Приложение N (обязательное). Вентиляция батарейных отсеков

Приложение N
(обязательное)

Вентиляция батарейных отсеков

N.1 Общие положения

Корпус или отсеке вентилируемой батареей, где возможно выделение газов при глубокой разрядке, чрезмерной зарядке или аналогичных режимах использования, должен быть снабжен вентиляцией. Средства вентиляции должны обеспечивать достаточный воздушный поток через отсек, чтобы свести к минимуму риск повышения давления или накопления газовой смеси, создающей угрозу поражения людей (например, водородно-воздушной).

Искровые компоненты (например, контакты переключателей, прерывателей и реле) не должны быть расположены в корпусе или отсеке с вентилируемой батареей, а газы из этого корпуса или отсека не должны выходить в замкнутое пространство, где есть такие компоненты. При этом считают, что плавкие предохранители и разъемы не содержат искровых компонентов. В таком корпусе или отсеке могут быть размещены датчики контроля состояния батарей или отсека (например, датчики температуры и т.д.).

Если образующаяся газовая смесь легче воздуха (как в случае водородно-воздушной смеси), для выполнения этого требования могут быть необходимы дополнительные вентиляционные отверстия в самых верхних частях батарейного корпуса или отсека, где возможно скопление такой газовой смеси.

N.2 Концентрация водорода

Средства вентиляции должны предотвращать накопление водорода в концентрации свыше 4% по объему. Если достаточность требуемых средств вентиляции не очевидна, необходимо провести измерение концентрации газов в соответствии с процедурой испытания вентиляции батарейного отсека, как описано в N.3. Свинцово-кислотная батарея при полном заряде, когда большая часть энергии заряда идет на образование газов, выделяет около 0,0283  газообразного водорода в каждой ячейке на каждые 63 поступающей электроэнергии.

N.3 Условия блокирования

Средства вентиляции для корпуса или отсека, где размещается батарея, должны удовлетворять требованиям по работе в ненормальных условиях блокированного вентилятора и блокированного фильтра.

N.4 Испытание с избыточной зарядкой

Если для определения соответствия батарейного отсека требованиям N.1 необходимы измерения, то батарейный источник подвергают испытанию с избыточной зарядкой (7.6.8). Во время и после завершения испытания максимальная концентрация газообразного водорода не должна превышать 2% по объему с учетом страховочного коэффициента 2. Измерения проводят взятием проб воздуха внутри батарейного отсека через 2, 4, 6 и 7 ч с начала испытания. Пробы воздуха внутри батарейного отсека следует брать в местах, где вероятно достижение наибольшей концентрации газообразного водорода, при помощи всасывающей колбы с оборудованием для измерения концентрации или иных эквивалентных средств.

После подключения к контуру питания, отрегулированному на 106% номинального напряжения ИБП, полностью заряженную батарею подвергают избыточной зарядке в течение 7 ч. Любые настраиваемые пользователем средства управления, связанные с устройством или контуром зарядки, должны быть установлены для получения наиболее жесткой скорости зарядки.

Примечания

1 Данное требование не распространяется на ИБП, предназначенные для использования с батарейным источником, который не испытывают вместе с ИБП.

2 Данное требование не распространяется на ИБП, снабженные схемой регулировки, которая предотвращает увеличение тока зарядки батарей при повышении входного напряжения со 100% до 106% номинального значения.

3 Для обеспечения соответствия установленным в данном приложении требованиям к вентиляции можно использовать приведенную ниже формулу.

Для учета выравнивания (ускоренной зарядки) и в случае батарей с клапанами регулировки для работы в более широком диапазоне температур окружающей среды множитель равен 2,4 В на ячейку.

Необходимый воздушный поток для вентиляции батарейного отсека можно рассчитать по формуле

,

где Q - воздушный поток вентиляции, ;

- необходимое разбавление водорода (100 - 4)/4 = 24;

q = 0,45 -   - объем выделяемого водорода;

s - страховочный коэффициент, например s = 5;

- число ячеек батареи;

= 2 А/100 - для обычных батарей с наливными ячейками;

= 1 А/100 - для батарей с наливными ячейками и электродами из сплава с низким содержанием сурьмы;

= 0,5 А/100 - для батарей с наливными ячейками и пробками для рекомбинации газов;

= 0,2 А/100 - для свинцово-кислотных батарей с клапанами регулировки;

С - номинальная емкость батареи, , при разряде в течение 10 ч.

Формулу для воздушного потока Q можно упростить, введя в нее итоговое значение

,

Такой воздушный поток вентиляции должен быть обеспечен предпочтительно за счет естественного движения воздуха или, если это невозможно, путем принудительной вентиляции.

Величина входных и выходных отверстий должна допускать свободное прохождение воздуха. Средняя скорость воздуха должна быть около 0,1 м/с.

Для достижения такого естественного потока воздуха батарейный отсек должен иметь входные и выходные воздушные отверстия со свободной площадью

,

где А - величина отверстия ();

или

,

где = 1,51 .

Примечание - Естественная вентиляция применима, если расход электроэнергии на образование водорода не превышает определенные пределы. В противном случае размер вентиляционных отверстий выйдет за приемлемые рамки. Ограничения естественной вентиляции зависят от емкости батарей и числа ячеек, а также от конструкции батарей (вентилируемые ячейки или ячейки с клапанами регулировки) и напряжения зарядки батарей.

Рассмотренный выше метод расчета обеспечивает достаточную степень защиты от взрыва при условии, что горячие (>300°С) или искровые компоненты достаточно удалены от вентиляционных пробок батарей или отверстий для сброса давления газов. Считают, что в батарейных помещениях достаточную безопасность гарантирует расстояние 500 мм. В батарейных отсеках, шкафах и для встроенных батарей ИБП допускается уменьшение этого расстояния с учетом уровня вентиляции.

Указанная выше наиболее жесткая скорость зарядки представляет собой максимальную скорость зарядки, не приводящую к размыканию устройств защиты от перегрева или чрезмерного тока.