通常將電池比喻為UPS供電系統的心臟一點也不為過,而UPS故障有多達50%是由蓄電池故障引發的,電池故障是UPS事故發生率居高不下的一個重要原因。由此可見,提高蓄電池運行安全可靠的必要性和迫切性。各行業用戶應從確保運行質量、生產安全和財產安全的角度來重視蓄電池的維護工作,因此購置松下蓄電池維護儀不是消費性的開支,而是一種對安全的長期投資。目前UPS業內普遍使用的都是閥控式鉛酸蓄電池,對蓄電池的監控和維護是本文探討的中心。

1 鉛酸蓄電池介紹

?閥控式鉛酸蓄電池的英文名稱為Valve Regulated Lead Battery(簡稱VRLA電池),基本特點：在使用期間不用加電解液加水維護,電池為密封結構,不會漏液,不會排酸霧,電池蓋子上設有單向排氣閥,閥的作用是當電池內部氣體量超過一定氣壓值,即當電池內部氣壓升高到一定值時,排氣閥會自動打開,排出多余氣體。然后自動關閥,防止空氣進入電池內部。?

2 UPS蓄電池的安全隱患

?UPS不間斷電源如今應用行業和場景越來越復雜多樣,實際應用場景沒有一個統一的管理標準,大部分維護人員也沒有形成科學的維護理念或者具備有效地維護設施和手段。致使UPS安裝完后,蓄電池組就長期處于無人值守的狀況,以致于這類UPS的蓄電池組都可能存在很大的安全隱患。在UPS的應用場景中,數據中心往往配備大量的蓄電池組,本文以這類UPS應用的典型代表為例,列舉三點蓄電池組可能存在的安全隱患。?

(1)導致網絡中斷事故

?數據中心的供電保障系統是保證網絡設備供電不中斷的核心系統,后備蓄電池組是網絡的應急供電能源之所在。電池組能夠在市電停電或交流側發生電氣短路中斷時,通過逆變給后端設備提供足夠的后備電能,以便數據的保存和通信的使用,不會直接導致通信網絡的供電中斷。在UPS系統中,只要逆變器及后續電路正常工作,就可以給后端負載供電。在設計之初，UPS的后備時間就在機房建設考慮中。然而，若電池組不良，極有可能在后備供電過程中發生機器關機，造成負載設備掉電，導致網絡中斷故障，造成通訊故障，帶來直接巨大的經濟損失。

(2)短路危害大

?一般情況下,發現電氣短路起火時,首先要切斷電源。對于交流電源而言,由于電能自上而下地來源于市電電網或柴油發電機組,當發生電氣短路故障時,總會有一級保護器件產生動作,及時切斷短路的電氣電路。而當蓄電池組位于電源供電系統的末端,電能是自下而上提供的,只要越過了蓄電池組的保護斷路器,則不會再有其它的保護。發生短路故障時,往往無法有效地切斷短路的電氣電路。加上直流電流不像交流正弦波,它沒有過零點時的瞬間電動勢為零的過程,一旦發生電氣短路不能快速切除電弧,極易造成故障的蔓延,對負載和機房的其他設備,甚至值守人員帶來危害。

(3)引發機房火災

?充電過程中會有氫氣的產生,氫氣是易燃易爆的甲類物質,當室內氫氣濃度達到爆炸極限(4%～75%)時,一遇火源就會發生氣爆。另外電池因為材質、安裝工藝、熱失控等多種原因,發生蓄電池組電氣短路后,若不能及時發現和切斷回路,則必然引起火災。電池組的電量越足,危害性也越大,且火災中會產生大量煙,迅速蔓延整個機房,即使機房配有單獨的電池室,但因通道連通的關系,機房也有可能迅速被煙覆蓋。造成更大的人員及財產損失。

3 電池監控系統的必要性

?松下電池的使用壽命號稱有10-15年,不過在實際應用過程中,往往3～5年就面臨需要更換的境地,盡管電池壽命的減短跟實際使用的很多因素有關,但在鉛酸電池技術未有重大突破的前,電池壽命的延長主要還是依靠電池的日常維護和保養,而UPS的蓄電池普遍缺乏正確的日常維護和科學的運維管理。部分通常是等到事故發生,才知道電池出現故障,不僅沒法保證充足的后備時間,可能造成負載掉電。而且電池故障的解決方法只能通過換電池來處理。既不經濟也不環保,無疑會降低數據中心的MTBF。所以導入一款能夠實現實時監控,均衡充電,提前報警的電池監控設備,從而達到延長松下蓄電池的使用壽命,提高UPS蓄電池的安全可靠性是目前困擾客戶一大解決的問題。

4 智能電池監控儀的總體結構

?智能電池監控儀一般由一個主機模塊和若干個檢測及主動均衡模塊構成,具有在線監測,異常告警,自動維護,遠程控制4大功能。普遍都是用智能模塊采集數據,當然各個廠商的數據測量方法多樣,采集完數據后都會傳輸給主機,主機內部有接收數據的模塊,通過處理和分析,來判斷電池的好壞,來決定是否進行異常報警,處理后的數據通過LCD顯示,并在主機內數據模塊存儲。