Национальный стандарт РФ ГОСТ Р МЭК 62485-5-2021 "Батареи аккумуляторные и батарейные установки. Требования безопасности. Часть 5. Безопасность стационарных литий-ионных батарей" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 ноября 2021 г. N 1463-ст)

Secondary batteries and battery installations. Safety requirements. Part 5. Safe operation of stationary lithium-ion batteries

УДК 621.355:006.354
ОКС 29.220.99

Дата введения - 1 марта 2022 г.
Введен впервые

ГАРАНТ:

Курсив в тексте не приводится

Предисловие

1 Подготовлен Национальной ассоциацией производителей источников тока "РУСБАТ" (Ассоциация "РУСБАТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 "Аккумуляторы и батареи"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 ноября 2021 г. N 1463-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62485-5:2020 "Требования безопасности для аккумуляторных батарей и батарейных установок. Часть 5. Безопасная работа стационарных литий-ионных батарей" (IEC 62485-5:2020 "Safety requirements for secondary batteries and battery installations - Part 5: Safe operation of stationary lithium ion batteries", IDT).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо номеров знаков безопасности по ИСО 7010 номера знаков безопасности по ГОСТ 12.4.026-2015, список соответствия которых приведен в дополнительном приложении ДА.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДБ.

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом, приведены для пояснения текста оригинала

5 Введен впервые

Введение

В стандарте установлены требования безопасности при использовании аккумуляторных батарей, включающие меры защиты от опасностей, создаваемых электричеством и химическими веществами, а также меры по поддержанию функциональной безопасности батарей и батарейных установок.

Базовым стандартом по электробезопасности (защиты от поражения электрическим током) в соответствии с разделом 4 является МЭК 60364-4-41. Даны перекрестные ссылки на соответствующие разделы стандарта и приведена адаптация к цепям постоянного тока (DC).

Настоящий стандарт вступает в силу с даты введения и применяется ко всем новым батареям и батарейным установкам. Ранее выпущенные установки должны соответствовать стандартам, действующим на момент установки. В случае изменения конструкции установок, находящихся в эксплуатации, следует применять требования настоящего стандарта.

Для литий-ионных аккумуляторов/батарей, используемых в стационарных промышленных установках, применяют требования безопасности, установленные МЭК 62619.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на установки из одной или нескольких стационарных литий-ионных аккумуляторных батарей с суммарным напряжением постоянного тока в любой части сети постоянного тока не более 1500 В для промышленного применения, которые устанавливают в отдельных закрытых зданиях или сооружениях, а также стационарные батареи, которые устанавливают в общественных зданиях, офисах и частных домах, и устанавливает меры защиты при нормальной работе или в условиях прогнозируемого отказа от опасностей, создаваемых:

- электричеством,

- короткими замыканиями,

- электролитом,

- выбросом газа,

- воспламенением,

- взрывом.

Настоящий стандарт устанавливает требования по аспектам безопасности, связанным с установкой, использованием, проверкой, техническим обслуживанием и удалением литий-ионных батарей, используемых в стационарных устройствах.

Настоящий стандарт не распространяется на батареи, содержащие металлический литий.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

IEC 60050-482, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 482: Primary and secondary cells and batteries (Международный электротехнический словарь (IEV). Часть 482. Первичные и вторичные элементы и батареи)

IEC 60364-4-41:2005, Low-voltage electrical installations - Part 4-41: Protection for safety - Protection against electric shock (Электроустановки низкого напряжения. Часть 4-41. Защита в целях безопасности. Защита от поражения электрическим током)

IEC 60364-4-43, Low-voltage electrical installations - Part 4-43: Protection for safety - Protection against overcurrent (Электроустановки низкого напряжения. Часть 4-43. Защита в целях безопасности. Защита от перегрузки по току)

IEC 60364-5-53, Low-voltage electrical installations - Part 5-53: Selection and erection of electrical equipment - Devices for protection for safety, isolation, switching, control and monitoring (Электроустановки низкого напряжения. Часть 5-53. Выбор и монтаж электрического оборудования. Устройства для защиты, изоляции, переключения, управления и контроля)

IEC 60364-5-54, Low-voltage electrical installations - Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment - Earthing arrangements and protective conductors (Электроустановки низкого напряжения. Часть 5-54. Выбор и монтаж электрического оборудования. Заземляющие устройства и защитные проводники)

IEC 60417, Graphical symbols for use on equipment (available at http://www.graphical-symbols.info/equipment) (Графические символы для использования на оборудовании (доступно по ссылке http://www.graphical-symbols.info/equipment))

IEC 60529, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code) [Степени защиты, обеспечиваемые корпусами (код IP)]

IEC 60664-1:2020, Insulation coordination for equipment within low-voltage systems - Part 1: Principles, requirements and tests (Координация изоляции оборудования в низковольтных системах - Часть 1. Принципы, требования и испытания)

IEC 60755, General safety requirements for residual current operated protective devices (Общие требования безопасности для защитных устройств, работающих от дифференциального тока)

IEC 61000-1-2, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 1-2: General - Methodology for the achievement of functional safety of electrical and electronic systems including equipment with regard to electromagnetic phenomena [Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 1-2. Общие. Методология достижения функциональной безопасности электрических и электронных систем, включая оборудование, в отношении электромагнитных явлений]

IEC 61000-6-1, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-1: Generic standards - Immunity standard for residential, commercial and light-industrial environments [Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 6-1. Общие стандарты. Стандарт устойчивости для жилых, коммерческих и легких промышленных сред]

IEC 61000-6-2, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-2: Generic standards - Immunity standard for industrial environments [Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 6-2. Общие стандарты. Стандарт помехоустойчивости для промышленных сред]

IEC 61000-6-3, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-3: Generic standards - Emission standard for residential, commercial and light-industrial environments [Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 6-3. Общие стандарты. Стандарт излучения для жилых, коммерческих и легких промышленных сред]

IEC 61000-6-4, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-4: Generic standards - Emission standard for industrial environments [Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 6-4. Общие стандарты. Стандарт излучения для промышленных сред]

IEC 61000-6-7, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-7: Generic standards - Immunity requirements for equipment intended to perform functions in a safety-related system (functional safety) in industrial locations [Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 6-7. Общие стандарты. Требования к помехоустойчивости оборудования, предназначенного для выполнения функций в системе, связанной с безопасностью (функциональная безопасность) в промышленных зонах]

IEC 61140, Protection against electric shock - Common aspects for installation and equipment (Защита от поражения электрическим током. Общие аспекты установки и оборудования)

IEC/TR 61340-1, Electrostatics - Part 1: Electrostatic phenomena - Principles and measurements (Электростатика. Часть 1. Электростатические явления. Принципы и измерения)

IEC 61340-5-1, Electrostatics - Part 5-1: Protection of electronic devices from electrostatic phenomena - General requirements (Электростатика. Часть 5-1. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Общие требования)

IEC 61660-1, Short-circuit currents in d.c. auxiliary installations in power plants and substations - Part 1: Calculation of short-circuit currents (Токи короткого замыкания, возникающие в источниках питания собственных нужд постоянного тока на электростанциях и подстанциях. Часть 1. Расчет токов короткого замыкания)

IEC 61660-2, Short-circuit currents in d.c. auxiliary installations in power plants and substations - Part 2: Calculation of effects (Токи короткого замыкания, возникающие во вспомогательных установках постоянного тока на электростанциях и подстанциях. Часть 2. Расчет эффектов)

IEC 62133-2, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements for portable sealed secondary cells, and for batteries made from them, for use in portable applications - Part 2: Lithium systems (Аккумуляторы и батареи, содержащие щелочные или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для переносных герметичных аккумуляторов и батарей, изготовленных из них, для использования в портативных устройствах. Часть 2. Литиевые системы)

IEC 62485-1, Safety requirements for secondary batteries and battery installations - Part 1: General safety information (Требования безопасности для аккумуляторных батарей и батарейных установок. Часть 1. Общие сведения по безопасности)

IEC 62619:2017, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements for secondary lithium cells and batteries, for use in industrial applications (Аккумуляторы и батареи, содержащие щелочные или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей для использования в промышленности)

IEC 62620:2014, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Secondary lithium cells and batteries for use in industrial applications (Аккумуляторы и батареи, содержащие щелочные или другие некислотные электролиты. Литиевые аккумуляторы и батареи для использования в промышленности)

ISO/IEC Guide 51, Safety aspects - Guidelines for their inclusion in standards (Аспекты безопасности. Рекомендации по их включению в стандарты)

ISO 3864 (all parts), Graphical symbols - Safety colors and safety signs (Графические символы. Цвета безопасности и знаки безопасности)

ISO 7010, Graphical symbols - Safety colors and safety signs - Registered safety signs (Графические символы. Цвета и знаки безопасности. Зарегистрированные знаки безопасности)

3 Термины, определения и сокращения

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 60050-482, Руководству ИСО/МЭК 51, а также следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

- Электропедия МЭК: доступна на http://www.electropedia.org/;

- платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна на http://www.iso.org/obp.

3.1 Термины и определения

3.1.1 литиевый аккумулятор, аккумулятор (secondary lithium cell, cell): Вторичный элемент, в котором электрическая энергия возникает вследствие реакций внедрения/извлечения ионов лития или реакций окисления и восстановления лития на отрицательном и положительном электродах.

Примечания

1 Аккумулятор содержит электролит, состоящий из соли лития и органического растворителя, в жидкой, загущенной или твердой форме, и металлический корпус или оболочку из ламинированной пленки.

2 Аккумулятор не готов к использованию в приложении, поскольку еще не оснащен внешним корпусом, выводными разъемами и электронным устройством управления.

3.1.2 домашняя система накопления энергии; СНЭД (home energy storage system; HESS): Стационарная батарейная система, используемая в доме на одну или несколько семей или рядом с ним, либо во внутренних системах накопления энергии дома.

Примечание - Система обычно устанавливается в помещениях, которые не проектировались как щитовые или аккумуляторные помещения.

3.1.3 батарейная система накопления энергии; СНЭБ (battery energy storage system; BESS): Стационарная система для накопления и обратного преобразования электроэнергии, которая содержит компоненты, необходимые для этой функции, в частности батарею, систему преобразования энергии и систему управления энергией.

Примечания

1 Как правило, устройства, обеспечивающие безопасность, и защитное ограждение также являются частью СНЭБ.

2 Система преобразования энергии, как правило, представляет собой преобразователь переменного/постоянного тока или преобразователь постоянного/постоянного тока для заряда или разряда батареи.

3.1.4 батарейная система, батарея (battery system, battery): Система, состоящая из одного или нескольких аккумуляторов, модулей или батарейных блоков, включающая систему контроля и управления для отключения в случае перезаряда, превышения тока, переразряда и перегрева.

Примечания

1 Отключение в случае переразряда не является обязательным, если есть соглашение между изготовителем аккумулятора и потребителем.

2 Батарейная система может иметь устройства охлаждения или подогрева. Батарейная система может состоять из более мелких батарейных систем. Батарейную систему иногда также называют батареей.

3.1.5 стационарная батарея (stationary battery): Батарейная система, которая предназначена для эксплуатации в фиксированном месте и обычно не перемещается с места на место в течение срока службы.

3.1.6 электролит (electrolyte): Жидкое или твердое вещество, содержащее подвижные ионы, которые обеспечивают ионную проводимость.

Примечание - Электролит может быть жидким, твердым или гелеобразным.

[МЭК 60500-482:2004, статья 482-02-29]

3.1.7 система контроля и управления батареей; СКУ (battery management system; BMS): Электронная система, связанная с батареей, имеющая функции отключения в случае перезаряда, превышения тока, переразряда и перегрева, которая контролирует и/или управляет состоянием батареи, рассчитывает вторичные данные, передает эти данные и/или контролирует окружение батареи для обеспечения безопасности, рабочих характеристик и/или срока службы батареи.

Примечания

1 Отключение в случае переразряда не является обязательным, если есть соглашение между изготовителем аккумулятора и потребителем.

2 Функции СКУ могут быть переданы батарее или оборудованию, которое использует батарею.

3 СКУ можно разделить и разместить частично в батарейном блоке и частично в оборудовании, которое использует батарею.

4 СКУ иногда также называют БКУ (блок контроля и управления).

3.1.8 заряд батареи (charging of a battery): Процесс, во время которого батарея получает электрическую энергию от внешней цепи, в результате чего происходят химические изменения в электродах и получаемая электрическая энергия сохраняется в виде химической энергии.

[МЭК 60500-482:2004, статья 482-05-27]

3.1.9 батарея с поддерживающим зарядом [battery on float (charge)]: Аккумуляторная батарея, выводы которой постоянно подключены к источнику постоянного напряжения, достаточному для поддержания состояния полной заряженности батареи, и предназначенная для подачи питания в электрическую цепь, если нормальное питание временно прерывается.

Примечание - Чтобы увеличить срок службы литий-ионной батареи, степень заряженности во время поддерживающего заряда, как правило, составляет менее 100 %.

[МЭК 60500-482:2004, статья 482-05-35, изменено - из определения удален устаревший термин "флотирующая батарея" вместе со словом "вторичный"; добавлено примечание]

3.1.10 напряжение поддерживающего подзаряда (float charge voltage): Рекомендованная изготовителем величина напряжения, при котором зарядное устройство поддерживает необходимую степень заряженности в аккумуляторе (батарее) без перезаряда.

3.1.11 ток подзаряда (float charge current): Ток в режиме поддерживающего заряда.

Примечание - Ток подзаряда может быть равен нулю после завершения процесса заряда (если это указано изготовителем).

3.1.12 перезаряд (overcharge): Продолжение заряда полностью заряженного аккумулятора или аккумуляторной батареи.

Примечание - Перезаряд - это также заряд с нарушением пределов, установленных изготовителем.

[МЭК 60500-482:2004, статья 482-05-44]

3.1.13 номинальное напряжение (nominal voltage): Приблизительное значение напряжения, используемое для обозначения или определения аккумулятора, батареи или электрохимической системы.

Примечания

1 Значение номинального напряжения указывает изготовитель аккумуляторов и/или батарейной системы.

2 Номинальное напряжение батарейной системы из n последовательно соединенных аккумуляторов равно сумме n номинальных напряжений одиночного аккумулятора.

[МЭК 60050-482:2004, статья 482-03-31, изменен - добавлены примечания 1 и 2.]

3.1.14 нижний предел напряжения разряда (lower limit discharging voltage): Минимальное напряжение разряда, установленное изготовителем аккумулятора.

3.1.15 переразряд (overdischarge): Состояние батареи, когда один или несколько аккумуляторов батареи разряжены ниже их нижнего предела напряжения разряда.

3.1.16 максимальное напряжение батарейной системы (maximum voltage of the battery system): Наивысшее напряжение батарейной системы, при котором максимальное напряжение любого отдельного аккумулятора ниже верхнего предела напряжения заряда аккумулятора или равно ему и все компоненты работают в установленном/допустимом рабочем диапазоне при всех условиях работы.

3.1.17 верхний предел напряжения заряда (upper limit charging voltage): Наибольшее напряжение при заряде в рабочей зоне аккумулятора, установленное изготовителем аккумулятора.

Примечание - При достижении верхнего предела напряжения заряда процесс заряда следует прекратить.

3.1.18 внешнее короткое замыкание (external short-circuit): Ненормально высокий ток разряда из-за замыкания на токопроводящие детали с противоположной полярностью внутри схемы батареи, либо на внешних выводах.

3.1.19 внутреннее короткое замыкание (internal short-circuit): Электрическая проводимость через изоляцию внутри аккумулятора из-за дефектов изготовления, дефектов конструкции или повреждения аккумулятора из-за неправильного обращения с ним во время использования.

3.1.20 блок аккумуляторов (cell block): Группа аккумуляторов, электрически соединенных друг с другом в параллельную конфигурацию, содержащая или не содержащая защитные устройства (например, предохранители или ПТК ¹⁾) и устройства сбора данных.

------------------------------

¹⁾_{ПТК (РТС) - многоразово-срабатывающий самовосстанавливающийся предохранитель на превышение тока и температуры.}

------------------------------

Примечание - Блок аккумуляторов не готов к использованию в оборудовании назначения, поскольку еще не оснащен внешним корпусом, выводными разъемами и электронным устройством управления.

3.1.21 модуль (module): Группа аккумуляторов, электрически соединенных друг с другом в последовательную и/или параллельную конфигурацию, содержащая или не содержащая защитные устройства (например, предохранители или ПТК) и устройства сбора данных.

3.1.22 батарейный блок (battery pack): Накопитель энергии, который состоит из одного или нескольких электрически соединенных аккумуляторов или модулей и имеет устройство сбора данных, которое предоставляет информацию (например, о напряжении) в батарейную систему для обеспечения безопасности, рабочих характеристик и/или срока службы батареи.

Примечание - Блок может иметь защитный корпус и быть снабжен соединительными выводами или другим соединительным устройством.

3.1.23 тепловой разгон (thermal runaway): Неконтролируемое интенсивное повышение температуры аккумулятора, обусловленное экзотермической реакцией.

[МЭК 62619:2017, статья 3.21]

3.2 Сокращения

БКУ - блок контроля и управления батареи;

ГР - глубина разряда;

ЗСНН - защитное сверхнизкое напряжение;

ИБП - источник бесперебойного питания;

ПТК - сопротивление с положительным температурным коэффициентом;

СЗ - степень заряженности;

СКУ - система контроля и управления батареи;

СНЭБ - батарейная система накопления энергии;

СНЭД - домашняя система накопления энергии;

УЗО - устройство защитного отключения;

ФСНН - функциональное сверхнизкое напряжение;

ЭСР - электростатический разряд.

4 Защита от поражения электрическим током

4.1 Общие положения

Меры безопасности для батарей и батарейных установок должны соответствовать МЭК 62485-1. В стационарных установках для заряда батарей должны быть приняты меры по защите от прямого контакта (основная защита) и от непрямого контакта (защита от короткого замыкания) с опасными напряжениями, установленные в МЭК 60364-4-41 и МЭК 61140. В настоящем разделе установлены типичные меры защиты от поражения электрическим током и соответствующие адаптации, которые необходимо предпринять для батарейных установок.

К батареям и цепям распределения постоянного тока, расположенным внутри оборудования, применяют требования МЭК 61140.

4.2 Основная защита

В батарейных установках должна быть обеспечена основная защита от прикосновения к токоведущим частям по МЭК 60364-4-41 применением следующих защитных мер:

- изоляция токоведущих частей;

- ограждение или оболочки;

- создание барьеров;

- расположение вне зоны досягаемости.

При применении в батарейных установках защиты с помощью создания барьеров или размещения вне досягаемости, аккумуляторные батареи с максимальным напряжением на выводах и/или относительно земли более U _DC 60 В постоянного тока, но не более U _DC 120 В постоянного тока, устанавливают в помещениях с ограниченным доступом, батареи с максимальным напряжением более U _DC 120 В - в помещениях с ограниченным доступом, обеспечиваемым замками или другими эквивалентными средствами. Двери аккумуляторных помещений и шкафов считаются барьерами и должны быть отмечены предупреждающими табличками в соответствии с 11.1.

Основная защита не требуется для батарей с максимальным напряжением U _DC не более 60 В, если вся установка соответствует условиям для БСНН (безопасное сверхнизкое напряжение) и ЗСНН (защитное сверхнизкое напряжение) (см. 4.4.2).

Если применена защита с помощью ограждений или оболочек, минимальная требуемая степень защиты должна соответствовать IP2X или IPXXB по МЭК 60529.

4.3 Защита при повреждении

4.3.1 Общие положения

В батарейных установках должна быть обеспечена защита при повреждении по МЭК 60364-4-41 применением одной или нескольких следующих мер:

- автоматическое отключение питания;

- двойная изоляция (оборудование класса II) или эквивалентной изоляции;

- непроводящее помещение (используется только в определенных применениях);

- местное уравнивание потенциалов, не связанное с землей (используется только в определенных применениях);

- электрическое разделение.

Максимальное напряжение прикосновения должно быть не более 120 В постоянного тока (согласно МЭК 60449, МЭК 60364-4-41 и МЭК/TS 61201). Дополнительно к этому должны быть реализованы другие подходящие схемы защиты. При нормальных и ненормальных рабочих условиях и условиях единичного отказа (за исключением защитного отключения) напряжение прикосновения или ток прикосновения следует измерять на всех незаземленных доступных проводящих частях.

Для некоторых методов защиты требуется применение защитного проводника. Защитные проводники или проводники с защитной функцией не должны отключаться переключающим устройством. В защитном проводнике не допускается использование коммутационных устройств. Защитные проводники не должны содержать устройств защиты от сверхтока (согласно МЭК 60364-4-41). Для определения размеров сечения защитных проводников см. МЭК 60364-5-54.

Стойки для батарей или батарейные шкафы из металла должны быть соединены с защитным проводником либо изолированы от батареи и места установки. Эта изоляция должна соответствовать условиям защиты по МЭК 60364-4-41. Для требований к путям утечки и воздушным зазорам применяют значение номинального импульсного выдерживаемого напряжения для рабочего ресурса категории перенапряжения II для используемого номинального напряжения системы электропитания согласно МЭК 60664-1:2020, приложение F, таблица F.1.

Примечание - Испытание проводят при напряжении, равном номинальному напряжению оборудования или верхнему значению напряжения номинального диапазона напряжений.

Испытание проводят при напряжении, равном наивысшему номинальному напряжению сети переменного тока в регионе, где будет использовано оборудование (например, 230 В для Европы или 120 В для Северной Америки).

Для энергосистем постоянного тока следует использовать следующие защитные устройства, рассчитанные на постоянный ток:

а) предохранители;

b) устройства защиты от сверхтоков;

c) УЗО (в соответствии с МЭК 60755 следует применять устройства типа В, подходящие для короткого замыкания постоянного тока);

d) устройства контроля изоляции (например в IT-системах);

e) защитные устройства от короткого замыкания (согласно МЭК 60364-4-41).

4.3.2 Защита автоматическим отключением питания

4.3.2.1 TN-система

В TN-системе (согласно МЭК 60364-4-41) положительный или отрицательный вывод (см. рисунок 1 и рисунок 2) или центральная точка (в особых случаях также нецентральная точка) батарейной установки должны быть подключены к земле.

Примечание - TN - terre neutre (франц.): "нейтральная земля".

Открытые токопроводящие части оборудования должны быть подключены к проводнику защитного заземления (РЕ) ¹⁾, PEN-проводнику (PEN) ²⁾ или к проводнику функционального заземления и защитного заземления (FPE) ³⁾, который подключают к точке на батарее, имеющей потенциал земли. Допускается использование дополнительного заземления защитного проводника, чтобы гарантировать, что его потенциал как можно меньше отклоняется от потенциала земли.

------------------------------

¹⁾_{Определение проводника защитного заземления см. в МЭК 60364-5-54.}

²⁾_{Введено со ссылкой на МЭК 60364-5-54.}

³⁾_{Определение функционального заземления и проводника защитного заземления см. в МЭК 60950-1.}

------------------------------

Для стационарного электрооборудования время отключения должно быть не более 5 с после возникновения неисправности.

Примечание - Для переносного оборудования и цепей розеток применяют МЭК 60364-4-41.

РЕ-проводник: провод, предусмотренный в целях безопасности, например для защиты от поражения электрическим током.

PEN-проводник: провод, совмещающий в себе функции как защитного заземляющего проводника, так и нейтрального проводника.

Другие способы защиты, кроме предохранителей, допустимы в соответствии с 4.3.

Рисунок 1 - TN-система с отдельным защитным проводом (РЕ) во всей системе (сеть TN-S)

В TN-S системе защитный проводник (РЕ) не должен пропускать ток нагрузки.

Другие способы защиты, кроме предохранителей, допустимы в соответствии с 4.3.

Рисунок 2 - TN-система с функциональным заземлением и защитным заземлением (FPE, PEN) в сочетании с внешним линейным проводом (система TN-C) В TN-C системе для установок постоянного тока защитный проводник и заземленный линейный провод, по которому проходит ток нагрузки, объединены. Площадь поперечного сечения проводника PEN или FPE должна быть не менее 10 мм ² Cu.

4.3.2.2 Система ТТ

В ТТ-системе (см. рисунок 3) положительный или отрицательный вывод или другая точка на установке батареи должны быть подключены к земле (заземляющий электрод системы).

Примечание - TT-terre terre (франц.): "земля земля".

Открытые проводящие части электроустановки должны быть заземлены индивидуально, группами или вместе с общим заземляющим электродом, который отделен от заземляющего электрода системы.

Все открытые токопроводящие части, совместно защищенные одним и тем же защитным устройством, должны быть соединены вместе защитными проводниками с заземляющим электродом, общим для всех этих частей. Одновременно доступные токопроводящие части должны быть подключены к одному заземляющему электроду (согласно МЭК 60364-4-41).

Помимо защитных устройств, упомянутых в 4.3, также применимы защитные устройства, управляемые напряжением короткого замыкания (согласно МЭК 60364-4-41).

В цепях ТТ-системы, когда защитное устройство представляет собой устройство защиты от перегрузки по току, время отключения всего оборудования должно быть не более 5 с после возникновения неисправности. Согласно МЭК 60364-4-41 устройства защиты от перегрузки по току следует применять для защиты от короткого замыкания только при очень низком сопротивлении заземления R _a.

Примечание - R _a - сумма сопротивлений заземляющего электрода и защитных проводников открытых проводящих частей.

При использовании устройств защитного отключения допускается время отключения до 1 с.

Другие способы защиты, кроме предохранителей, допустимы в соответствии с 4.3.

Рисунок 3 - ТТ-система

4.3.2.3 IT-система

В IT-системе (см. рисунок 4) никакая точка батарейной установки не заземлена напрямую. Она должна быть изолирована от земли или соединена с землей через достаточно высокий импеданс (например, через устройство контроля изоляции).

Примечание - IT - isole terre (франц.): "изолированная земля".

Все открытые проводящие части оборудования должны быть заземлены индивидуально, группами или вместе с общим заземляющим электродом через защитный проводник.

Открытые проводящие части, которые защищены общим защитным устройством, должны быть соединены защитными проводниками с общим заземляющим электродом. Открытые проводящие части, которые доступны одновременно, должны быть подключены к одному и тому же заземляющему электроду (в соответствии с МЭК 60364-4-41).

Помимо устройств безопасности, упомянутых в 4.3, также применимы устройства контроля изоляции, подходящие для постоянного напряжения.

В IT-системе при возникновении первого короткого замыкания от токоведущей части к открытым проводящим частям или к земле отключение не требуется. Если предусмотрено устройство контроля изоляции, оно должно подавать звуковой и/или визуальный сигнал (согласно МЭК 60364-4-41).

Для второй неисправности должны быть приняты меры для предотвращения опасных уровней напряжения прикосновения (например, отключение с помощью устройства защиты от сверхтока, устройства защиты от остаточного тока или напряжения короткого замыкания) (в соответствии с МЭК 60364-4-41).

Другие способы защиты, кроме предохранителей, допустимы в соответствии с 4.3.

Рисунок 4 - IT-система

4.3.2.4 Промежуточные цепи постоянного тока с электрическим подключением к источнику переменного тока

Системы этого типа (см. рисунок 5) применяют, например в промежуточных цепях постоянного тока преобразовательных устройств (например, в системах ИБП). Устройства защиты от сверхтоков необходимы на всех проводниках, ведущих к батарее. Допускается, что защита от перегрузки по току может быть частью батарейного модуля или частью батареи.

Другие способы защиты, кроме предохранителей, допустимы в соответствии с 4.3.

Рисунок 5 - Преобразователи с промежуточной цепью постоянного тока (система IT) (пример)

Должно быть обеспечено отсутствие напряжения переменного тока на выводах батареи, среднеквадратическое значение напряжения которого по отношению к земле превышает верхний предел зарядного напряжения батареи. Чтобы гарантировать это, система постоянного тока может быть оснащена соответствующим устройством обнаружения, которое отслеживает неисправность либо отключает схему выпрямителя.

Защитные меры, применяемые в одно-/трехфазной сети переменного тока, должны, если это технически возможно, сохраняться для цепи постоянного тока и, при необходимости, быть расширены соответствующими вспомогательными компонентами, чтобы в случае неисправности не возникало опасного напряжения прикосновения (более 50 В переменного тока или более 120 В постоянного тока) на открытых проводящих частях оборудования.

УЗО в соответствии с МЭК 60755 должны быть типа В, подходящими для короткого замыкания постоянного тока.

4.3.3 Защита с помощью оборудования класса II или эквивалентной изоляции

Для того, чтобы электрооборудование соответствовало классу защиты II согласно МЭК 61140 или оборудованию с эквивалентной изоляцией (см. МЭК 60364-4-41) следует применять защиту с помощью двойной или усиленной изоляции.

4.3.4 Защита посредством электрического разделения

Информацию о применении защиты посредством электрического разделения - см. в МЭК 60364-4-41.

Разделение для источников питания применяют в соответствии с МЭК 60364-4-41.

"Эквивалентный источник тока" в определении МЭК 60364-4-41 - это батарея, в которой изолирована вся батарея целиком. Разделение должно соответствовать требованиям к испытаниям защитной изоляции в соответствии с МЭК 60364-4-41.

4.4 Защитная мера: сверхнизкое напряжение, обеспечиваемое БСНН, ЗСНН и ФСНН

4.4.1 Общие положения

Защитные меры, установленные в МЭК 60364-4-41: сверхнизкое безопасное напряжение (БСНН) и защитное сверхнизкое напряжение (ЗСНН) следует применять только для батарейных установок с максимальным напряжением не более 120 В постоянного тока.

Батарейные установки должны соответствовать требованиям по основной защите или защите при повреждении.

Примечание - Если используют БСНН, ЗСНН и ФСНН, требования к металлическим стойкам и шкафам для батарей, указанные в 4.3, не применяют.

4.4.2 Защита БСНН или ЗСНН

Защита от поражения электрическим током обеспечивается при одновременном соблюдении следующих условий:

- источник питания соответствует требованиям безопасности по МЭК 60364-4-41, что надежно предотвращает превышение напряжения сети переменного тока значений, указанных в МЭК 60364-4-41, на стороне постоянного тока в случае неисправности;

- расположение цепей соответствует МЭК 60364-4-41.

Должна быть обеспечена невозможность подключения к токоведущим частям или открытым токопроводящим частям другой цепи токоведущих частей или открытых токопроводящих частей цепей БСНН.

Если максимальное напряжение батарейной установки не более 60 В постоянного тока и выполняются вышеуказанные условия, то, как правило, основная защита от токоведущих частей может быть опущена (исключения установлены в МЭК 60364-7-706).

Если максимальное напряжение более 60 В постоянного тока, основная защита токоведущих частей должна обеспечиваться по крайней мере одной из следующих мер:

- барьеры или оболочки с минимальной требуемой степенью защиты IР2Х или IPXXB по МЭК 60529;

- изоляция, выдерживающая испытательное напряжение 500 В переменного тока в течение 1 мин по МЭК 60364-4-41;

- защита барьерами или расположением вне досягаемости в соответствии с 4.2 в батарейных установках и аккумуляторных помещениях по МЭК 60364-4-41.

4.4.3 Защита с помощью функционального сверхнизкого напряжения (ФСНН) без защитного разделения

Если максимальное напряжение не более 120 В постоянного тока и требования 4.4.2:

- относятся к электрохимическому источнику питания, который является независимым или отделен защитным разделением;

и/или

- относящиеся к расположению цепей (например подключение проводника к защитному проводнику первичной цепи)

не могут быть выполнены, тогда должны быть приняты меры для обеспечения основной защиты и защиты от неисправностей.

Основная защита обеспечивается применением по крайней мере одной из следующих мер:

- изоляция, соответствующая, по крайней мере, самому низкому испытательному напряжению, установленному для первичной цепи;

- барьеры или оболочки, обеспечивающие минимальную требуемую степень защиты, должны соответствовать IP2X или IPXXB по МЭК 60529.

Защита при повреждении обеспечивается по крайней мере одной из следующих мер:

- соединение открытых токопроводящих частей оборудования с защитным проводом основной цепи при использовании одной из защитных мер, описанных в МЭК 60364-4-41;

- подключение открытых проводящих частей оборудования к незаземленной системе выравнивания потенциалов основной цепи, если используется защитное электрическое разделение в соответствии с МЭК 60364-4-41.

5 Отключение и разделение

Должны быть предусмотрены устройства для отключения батарейной установки от всех линий входящих и исходящих цепей и от потенциала земли, например:

- автоматические выключатели, переключатели;

- вилки и розетки;

- удаляемые предохранители;

- соединительные звенья (разъем или шина);

- специально разработанные зажимы.

Устройства должны быть рассчитаны на постоянный ток и обеспечивать необходимую изоляцию. Во время отключения батарея не должна быть заземлена или подвергнута короткому замыканию.

6 Предотвращение коротких замыканий и защита от других воздействий электрического тока

6.1 Общие положения

Помимо опасности поражения электрическим током, прохождение тока в батарейных системах может вызвать другие опасности. Это связано с тем, что в условиях неисправности могут протекать очень высокие токи, а напряжение на выводах батареи нельзя отключить в соответствии с МЭК 60364-4-43 и МЭК 60364-5-53.

Конструкция аккумуляторов и батарей обычно включает в себя защиту (например, клапаны) для выпуска газа, не создавая риска взрыва аккумуляторов или батарей. Следует учитывать возможность возгорания выпущенного газа искрами от защитного устройства в процессе отключения. Отводимый газ может содержать плавиковую кислоту (HF). Чтобы избежать дополнительного вклада горения пластмассы в выделяемое тепло, используют огнестойкие пластмассы (согласно МЭК 60695-11-20 и/или МЭК 60695-11-10).

6.2 Короткие замыкания

Электрическая энергия, запасенная в аккумуляторах или батареях, может высвобождаться непреднамеренным и неконтролируемым образом из-за короткого замыкания выводов. Значительное выделение тепловой энергии, генерируемое большим током, может вызвать расплавление металла, искры, взрыв и испарение электролита.

Устройство защиты от сверхтока должно иметь отключающую способность, превышающую ток короткого замыкания литий-ионной батареи.

Основные соединения на выводах батареи должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать механическое напряжение, вызванное электромагнитными силами, возникающими во время короткого замыкания.

Все соединения батареи до устройства защиты батареи должны быть реализованы таким образом, чтобы короткое замыкание не происходило ни при каких предсказуемых условиях. При выборе типа расположения проводов на незащищенных участках следует учитывать требования МЭК 60364-4-43 и МЭК 60364-5-53. Требования к расчету и оценке тока короткого замыкания батареи установлены в МЭК 61660-1 и МЭК 61660-2, а для внешнего короткого замыкания батареи при возможном предсказуемом неправильном использовании - в МЭК 62619 и МЭК 62133-2.

Примечание - По сравнению со свинцово-кислотными батареями литий-ионные батареи имеют меньшее внутреннее сопротивление и более высокую скорость внутреннего массопереноса. Таким образом, их ток короткого замыкания значительно выше при том же напряжении и емкости батареи.

Изоляция должна быть устойчивой к воздействию внешних факторов, таких как температура, влажность, пыль, газы, пар и механические нагрузки. Если выводы и проводники не изолированы ни по конструкции, ни в целях обслуживания, следует использовать изолированные инструменты в соответствии с МЭК 60900.

В инструкциях по техническому обслуживанию батарей должно быть указано, что при работе с оборудованием, находящимся под напряжением, необходимо применять соответствующие рабочие процедуры и использовать только изолированные инструменты, чтобы снизить риск травм (см. также МЭК 60900).

6.3 Инструкции по техническому обслуживанию

6.3.1 Общие положения

Общие инструкции по техническому обслуживанию аккумуляторных батарей должны включать на понятном для персонала языке соответствующие методы работы, средства защиты и процедуры, которым необходимо следовать.

6.3.2 Защитные меры при техническом обслуживании

Операции по техническому обслуживанию следует выполнять в соответствии с инструкциями изготовителя.

Допускается выполнение персоналом работ вблизи батарейной системы во время операций по техническому обслуживанию.

Персонал, задействованный в работе с батареей или рядом с ней, должен быть компетентен для выполнения таких работ и должен быть обучен всем необходимым специальным процедурам. Чтобы свести к минимуму риск получения травм в конструкции батарейной системы, должны быть предусмотрены:

- защитные крышки выводов аккумуляторных батарей, которые позволяют проводить плановое обслуживание, сводя к минимуму вероятное воздействие токоведущих частей;

- держатели съемных предохранителей, предотвращающие контакт с токоведущими частями.

Перед началом работы следует удалить все металлические предметы личного пользования с рук, запястий и шеи.

Для батарейных систем с максимальным напряжением более 120 В постоянного тока требуется использование изоляционной защитной одежды и локальные изолированные покрытия для предотвращения контакта персонала с полом или заземленными частями.

Во время технического обслуживания с батареями следует обращаться в соответствии с инструкциями изготовителя. Если инструкций изготовителя нет, батареи нельзя ни подключать, ни отключать при протекании тока. Перед этим цепь должна быть разомкнута в другом месте.

При использовании предохранителей винтового типа выходные выводы батареи должны быть подключены к нижнему контакту. Винтовые предохранители не допускается применять, если оба вывода остаются под напряжением после удаления предохранителя, например в параллельных батарейных системах.

В целях технического обслуживания батареи с максимальным напряжением более 120 В постоянного тока должны быть разделены на секции, имеющие 120 В постоянного тока или менее.

Обратное питание от зарядных устройств или параллельно соединенных батарей может привести к тому, что доступные для прикосновения контакты окажутся под напряжением при удалении предохранителя.

Следует использовать изолированные инструменты в соответствии с МЭК 60900.

6.4 Токи утечки

Батареи должны быть чистыми и сухими, чтобы избежать риска возгорания или коррозии.

Литий-ионные батареи следует устанавливать в соответствии с рекомендациями изготовителя.

Минимальное сопротивление изоляции между цепью аккумуляторной батареи и другими локальными токопроводящими частями должно быть более 100 Ом/В (для максимального напряжения батарейной системы). Изоляция должна быть устойчива к воздействию окружающей среды: температуры, влажности, пыли, газов, пара и механических нагрузок.

Перед проведением испытаний по разделу 6 необходимо проверить отсутствие опасного напряжения между батареей и соответствующей стойкой или корпусом.

Перед проведением испытания на определение сопротивления изоляции относительно земли батарея должна быть отключена от внешней цепи.

7 Защита от опасностей

7.1 Общие положения

В стандартном диапазоне температур аккумуляторы допускается заряжать максимальным током заряда, который указан с точки зрения безопасности. Литий-ионные аккумуляторы должны всегда работать в пределах рабочей зоны, указанной изготовителем аккумулятора (напряжение, температура, ток) в соответствии с приложением А МЭК 62619:2017 и условиями хранения (см. приложение С).

7.2 Режимы заряда

Обычным режимом заряда стационарных батарей является заряд постоянным током с последующим переходом на заряд при постоянном напряжении (см. раздел А.3).

При заряде с постоянной мощностью следует соблюдать верхний предел напряжения/тока.

Примечание - Регулировка напряжения/тока заряда выполняется зарядным устройством (когда присоединено СКУ, зарядное устройство может взаимодействовать с ним).

В области низких температур диапазона рабочих температур аккумулятора или батареи, указанного изготовителем, может потребоваться уменьшить зарядный ток, чтобы избежать высаживания на аноде лития в виде металла (что ведет к повреждению аккумулятора). Необходимое снижение тока заряда не всегда упоминается в технической документации на аккумулятор/батарею и его необходимо запрашивать у изготовителя.

7.3 Перезаряд или переразряд в условиях неисправности

При неисправности зарядного устройства или нагрузки батарея может выделять вредный газ, для которого не предусмотрена вентиляция. Должны быть предусмотрены электрические меры предосторожности против неисправности зарядного устройства, например путем понижения зарядного напряжения ниже верхнего предельного напряжения заряда, указанного изготовителем аккумулятора, или путем автоматического отключения источника питания для заряда или отключения потока энергии на и от батареи так, чтобы:

- ни один аккумулятор или блок аккумуляторов не заряжался выше установленного для него верхнего предела зарядного напряжения.

- ни один аккумулятор или блок аккумуляторов не разряжался ниже установленного для него нижнего предельного напряжения разряда.

Отключение батареи - одна из важнейших функций безопасности. Таким образом, эта функция должна быть дублирована (отключаемые устройства и их управление) или иметь подходящий уровень полноты безопасности.

Если связь между СКУ и зарядным устройством (см. 7.2, примечание) имеет значение, потеря этой связи также критична для безопасности.

7.4 Предотвращение электростатических разрядов при работе с батареями

Следует проявлять осторожность и не использовать одежду и обувь, которые могут накапливать электростатические заряды (согласно IEC/TR 61340-1 или МЭК 61340-5-1), если это не противоречит требованиям по изоляции одежды и обуви.

8 Защита от опасностей, создаваемых химическими веществами

8.1 Общие положения

Литий-ионные батареи при правильном использовании не выделяют химических веществ.

При повреждении аккумуляторов или аккумул