Okresowa kontrola instalacji UPS — próba obciążeniowa, prąd upływu i styk zacisków

Przewodnik o typach baterii UPS (VRLA a lit) omawia chemię i właściwości samej baterii, a przewodnik o ciągłości zasilania awaryjnego UPS omawia projekt łańcucha pomostowania. Ten artykuł dotyczy innego zagadnienia: jak okresowo kontroluje się istniejącą instalację UPS i dlaczego zwykły pomiar prądu upływu i rezystancji izolacji NEN 3140 dla urządzeń klasy ochronności I sam w sobie nie wystarcza.

Co obejmuje, a czego nie obejmuje zwykła kontrola NEN 3140

Dla zwykłej kontroli NEN 3140 UPS jest przede wszystkim po prostu urządzeniem podłączonym: klasa ochronności, ciągłość przewodu ochronnego, rezystancja izolacji i prąd upływu są sprawdzane tak samo, jak dla każdego innego urządzenia stałego lub przenośnego (zob. przewodnik o klasie ochronności I/II/III oraz przewodnik o pomiarze rezystancji izolacji). Te pomiary nie mówią jednak nic o funkcji, dla której istnieje UPS: pomostowaniu zaniku zasilania sieciowego przez określony czas autonomii. UPS, który mierzy się jako elektrycznie bezpieczny (poprawna izolacja, brak prądu upływu), może mimo to zawieść funkcjonalnie przy rzeczywistym zaniku zasilania, jeśli bateria nie utrzymuje już znamionowej pojemności.

Próba obciążeniowa baterii

Jedynym sposobem ustalenia, czy bateria rzeczywiście może dostarczyć określone obciążenie przez podany czas autonomii, jest próba obciążeniowa (load test): UPS pracuje (lub pracuje przez część czasu) faktycznie na baterii pod reprezentatywnym obciążeniem, przy czym śledzi się napięcie na zaciskach ogniwa (ogniw) baterii aż do osiągnięcia granicy rozładowania. Kontrola pojemności ograniczona do pomiaru napięcia spoczynkowego baterii lub tylko kontroli prądu ładowania często nie ujawnia stopniowego starzenia się pojemności — dopiero pod rzeczywistym obciążeniem widać, czy bateria nadal osiąga określony czas.

Styk zacisków: niedoceniane źródło awarii

Oprócz samej baterii, połączenia zacisków między ogniwami baterii oraz między baterią a UPS są częstym, łatwo przeoczanym źródłem awarii: poluzowany lub skorodowany zacisk baterii zwiększa rezystancję przejścia, co przy dużym prądzie rozładowania podczas próby obciążeniowej (lub rzeczywistego zaniku zasilania) może prowadzić do miejscowego przegrzania — znanej przyczyny pożarów w pomieszczeniach akumulatorowych obok samej chemii baterii (zob. też przewodnik o wentylacji stacjonarnych pomieszczeń akumulatorowych w zakresie związanego z tym ryzyka gazowania baterii VRLA). Kontrola wzrokowa pod kątem korozji oraz sprawdzenie momentu dokręcenia zacisków baterii powinny zatem stanowić standardowy element okresowej kontroli UPS, obok pomiarów elektrycznych.

Kontrola funkcji przełączania

Oprócz samej baterii należy również okresowo przetestować funkcjonalnie automatyczną funkcję przełączania (z zasilania sieciowego na baterię oraz funkcję bypass w przypadku wewnętrznej awarii UPS) — UPS, który jest elektrycznie sprawny i ma dobrą baterię, nie daje ochrony, jeśli samo przełączenie nie następuje poprawnie przy rzeczywistym zaniku zasilania.

NEN 3140 nie ustala stałej częstotliwości

Sama NEN 3140 nie ustala stałego okresu kontroli dla instalacji UPS (ani dla urządzeń w ogólności) — osoba odpowiedzialna za instalację określa częstotliwość kontroli na podstawie oceny ryzyka (intensywność użytkowania, otoczenie, krytyczność obciążenia chronionego przez UPS). Dla UPS pomostującego proces krytyczny zwykle stosuje się krótszy cykl z próbą obciążeniową niż dla UPS zasilającego stanowisko biurowe.

Praktyczne znaczenie

Przy ustalaniu reżimu kontroli instalacji UPS należy zapewnić, że oprócz zwykłych pomiarów bezpieczeństwa elektrycznego uwzględniono okresową próbę obciążeniową baterii, kontrolę wzrokową połączeń zacisków oraz funkcjonalny test przełączania — sam zwykły pomiar NEN 3140 nie ujawnia funkcjonalnie niewystarczającej baterii.

Częste błędy

1. Wykonywanie wyłącznie zwykłego pomiaru prądu upływu i rezystancji izolacji i zakładanie, że UPS jest przez to "skontrolowany" — nie mówi to nic o rzeczywistym czasie autonomii baterii.
2. Ocenianie starzenia się pojemności baterii wyłącznie na podstawie napięcia spoczynkowego zamiast rzeczywistej próby obciążeniowej — zestarzała bateria może w spoczynku wykazywać normalne napięcie i mimo to szybko się zapadać pod obciążeniem.
3. Brak wzrokowej kontroli połączeń zacisków pod kątem korozji lub poluzowania — zwiększona rezystancja przejścia na zacisku baterii jest znaną przyczyną pożarów i awarii, której pomiar bezpieczeństwa elektrycznego niekoniecznie ujawnia.
4. Brak funkcjonalnego testu funkcji przełączania/bypass, przy założeniu, że elektrycznie zatwierdzony UPS automatycznie przełączy się poprawnie przy rzeczywistym zaniku zasilania.

Powiązane

• Typy baterii UPS — VRLA a lit
• Ciągłość zasilania awaryjnego UPS
• Wentylacja stacjonarnych pomieszczeń akumulatorowych
• Klasa ochronności I, II i III — IEC 61140