分散維護，實行輪流值班、預檢預修的維護方式。主要組成有以下幾部份：(1)高頻開關(guān)電源一般為機架模塊式電源，交流輸入380V，直流輸出48V，其中輸入和輸出的電流根據(jù)不同要求有所區(qū)別。(2)發(fā)電機組是必不可少的設(shè)備，目前使用的多為辛普森、康明斯、依維柯、勞斯萊斯等原裝進口機組。(3)UPS又稱不間斷電源，主要用于使用交流電源而又不能停電的機房設(shè)備，如計算機、網(wǎng)管專用小型機、衛(wèi)星機房等。(4)蓄電池是機房設(shè)備用電的心臟，對保證機房質(zhì)量和機房暢通起著重要的作用。蓄電池的容量大小和放電時間決定著機房設(shè)備的運行時間。機房電源測試維護需求分析〔1〕、交直流供電系統(tǒng)電能質(zhì)量測試要向機房設(shè)備不間斷地供電，首先要保證供電〔交/直流〕質(zhì)量符合標準。常需測量的參數(shù)有：交流的測量1、交流電壓、電流、頻率的測量2、交流電壓電流波形正弦崎變因數(shù)、諧波測量3、三相輸出電壓電流相位差、三相電壓電流不平衡度4、啟動電流，浪涌的測量5、電壓事件的捕獲，瞬變、驟升驟降、過電壓、低電壓、電壓中斷6、交流供電系統(tǒng)的功率和功率因數(shù)、能耗的測量7、閃變的測量直流的測量1、直流電源雜音電壓的測量2、直流放電回路全程壓降的測量3、直流供電回路中導線掛點直流壓降的測量測量使用的儀表電能質(zhì)量分析儀、手持示波表、數(shù)字萬用表、電流鉗表〔2〕蓄電池組的測試和維護蓄電池是在市電中斷后保障機房電源系統(tǒng)繼續(xù)正常運行的最后保證，蓄電池是成組工作的，其中最小容量蓄電池直接決定了蓄電池組能提供電能的時間。因此，國標中對蓄電池的充放電以及日常測試維護都做了詳細的規(guī)定1、蓄電池內(nèi)阻測量2、蓄電池容量測量、核對性放電測試3、蓄電池品質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)測量使用的儀表蓄電池內(nèi)阻測試儀、蓄電池容量測試儀、蓄電池在線監(jiān)控系統(tǒng)〔3〕機房電源電氣平安維護和測試電氣平安的維護關(guān)系到設(shè)備的正常使用和人員的生命平安，常需測量的參數(shù)有：1、非接觸式紅外測溫：紅外測溫儀主要用在測量機房系統(tǒng)的動力設(shè)備——高壓、低壓、整流設(shè)備的各個主要部件，防止因為溫度提高而造成設(shè)備損壞2、由于機房電源系統(tǒng)的各個設(shè)備都需要采取避雷措施，因此對整個系統(tǒng)的接地系統(tǒng)要求比擬高：地網(wǎng)接地電阻的測量3、絕緣的好壞決定了設(shè)備的使用和人員的平安：絕緣及漏電流測試測量使用的儀表紅外成像儀、紅外點溫儀、接地電阻測試儀、絕緣電阻測試儀、漏電流測試儀機房電源交直系統(tǒng)供電質(zhì)量維護解決方案現(xiàn)在動力維護逐漸從傳統(tǒng)確實保直流電源穩(wěn)定可靠的觀念向確保交流電源穩(wěn)定可靠的觀念轉(zhuǎn)變，因為只有確保交流電源的穩(wěn)定可靠，才能確保直流電源的穩(wěn)定可靠，〔一〕影響機房電源的電能質(zhì)量機房中各種設(shè)備對電能質(zhì)量都要求比擬高，對各種供電質(zhì)量問題如電壓不穩(wěn)、諧波、浪涌、尖峰、零地電壓等均需要采取措施解決。在機房開展歷程中，早期的機房沒有使用UPS，計算機設(shè)備都用交流穩(wěn)壓電源供電。交流穩(wěn)壓電源能解決長期高壓、低壓和慢速電壓波動問題，但是由于沒有濾波器等設(shè)備，因而不能解決浪涌、尖峰、諧波等電能質(zhì)量問題。90年代以后，國內(nèi)開始大量使用UPS等設(shè)備，它在解決電壓不穩(wěn)和供電連續(xù)性等問題的同時，也能解決一局部浪涌、尖峰，甚至諧波問題。

客觀的講，UPS類設(shè)備已成為機房內(nèi)不可或缺的一種根本設(shè)備，這些年來UPS設(shè)備也為機房領(lǐng)域做出了非常巨大的奉獻，但與此同時，也給用戶造成了一種錯覺，即一般用戶將電能質(zhì)量問題和UPS等同起來，認為有了UPS就解決了所有的電能質(zhì)量問題，而實際上不是這樣的。UPS的出現(xiàn)，一方面確實能很好的解決電壓不穩(wěn)、供電連續(xù)性等一般用戶都非常敏感的電能質(zhì)量問，但是UPS作為電網(wǎng)中的非線性負載，它本身又會產(chǎn)生諧波干擾，尤其是采用脈沖整流方式的大功率UPS，如果不加濾波器或PFC電路，它就會產(chǎn)生大量的諧波電流，在對電網(wǎng)造成諧波污染的同時，也可能因為接地不良等原因?qū)⒅C波轉(zhuǎn)移到它的負載——機房設(shè)備上。

零地電壓問題目前是機房中比擬嚴重的一個電能質(zhì)量問題。一般機房設(shè)備都對零地電壓有一定要求，現(xiàn)在的情況是經(jīng)常有零地電壓高于其規(guī)定值，影響機房設(shè)備的正常工作，或出現(xiàn)其它的問題，甚至拒絕開機。除此之外，機房內(nèi)還有操作過電壓、雷擊過電壓、諧波等問題。

這些電能質(zhì)量問題的存在，毫無疑問將影響機房設(shè)備的正常工作，可能造成數(shù)據(jù)失效、錯誤，影響網(wǎng)絡(luò)的通訊速度等，嚴重時還會出現(xiàn)磁盤損壞、磁盤陣列故障。另外，諧波的存在也會增大零地電壓?！捕畴娔苜|(zhì)量的問題存在的原因電能質(zhì)量問題存在的主要原因有兩個，一是技術(shù)問題，另一個就是認識問題，但是歸根結(jié)底是認識方面的原因?？陀^地講，現(xiàn)在絕大局部電能質(zhì)量問題都可以通過現(xiàn)有的技術(shù)管理手段來解決。但是用戶現(xiàn)在對電能質(zhì)量的認識程度還比擬低，技術(shù)開展也就沒有足夠的推動力，也就不能要求廠商去改變技術(shù)方案。比方十二脈沖問題，如果用戶不考慮、不提出諧波的治理，廠商也就可以不提供濾波器設(shè)備了，因為這個也需要較大的本錢，這樣的話用戶將來就有可能因為諧波問題造成電能質(zhì)量事故。因此，雖然諧波問題可以通過技術(shù)上加濾波器來解決，但是由于用戶或整個行業(yè)對這個問題沒有足夠的認識，不要求UPS在出廠的時候要求加裝濾波器，或者是在用戶安裝UPS時不配套安裝濾波器，那么電能質(zhì)量問題就不可能根本解決。事實上，現(xiàn)在運行的UPS有非常大的一局部沒有濾波器，我們估計目前運行的大功率UPS有50%以上沒有配備濾波器，從這也側(cè)面反響諧波問題還普遍存在。〔三〕交直系統(tǒng)供電質(zhì)量測試維護產(chǎn)品選型方案我公司根據(jù)電信維護規(guī)程中對機房和交換中心設(shè)備的電源維護檢測的要求，準備出了這份適用于廣闊機房機房和交換中心實際應用的動力維護儀表推薦方案。專家型方案儀器類別型號說明預算〔RMB〕專家型電能質(zhì)量的測試儀F1760分析和測量：諧波電壓和電流〔可達50次〕，三相電壓不平衡度，電壓波動與閃變(Pst/Plt)，頻率，電壓偏差，瞬態(tài)過電壓。功率：有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)，干擾源查找。電壓電流矢量圖，阻抗，浪涌、下陷。可構(gòu)成遠程機房監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，自動判斷超標和自動事件報警。25萬手持示波表199c/668s萬用表、示波表、記錄儀三表合一，可測試電壓電流波形和直流雜音5萬合計30萬在線型方案儀器類別型號說明預算〔RMB〕在線型長時間監(jiān)測電能質(zhì)量的測試儀PQM2000〔電網(wǎng)監(jiān)測〕分析和測量：諧波電壓和電流〔可達50次〕，三相電壓不平衡度，電壓波動與閃變(Pst/Plt)，頻率，電壓偏差，瞬態(tài)過電壓。功率：有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)，干擾源查找。電壓電流矢量圖，阻抗，浪涌、下陷?？蓸?gòu)成遠程機房監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，自動判斷超標和自動事件報警。最短130us事件捕獲9萬現(xiàn)場分析方案儀器類別型號說明預算〔RMB〕現(xiàn)場排查故障檢修手持三相電能質(zhì)量的測試儀F435PLUS三相系統(tǒng)的真有效值電壓和電流、有關(guān)電度和無功電度計量、三相系統(tǒng)向量圖、功率、基波功率因數(shù)、諧波功率因數(shù)、諧波、諧波相位、THD、電壓波動、浪涌電流、三相不平衡度、電壓變壓波動和閃變，并可進行記錄諧波測量高達50次。所有電能質(zhì)量事件的監(jiān)測和記錄功能，最長可設(shè)定465天的記錄時間。彩色的LCD大屏幕、高度量顯示電壓、電流波形或諧波頻譜。三年質(zhì)保。并可選配手持電腦現(xiàn)場下載數(shù)據(jù)。10萬現(xiàn)場排查故障檢修手持三相電能質(zhì)量的測試儀F1735PLUS三相系統(tǒng)的真有效值電壓和電流、有關(guān)電度計量、三相系統(tǒng)向量圖、功率、基波功率因數(shù)、諧波功率因數(shù)、諧波、諧波相位、THD、電壓波動、浪涌電流、三相不平衡度、并可進行記錄諧波測量高達50次。三年質(zhì)保。并可選配手持電腦現(xiàn)場下載數(shù)據(jù)。比f435缺少電壓瞬變分析，電壓波動閃變分析5萬現(xiàn)場巡檢型方案儀器類別型號說明預算〔RMB〕現(xiàn)場快速檢測電能質(zhì)量手持單相電能質(zhì)量的測試儀F43B萬用表、溫度表、示波表、電能質(zhì)量測試儀四表合一，可測試功率、基波功率因數(shù)、諧波功率因數(shù)、諧波、諧波相位、THD、、浪涌電流、并可進行記錄諧波測量高達50次。瞬變。電流波形或諧波頻譜。三年質(zhì)保。3萬現(xiàn)場快速檢測電能質(zhì)量手持單相電能質(zhì)量的測試儀F345鉗表式電能質(zhì)量測試儀，可測試功率、基波功率因數(shù)、諧波功率因數(shù)、諧波、諧波相位、THD、并可進行記錄諧波測量高達25次。電流波形或諧波頻譜。并可測試直流雜音2萬機房電源蓄電池組的測試和維護解決方案近些年來，隨著電力工業(yè)的開展和信息產(chǎn)業(yè)的開展，閥控式鉛酸蓄電池〔VRLA俗稱免維護電池〕的使用得到空前的普及，由于有關(guān)VRLA電池的使用知識普及不夠，VRLA電池在使用過程中暴露出許多問題，這些問題嚴重影響VRLA電池的使用壽命，并進而影響到相關(guān)設(shè)備的運行平安?！惨弧炽U酸蓄電池的失效機理1、電池失水鉛酸蓄電池失水會導致電解液比重增高、導致電池正極柵板的腐蝕，使電池的活性物質(zhì)減少，從而使電池的容量降低而失效。鉛酸蓄電池密封的難點就是充電時水的電解。當充電到達一定電壓時〔一般在2.30V／單體以上〕在蓄電池的正極上放出氧氣，負極上放出氫氣。一方面釋放氣體帶出酸霧污染環(huán)境，另一方面電解液中水份減少，必須隔一段時間進行補加水維護。閥控式鉛酸蓄電池就是為克服這些缺點而研制的產(chǎn)品，其產(chǎn)品特點為：〔1〕采用多元優(yōu)質(zhì)板柵合金，提高氣體釋放的過電位。即普通蓄電池板柵合金在2.30V／單體〔25℃〕以上時釋放氣體。采用優(yōu)質(zhì)多元合金后，在2.35V/單體〔25〔2〕讓負極有多余的容量，即比正極多出10％的容量。充電后期正極釋放的氧氣與負極接觸，發(fā)生反響，重新生成水，〔3〕為了讓正極釋放的氧氣盡快流通到負極，必須采用和普通鉛酸蓄電池所采用的微孔橡膠隔板不同的新超細玻璃纖維隔板。其孔率由橡膠隔板的50％提高到90％以上，從而使氧氣易于流通到負極，再化合成水。另外，超細玻璃纖維板具有吸附硫酸電解液的功能，因此閥控式密封鉛酸蓄電池采用貧液式設(shè)計，即使電池傾倒，也無電解液溢出。〔4〕采用密封式閥控濾酸結(jié)構(gòu)，使酸霧不能逸出，到達平安、保護環(huán)境的目的。由于產(chǎn)生的水在密封情況下不能溢出，因此閥控式密封鉛酸蓄電池可免除補加水維護，這也是閥控式密封鉛酸蓄電池稱為免維電池的由來。閥控式密封鉛酸蓄電池均加有濾酸墊，能有效防止酸霧逸出。但密封蓄電池不逸出氣體是有條件的，即：電池在存放期間內(nèi)應無氣體逸出；充電電壓在2.35V／單體〔25℃〕以下應無氣體逸出；放電期間內(nèi)應無氣體逸出。但當充電電壓超過2.35V／單體時就有可能使氣體逸出。因為此時電池體內(nèi)短時間產(chǎn)生了大量氣體來不及被負極吸收，壓力超過某個值時，便開始通過單向排氣閥排氣，排出的氣體雖然經(jīng)過濾酸墊濾掉了酸霧，但必竟使電池損失了氣體，所以2負極板硫酸化電池負極柵板的主要活性物質(zhì)是海棉狀鉛，當閥控式密封鉛酸蓄電池的荷電缺乏時，在電池的正負極柵板上就有PbSO4存在，PbSO4長期存在會失去活性，不能再參與化學反響，這一現(xiàn)象稱為活性物質(zhì)的硫酸化，硫酸化使電池的活性物質(zhì)減少，降低電池的有效容量，也影響電池的氣體吸收能力，久之就會使電池失效。為防止硫酸化的形成，電池必須經(jīng)常保持在充足電的狀態(tài)。3正極板腐蝕由于電池失水，造成電解液比重增高，過強的電解液酸性加劇正極板腐蝕，使正極板孔隙率增高，電解液相對變少，極板活性物質(zhì)變少，電池容量變低。防止極板腐蝕必須注意防止電池失水現(xiàn)象發(fā)生。4熱失控熱失控是指蓄電池在恒壓充電時，充電電流和電池溫度發(fā)生一種累積性的增強作用，并逐步損壞蓄電池。造成熱失控的根本原因是：因為不能通過失水的方式散發(fā)熱量，VRLA電池過充電過程中產(chǎn)生的熱量多于富液型鉛酸蓄電池。較易發(fā)生熱失控。浮充電壓應合理選擇。浮充電壓是蓄電池長期使用的充電電壓，是影響電池壽命至關(guān)重要的因素。一般情況下，浮充電壓定為2.23V/單體〔25℃〕比擬適宜。如果不按此浮充范圍工作，而是采用2.35V／單體〔25℃〕，那么連續(xù)充電〔二〕正確使用鉛酸蓄電池1、蓄電池的連接〔1〕不同容量，不同性能，不同新舊，不同廠家的蓄電池不應聯(lián)接在一起使用?！?〕組成一組蓄電池的內(nèi)阻應該在平均值的+5%內(nèi)，以保證每個單體的性能匹配?！?〕應檢查蓄電池聯(lián)接用的螺母，螺栓，墊圈與聯(lián)接線松緊適度、均勻，應防止螺絲松動和過緊。同時檢查連接的電阻，應其是蓄電池組內(nèi)阻的一局部，會影響蓄電池組的供電能力。2、蓄電池組的充電充電分為初充電，正常充電，浮充電，均衡充電等幾種。初充電：新電池的首次充電稱為初充電。正常充電：對已經(jīng)放過電的電池進行充電稱為正常充電。浮充電：電池組與電源并聯(lián)連接到負載上，當交流電源正常時，整流器將交流電整流為直流電后，一面給蓄電池充電，一面經(jīng)逆變將直流電重新轉(zhuǎn)換為交流電為負載供電。當交流電源中斷時，蓄電池的直流電立即經(jīng)逆變轉(zhuǎn)換為交流電給負載供電，以保證供電的連續(xù)性。這種蓄電池充電稱為浮充電。均衡充電，電池在使用的過程中，往往會產(chǎn)生比重、容量、電壓等不均衡現(xiàn)象。導致電池組輸出電壓過低，輸出電量過小。為此，對電池組進行過充電，使電池組中的每個單電池都處于充足電狀態(tài)，這一充電過程稱為均衡充電。在電源系統(tǒng)中，電池總是線上備用工作的，這樣電池根本處于長期的浮充狀態(tài)中，浮充電壓的選取對電池的長期可靠運行起著至關(guān)重要的作用，正如前面看到的，偏高的浮充電壓會造成電池緩慢失水并發(fā)產(chǎn)生熱失控而使電池失效；偏低的浮充電壓會造成電池長期處于充不飽電的狀態(tài)，使電池發(fā)生硫酸化而導致電池失效。正確的浮充電壓一般應選在2.23V/單體.，并應隨同電池工作溫度進行相應調(diào)整，由于電池生產(chǎn)廠家的不同，這一參數(shù)會有一些差異，應嚴格按照廠家提供的參數(shù)選取。在一個電池組中，電池總是串聯(lián)充電的，由于電池存在個體差異，每個電池的端電壓不會嚴格一致，為保證電池組中每個電池的長期平安運行，必須保證電池組中每個電池的浮充端電壓都處于正確的范圍，均衡充電是經(jīng)常采用的方法，通過適當?shù)倪^充電來保證電池組中落后電池充足電。這一方法由于要對電池組過充電，應限制使用，應使用單個電池補充充電代替均衡充電，如果必須對電池組進行均衡充電，必須嚴格控制均衡充電電壓。均衡充電的電壓應嚴格按照電池生產(chǎn)廠的規(guī)定選取。3、放電放電電流不宜過大，更要防止短路放電。放電時，蓄電池端電壓不要低于終止電壓，以防蓄電池過度放電導致蓄電池性能下降和壽命縮短。放電后，應該及時充電。不允許蓄電池在放電狀態(tài)下長時間擱置。4、不允許在蓄電池組中抽取局部電壓另作他用。在電池組中抽取局部電池用電的做法是應該嚴格禁止的，這樣做的后果使電池組的均衡性被破壞，長期運行的結(jié)果會造成電池組中局部電池性能變壞。與此類似，采用尾電池的方法是缺乏取的。5、儲存蓄電池應儲存在清潔，通風良好，環(huán)境溫度適宜的庫房內(nèi)；要遠離熱源，防止陽光照射?！踩承铍姵氐膬?nèi)阻與容量1、蓄電池的容量測試電池容量準確測量的唯一方法是進行放電試驗(容量試驗)，用這種方法對包括閥控鉛酸蓄電池在內(nèi)的整個備用電源系統(tǒng)進行全面地檢查，可以檢查出各單體電池和電池外部電路的任何故障，因此被公認為是比擬可靠的方法，但是由于以下原因重復進行放電試驗并不是理想的：?費時費力；?有一定的危險性；?需要專用測試設(shè)備，費用較高；?放電試驗會加速電池老化，減少電池壽命；?在放電試驗期間及放電后的再充電期間，電池在緊急情況下不能為負載供電；?放電試驗僅能給出試驗時的電池容量和性能，不能預示將來的容量和性能；因此，在可能由電池內(nèi)阻測試或電池監(jiān)控替代的情況下，應盡量防止頻繁的放電試驗(特別是滿容量放電試驗)。根據(jù)IEEE1188—1996標準建議，閥控鉛酸蓄電池滿容量放電試驗除驗收時進行外，每年只需進行一次。 2、蓄電池內(nèi)阻測試電池內(nèi)阻預測電池故障是一個可以替代頻繁放電試驗的非?？煽康姆椒?。 利用交流阻抗法、電導法或直流法測量電池的內(nèi)阻已被公認為是一種迅速而又方便的診斷電池狀況的方法。也是被IEEE1188-1996認可的蓄電池檢測方法，越來越多的研究認為老化電池的內(nèi)阻和放電能力之間存在著一定的關(guān)系。值得注意的是，由于電解液電阻的變化。電池內(nèi)阻隨溫度下降而迅速增大。因此，在考慮時間對內(nèi)阻的影響時，溫度是一個重要的影響因素。隨著正極板柵的腐蝕和隔板中電解質(zhì)的耗盡，電池電阻增大而電池容量減少。周期內(nèi)阻測量可跟蹤監(jiān)測這些變化，并且發(fā)現(xiàn)失效電池。在不間斷電源中，由于電池檢查及放電次數(shù)較少，電池容量很可能在兩次測試期間就已降到80%額定容量以下。如果采用內(nèi)阻測試法，可以很容易地發(fā)現(xiàn)這些問題并改善系統(tǒng)可靠性。電池內(nèi)阻的劇升同電池容量的減少有關(guān)，尤其是在電池壽命未到80%的時候更為明顯。高放電速率下的使用時間似乎對這些因素更為敏感，一般電池內(nèi)阻增加20~25%時就到了壽命期限。在低放電速率下，電池內(nèi)阻一般增加20~35%后壽命才結(jié)束?！菜摹畴姵乇O(jiān)測對電池平安運行的意義由于鉛酸電池的運行要求比擬嚴格，鉛酸電池在偏離了正確的使用條件下運行將造成嚴重的后果，鉛酸電池的運行參數(shù)監(jiān)測變得十分重要的。采用備用電池的場所都是十分重要的部門，失效的電池組起不到電源備份的作用，一旦主電源發(fā)生故障，就會造成系統(tǒng)停機，導致巨大的經(jīng)濟、社會損失，及時發(fā)現(xiàn)并處理電池失效同樣是十分重要的。現(xiàn)有的各種后備電源系統(tǒng)，許多裝有各種不同的監(jiān)測裝置。這些裝置測試電池組的端電壓、電池組電流、電池組運行的環(huán)境參數(shù)，最多具有測試單電池端電壓的功能。一般來說，電池組參數(shù)監(jiān)測屬于電池運行參數(shù)監(jiān)測，運行參數(shù)監(jiān)測對于保證電池的正確運行狀態(tài)是重要的，但不能代替電池參數(shù)監(jiān)測。對電池組的平安運行來說，監(jiān)測到單電池是必須的，由于電池參數(shù)的不均勻性，監(jiān)測電池組的參數(shù)是無法知道單電池的運行狀態(tài)的。眾所周知，電池的端電壓和電池容量是兩個相互獨立的參量，由于電池在浮充運行狀態(tài)下，電池電流很小，單電池的浮充電壓也不能有效地反映電池的參數(shù)。按照我們對電池平安運行的認識，對每只電池內(nèi)阻的監(jiān)測是電池平安運行最重要的保證，沒有這一功能的監(jiān)測系統(tǒng)對電池平安運行的意義不大。對電池每項參數(shù)監(jiān)測的意義下面進行較詳細的討論。1、電池組電壓監(jiān)測電池組電壓監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)電池組浮充電壓不正確、電池組是否被過充電、過放電等事件。2、單電池電壓監(jiān)測單電池電壓監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)單電池浮充電壓不正確，單電池是否被過充電、過放電等事件。另外，監(jiān)測單電池電壓還可以發(fā)現(xiàn)單電池開路、短路等電池失效事件。3、單體(單元)電池放電電壓監(jiān)測監(jiān)測單體(單元)電池放電時的電壓變化，是檢測閥控鉛酸電池的故障的一種有效方法。因為單體電池放電時下降的速度與電池的“健康”狀況有關(guān)，故障電池的電壓下降得比正常電池快得多。據(jù)此可以檢查出故障電池。這種方法檢測結(jié)果準確，但必須與放電試驗結(jié)合進行。更重要的是，這種試驗必須在市電正常時帶假負載或在有整流器支持的情況下帶真負載放電。在市電停電時電池帶真負載放電過程中，雖然也能檢出故障電池，但檢出故障電池時已對供電系統(tǒng)造成嚴重影響，失去了故障預測的意義。因此需要較頻繁地進行上述試驗。4、電池內(nèi)阻監(jiān)測單電池內(nèi)阻監(jiān)測是電池監(jiān)測最具革命性意義的進步。眾所周知，鉛酸蓄電池的端電壓并不能反映電池的容量特性，容量嚴重下降的電池，在整組浮充電的電池中，其浮充電壓的區(qū)別缺乏以用來判斷電池是否因容量降低而失效，一旦電池組進行放電，這些電池因為充電量少，端電壓很快就會跌落，并阻礙電池組的放電性能，這時從電池的端電壓上可以很容易的發(fā)現(xiàn)他們，但是已經(jīng)太晚了，電池組在需要備份電源的時候已經(jīng)起不到備份作用了。有一點是得到普遍成認的，那就是電池內(nèi)阻的增高對應于電池容量的下降，當電池內(nèi)阻變化可以明確確認的時候，電池應保有60%以上的容量，這樣的電池是不能通過電池浮充端電壓測量而發(fā)現(xiàn)的。所以電池內(nèi)阻的實時監(jiān)測比起端電壓監(jiān)測來說所起的作用重要得多的。5、環(huán)境溫度監(jiān)測在使用過程中，溫度和電壓對電池壽命的影響最大。溫度的升高和電壓的浮動都會加速極板的腐蝕和電解液的消耗，從而減少了電池的有效工作時間和壽命。將溫度傳感器置于電池外表可以發(fā)現(xiàn)電池過熱，從而及時發(fā)現(xiàn)電池運行過程的異常。6、充電電流和放電電流監(jiān)測過大的充電和放電電流會對電池造成嚴重的損害，對這些參數(shù)的監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)這些問題。7、事件管理所謂事件管理，就是將電池的監(jiān)測資料予以歸納和整理，從中發(fā)現(xiàn)電池使用不正確事件和可能失效事件，將這些報警事件通過網(wǎng)絡(luò)傳給關(guān)心這些事件的部門，同時將這些事件存儲保管，以備日后查詢。〔五〕機房電源蓄電池組的測試和維護解決方案現(xiàn)場蓄電池品質(zhì)檢測方案儀器類別型號說明預算〔RMB〕手持式蓄電池內(nèi)阻測試儀IBEX-1000PLUS蓄電池內(nèi)阻測試、蓄電池連接電阻測試、蓄電池端電壓測試4萬手持式蓄電池品質(zhì)檢測儀IBEX-PRO蓄電池內(nèi)阻測試、蓄電池連接電阻測試、蓄電池端電壓測試、蓄電池充電電流測試、蓄電池溫度測試、蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)分析5萬蓄電池品質(zhì)在線監(jiān)測方案儀器類別型號說明預算〔RMB〕機房直流供電系統(tǒng)蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)BDS/PRO電池組電壓監(jiān)測、單電池電壓監(jiān)測、電池內(nèi)阻監(jiān)測環(huán)境溫度監(jiān)測、充電電流和放電電流監(jiān)測、事件管理，最多24單元/臺5萬動力用蓄電池在線監(jiān)控系統(tǒng)IPQMS/BDS電池組電壓監(jiān)測、單電池電壓監(jiān)測、電池內(nèi)阻監(jiān)測環(huán)境溫度監(jiān)測、充電電流和放電電流監(jiān)測、事件管理，最多448單元/套按監(jiān)測點數(shù)決定四、機房電源電氣平安維護和測試解決方案〔一〕非接觸式溫度測試在機房電源系統(tǒng)和設(shè)備維修檢查中，紅外線成像儀、測溫儀證明是節(jié)約資金的診斷和預防工具。非接觸紅外線成像儀、測溫儀可以從平安的距離測量一個物體的外表溫度，使其成為機房電源設(shè)備維修操作中不可缺少的工具。機房電源電氣設(shè)備方面的應用-在如下應用中，紅外成像儀、測溫儀可以有效防止設(shè)備故障和方案外的斷電事故的發(fā)生。連接器-電連接部位會逐漸放松連接器，由于反復的加熱〔膨脹〕和冷卻〔收縮〕產(chǎn)生熱量、或者外表臟物、炭沉積和腐蝕。非接觸測溫儀可以迅速確定說明有嚴重問題的溫升。電動機-為了保持電動機的壽命期，檢查供電連接線和電路斷路器〔或者保險絲〕溫度是否一致。電動機軸承-檢查發(fā)熱點，在出現(xiàn)的問題導致設(shè)備故障之前定期維修或者更換。電動機線圈絕緣層-通過測量電動機線圈絕緣層的溫度，延長它的壽命。各相之間的測量-檢查感應電動機、大型計算機和其它設(shè)備的電線和連接器各相之間的溫度是否相同。變壓器-空冷器件的繞組可直接用紅外測溫儀測量以查驗過高的溫度，任何熱點都說明變壓器繞組的損壞。不間斷電源-確定UPS輸出濾波器上連接線的發(fā)熱點。一個溫度低的點說明可能直流濾波線路是開路。備用電池-檢查低壓電池以確保連接正確。與電池接頭接觸不良可能會加熱到足以燒毀電池芯棒。鎮(zhèn)流器-在鎮(zhèn)流器開始冒煙之前檢查出它的過熱。公用設(shè)施-確定出連接器、電線接頭、變壓器和其他設(shè)備的熱點。〔二〕防雷與接地由于機房電源系統(tǒng)的各個設(shè)備都需要采取避雷措施，因此對整個系統(tǒng)的接地系統(tǒng)要求比擬高，規(guī)程中對各類機房局站的接地電阻值都做了具體的要求。采用低阻抗接地電極系統(tǒng)進行接地至關(guān)重要。另外，同樣重要的是，接地系統(tǒng)的所有部件必須彼此連接可靠：連接所有接地電極〔并撤除無關(guān)接地棒〕，采用結(jié)構(gòu)鋼連接至接地入口，確保所有接地連接可靠且不會出現(xiàn)腐蝕〔三〕絕緣測試絕緣電阻測試是為了了解，評估電氣設(shè)備的絕緣性能而經(jīng)常使用的一種比擬常規(guī)的試驗類型。機房電源通常技術(shù)人員通過對導體、電氣零件、電路和器件進行絕緣電阻測試來到達以下目的：1、確保電氣設(shè)備滿足規(guī)程和標準〔平安符合性〕2、確定電氣設(shè)備性能隨時間的變化〔預防性維護〕3、確定故障原因〔排