ИБП и батареи. Общие сведения
Каждую систему бесперебойного питания на базе ИБП можно обобщенно рассмотреть, как связку силовой части и аккумуляторных батарей (далее также – АКБ).
У этих составляющих свой функционал:
- аккумуляторные батареи накапливают и сохраняют электроэнергию;
- силовая часть отвечает за заряд батарей и их коммутацию с нагрузкой, а кроме того, выполняет все необходимые преобразования электроэнергии. Принцип её работы определяется, во-первых, требуемым видом выходного тока (постоянный или переменный), а во-вторых, типом бесперебойника.
От силовой части зависит скорость перехода ИБП в автономный режим и характеристики выдаваемого устройством напряжения (значение, точность, форма и т.п.).
Если говорить о размещении батарей, то возможны два варианта:
- ИБП с внутренними аккумуляторами – в таких приборах силовая часть совмещена с АКБ в едином корпусе.
- ИБП с внешними аккумуляторами – бесперебойник состоит только из силовой части и рассчитан на подключение наружных аккумуляторов.
Отметим, что часто модели с внутренними батареями поддерживают и одновременное подключение дополнительных – внешних.
Для продолжительности бесперебойного питания важен не тип силовой части ИБП и не размещение батарей, а фактическое состояние аккумуляторов! Чем хуже их текущие характеристики, тем на меньший промежуток времени будет запитана нагрузка! Если же аккумуляторы выйдут из строя, то автономия станет в принципе невозможна. В лучшем случае бесперебойник проработает от сети в режиме стабилизатора, но подобное функционирование – всё-таки не главная задача прибора!
Батарея для ИБП. Популярный тип и его особенности
Представленные на массовом рынке ИБП рассчитаны на работу с герметичными свинцово-кислотными батареями. Часто производители подобных аккумуляторов даже выпускают специальные серии с полной адаптацией под работу с ИБП.
Свинцово-кислотные АКБ на всем сроке службы не нуждаются в специфических сервисных процедурах (типа долива воды). Однако имеют правила хранения и эксплуатации, соблюдение которых – ключ к увеличению срока службы аккумуляторов ИБП!
Для аккумуляторов губителен разряд ≥90%. Подобная ситуация называется «глубоким» разрядом и сопровождается в свинцово-кислотных моделях необратимым химическим процессом сульфатации пластин, который ухудшает рабочие характеристики и ускоряет износ АКБ (вплоть до полного выхода из строя).
Проблемы с аккумулятором, возникшие по причине его «глубокого» разряда, не считаются гарантийным случаем, а наличие сульфатации легко устанавливается специалистами!
Выполняйте требования из сопровождающих батареи инструкций! Если АКБ входят в состав ИБП и не укомплектованы собственной документацией, то следуйте указаниям руководства по эксплуатации на бесперебойник. Приведённые там правила обращения с устройством нацелены в том числе и на максимальное продление срока службы внутренних аккумуляторов.
Правильное хранение АКБ
Оптимальные условия хранения аккумуляторов ИБП – сухое помещение с температурой от 0 до 20 °С. Рекомендуется оставлять изделия в заводской упаковке.
Не допускаются механические повреждения, а также воздействие на батареи окружающей среды с показателями, выходящими за пределы установленных для хранения диапазонов (границы допустимых значений приводятся в документации на аккумуляторы).
Внутренние АКБ хранятся в составе ИБП по правилам эксплуатации прибора.
Принцип «убрал – забыл» не подходит для хранения батарей. Виной тому неизбежный саморазряд – усредненно от 3 до 5% в месяц, который со временем приводит к «глубокому» разряду.
Меры по борьбе с саморазрядом:
1. Полный заряд батарей перед длительным хранением.
Полный заряд актуален даже при отправке на хранение только что приобретённых аккумуляторов. Не факт, что из магазина вы получите заряженное на 100% изделие!
Заряд аккумуляторов ИБП выполняется с помощью подключения к работающему от сети бесперебойнику или от специального зарядного устройства. Частая ошибка – попытка заряда аккумуляторов ИБП от зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов. Оно не предназначено для такой цели и может «убить» аккумулятор бесперебойника слишком высоким током!
Запрещается хранение аккумуляторов в разраженном состоянии!
2. Профилактические (регламентные) заряды хранящихся батарей, промежутки между которыми устанавливаются производителем АКБ. При отсутствии информации допустимо принять следующую периодичность:
- три месяца – если изделия хранятся при температуре ˂ 20° С;
- два месяца – если изделия хранятся при температуре ˃ 20° С.
Из-за саморазряда батарей ИБП с внутренними АКБ нельзя надолго оставлять в выключенном состоянии. Неиспользующееся устройство следует регулярно запускать в режиме «работа от сети» на промежуток времени, достаточный для полного заряда внутренних аккумуляторов. Периодичность запусков – либо в соответствии с документацией на изделие, либо аналогичная приведённой в предыдущем абзаце.
Правильная эксплуатация АКБ с ИБП
Для удобства разделим понятие «эксплуатация» на действия по размещению, подключению, обслуживанию, а также непосредственному использованию батарей.
При размещении, подключении, обслуживании и использовании батарей соблюдаются требования безопасности, указанные в соответствующей документации, а также в документации на ИБП.
Размещение
Нужно, как и в случае с хранением, создать условия в помещении по установленным нормам и контролировать температуру окружающей среды для аккумуляторов ИБП.
|
Ниже нормы (˂ 20 °С) |
Норма (20 - 25 °С) |
Выше нормы (˃ 25 °С) |
|
Ухудшение рабочих характеристик (емкость, ток, время разряда и т.п.) |
«Комфортная» работа батарей | Ускорение износа |
Негативный эффекты возрастают пропорционально отклонению температуры от нормы!
Проанализируйте температурные показатели на месте планируемой эксплуатации батарей и при необходимости примите меры для дополнительного обогрева или охлаждения воздуха. Если батарея состоит из нескольких отдельных аккумуляторов, то разница температур между ними не должна превышать 4°С.
Часто затруднения возникают при использовании ИБП в серверных, где отводимый от it-оборудования тёплый воздух быстро перегревает АКБ. Рекомендуем в таких помещениях сразу предусматривать систему принудительного охлаждения!
В плане пространственной ориентации допустимы расположение и эксплуатация батарей в любом положении кроме перевернутого вверх дном.
Указания по установке ИБП с внутренними АКБ уже учитывают требования к размещению входящих в устройство аккумуляторов. Соблюдайте все сопутствующие прибору инструкции!
Производители ИБП предлагают аксессуары для компактного и безопасного размещения внешних аккумуляторов. ГК «Штиль» производит стеллажи открытого и закрытого типа, а также батарейные и телекоммуникационные шкафы . В последних ИБП размещаются вместе с внешними батареями в едином металлическом конструктиве, который можно дополнить вентиляторным модулем для принудительного охлаждения!
Подключение
Вопрос актуален в первую очередь для внешних батарей, так как внутренние – обычно сразу электрически связанны с силовой частью ИБП.
Подключение внешних АКБ состоит не только из соединения с бесперебойником, но и требует операций по изготовлению и прокладке кабелей, а также коммутации отдельных аккумуляторов между собой с помощью перемычек (нужно предварительно выбрать схему соединения, исходя из требуемого вольтажа и емкости).
Напряжение – 12 В, емкость – 18 Ач. Параллельное соединение отдельных аккумуляторов. Емкость суммируется, напряжение не меняется.
Напряжение – 24 В, емкость – 9 Ач. Последовательное соединение отдельных аккумуляторов. Напряжение суммируется. Емкость не меняется.
Стоимость ошибки – велика! Одна неправильно установленная перемычка, плохо обжатый или чрезмерно изогнутый кабель приводит как к повреждению батарей, так и к поломке ИБП. Кроме того, нежелательно использование в одной цепи аккумуляторов разных серий или производителей и недопустимо – с разными емкостями и напряжениями.
Рекомендуем доверять подключение внешних аккумуляторов подготовленному специалисту. Исключение – батарейные модули. В изделиях аккумуляторы с требуемом вольтажом и емкостью размещены в едином корпусе и уже соединены между собой. От пользователя требуется только присоединить модуль к бесперебойнику с помощью входящего в комплектацию готового кабеля.
Перед началом подключения следует удостоверится в возможности совместной работы АКБ и ИБП. При этом учитывается не только тип, номинальное напряжение и емкость батарей, но и соответствие тока выдаваемого зарядным устройством бесперебойника зарядному току АКБ (максимально допустимое значение – согласно документации на конкретную батарею, минимально допустимое – не менее 5% от номинальной ёмкости аккумулятора).
При выполнении всех связанных с АКБ подключений соблюдается полярность, а также требования производителя батарей к моменту затяжки болтовых соединений. Применение пылезащитных колпачков для клемм, в случае их наличия в комплекте батареи – обязательно!
После подключения нужно удостоверится в надежной фиксации кабеля или перемычки – плохой контакт в разъёме или незатянутая клемма спровоцируют серьезные проблемы, вплоть до возгорания ИБП или АКБ.
Использование
Не забывайте о «глубоком» разряде – причине быстрого износа аккумуляторов ИБП. Он недопустим как при их хранении, так и в процессе эксплуатации. Отметим, что качественные бесперебойники самостоятельно контролируют состояние АКБ в момент автономной работы и автоматически отключаются при достижении уровня разряда критической величины.
Если ИБП отключился из-за разряда батарей, то устройство нужно при первой же возможности зарядить от источника входного напряжения с допустимым значением! Запрещается запускать прибор с разряженными АКБ в условиях отсутствия входного напряжения, а также при значениях входного напряжения, лежащих вне допустимого диапазона для текущего уровня нагрузки.
АКБ при эксплуатации требуют выполнения контрольно-тренировочных циклов (сокращено – КТЦ). Один такой цикл состоит из трех действий:
заряд до максимальной емкости → разряд номинальным током до минимально допустимого уровня (граница глубокого разряда) → заряд до максимальной емкости.
Задача КТЦ – борьба с сульфатацией и поддержание рабочей емкости АКБ. Срок проведения – не реже одного раза в год, но лучше раз в полгода.
Проведение КТЦ требует четкого соблюдения установленного алгоритма (пошаговые инструкции при необходимости можно либо найти в интернете, либо запросить у производителя батарей). Нарушение технологии ухудшит состояние батарей или отправит их сразу на свалку.
Производители ИБП упрощают жизнь владельцам и «учат» свои устройства автоматическому выполнению КТЦ. Например, в ИБП переменного тока «Штиль» КТЦ реализован в формате теста батарей до полного разряда. Пользователю требуется лишь запустить тест, остальные операции прибор произведет без участия человека.
Включение теста внутренних аккумуляторов в ИБП переменного тока «Штиль»
Выполняйте доступные для бесперебойника тесты батарей в оговорённые его производителем сроки. Вовремя проведённый тест увеличивает срок службы АКБ, а также выявляет признаки скорой замены аккумулятора ИБП.
Батареи обладают конечным количеством циклов заряда-разряда (около 250-300 у качественных моделей), поэтому для продления срока службы аккумуляторов ИБП рекомендуется сократить число переходов устройства в автономный режим, если это возможно. В условиях нестабильной сети с частыми перепадами напряжения решить задачу можно двумя способами:
- Установка перед ИБП с узким входным диапазоном дополнительного стабилизатора напряжения с широким диапазоном.
- Использование ИБП, способного регулировать широкий диапазон входных отклонений без перехода на АКБ (лучше всего с этой задачей справляются модели онлайн типа).
Обслуживание
Рекомендации по уходу за батареями ИБП при их внешнем размещении включают три простых действия:
- осмотр состояния корпуса и клемм на наличие загрязнений и окислений. При обнаружении – чистка (сухой ветошью или кистью из диэлектрических материалов, чистящие средства – недопустимы);
- проверка прочности и при необходимости подтяжка соединений (с применением диэлектрического инструмента);
- контроль температуры в помещении (доступным способом).
Обслуживание внутренних АКБ выполняется в соответствии с указаниями руководства по эксплуатации на ИБП.
Если при осмотре обнаружено вздутие батареи, то изделие сразу отключается и в дальнейшем заменяется на исправную.
Периодичность указанных операций – не реже раза в полгода. Производители АКБ рекомендуют каждые три месяца проверять основные характеристики своих изделий. Есть два пути:
- фактические замеры – самостоятельно (при наличии навыков) или с привлечением подготовленного электрика;
- использование соответствующих интерфейсов бесперебойника.
К примеру, онлайн ИБП «Штиль» контролируют напряжение, температуру, ток и прочие параметры аккумуляторов. Получение сведений – из меню устройства или посредством удалённого мониторинга через соответствующее ПО или web-интерфейс.
Советы по увеличению срока службы аккумуляторов
На основании правил хранения и эксплуатации составим советы по продлению срока службы батарей ИБП.
Совет 1. Изучайте документацию, соответствующую АКБ и ИБП. Приведённые там указания обязательны к исполнению! Придерживайтесь мер безопасности!
Совет 2. Следите за температурой окружающей среды. Соблюдение установленных норм продлевает срок службы аккумуляторов!
Совет 3. Помните об опасности «глубокого» разряда и проблеме саморазряда. Периодически подзаряжайте находящиеся на хранении аккумуляторы и не допускайте питания нагрузки от батарей с низким уровнем заряда!
Совет 4. Для подключения внешних аккумуляторов привлекайте специалиста (особенно если предстоит сборка группы из нескольких отдельных блоков) или используйте готовые батарейные решения от производителей ИБП.
Совет 5. Перед подключением аккумуляторов убедитесь, что их характеристики соответствуют характеристикам ИБП.
Совет 6. Заряжайте аккумуляторы ИБП только от соответствующего бесперебойника или специального зарядного устройства. Автомобильные зарядки недопустимы!
Совет 7. Выбирайте ИБП с широким диапазоном входного напряжения – чем реже устройство будет переключаться в автономный режим, тем дольше будет сохраняться ресурс его аккумуляторов.
Совет 8. Делайте предусмотренные функционалом ИБП батарейные тесты в оговорённые производителями сроки.
Совет 9. Не пренебрегайте контролем и периодическим обслуживанием батарей ИБП. Неубранная вовремя пыль, отклонившаяся от нормы температура, расшатавшиеся или окислившиеся клеммы сокращают срок службы аккумуляторов.
Даже при нормальной положенной эксплуатации аккумуляторы работают меньше хорошего бесперебойника. Поэтому относитесь к батареям как к расходным материалам и вовремя заменяйте выработавшие ресурс изделия. Так создастся максимальная продолжительность бесперебойного питания от ИБП.