Приложение М (обязательное). Вентиляция батарейных отсеков

Приложение М
(обязательное)

Вентиляция батарейных отсеков

М.1 Общие положения

Кожух или отсек, заключающий открытую (негерметичную) батарею, где возможно выделение газа во время глубокого разряда, перезаряда или подобных состояний, должны быть вентилируемыми. Средства вентиляции должны создавать воздушный поток ток в отсеке с целью снизить риск повышенного давления или скопления газовой смеси, такой как водород - воздух, представляющей риск причинения вреда здоровью людей.

Требования настоящего приложения установлены из предположения, что газовая смесь является водородно-воздушной, которая легче воздуха. Следовательно, для обеспечения соответствия требованиям могут потребоваться дополнительные вентиляционные отверстия в верхних участках кожуха батареи или батарейного отсека, где вероятно скопление газовой смеси.

Части, образующие дугу, такие как контакты переключателей, автоматических размыкателей цепи, открытых плавких предохранителей и реле, если они монтируются внутри кожуха или отсека, включающих батарею, должны быть смонтированы на расстоянии не менее 100 мм ниже наиболее низкорасположенного вентиляционного отверстия батареи, и кожух или отсек, содержащие такие части, не должны вентилироваться. С целью выполнения данного требования герметичные предохранители с кварцевым наполнителем и соединители не должны иметь частей, образующих дугу. В кожухе или отсеке могут быть размещены датчики контроля (такие как датчики температуры и подобные) батареи или батарейного отсека.

М.2 Нормальные условия

Нижний предел опасности взрыва (взрывоопасности) LEL водорода в (водородо-воздушной) смеси при нормальных давлении и температуре составляет 4 % от общего объема. Средства вентиляции, указанные в разделе М.1, должны предотвращать концентрацию водорода, превышающую 0,8 % от общего объема, который, как обеспечение для нештатных ситуаций, включает коэффициент безопасности пять при нормальной работе и условиях заряда.

При полностью заряженной батарее аккумуляторной свинцово-кислотной, когда большая часть энергии заряда преобразуется в газ, будет генерироваться приблизительно 0,0283 м³ газообразного водорода на один аккумулятор на каждые входные (принятые при заряде) 63 (равно ). Если достаточность вентиляции неочевидна, определение количества водорода должно быть проведено посредством измерения концентрации газа при нормальных и нештатных условиях, как указано в настоящем приложении.

При рассмотрении UPS, которая снабжена цепью регулирования, предотвращающей увеличение зарядного тока и напряжения батареи при увеличении входного напряжения переменного тока в пределах, установленных для работающего UPS, приведенная ниже формула может быть использована для расчета необходимого воздушного потока для батарейных отсеков батарей аккумуляторных свинцово-кислотных, соответствующего требованиям к вентиляции, установленным в настоящем приложении

,

где Q - поток воздуха вентиляции, м³/ч;

v - требуемое снижение концентрации водорода (100 - 4)/4 = 24;

q - - объем генерируемого водорода;

s - коэффициент безопасности;

n - количество аккумуляторов в составе батареи;

I - 2 А/100 - для традиционных заливаемых электролитом аккумуляторов, входящих в состав батареи;

I - 1 А/100 - для заливаемых электролитом аккумуляторов, входящих в состав батареи с низким содержанием сурьмянистого сплава;

I - 0,5 А/100 - для заливаемых электролитом аккумуляторов, входящих в состав батарей с рекомбинацией (газов);

I - 0,2 А/100 - для аккумуляторов, входящих в состав клапанно-регулируемых батарей свинцово-кислотных;

С - номинальная емкость аккумуляторной батареи, , при 10-часовом режиме разряда.

Примечание 1 - Поправка на выравнивание (ускоренный заряд) и в случае с клапанно-регулируемыми батареями, работающими в расширенном диапазоне температур внешней среды, коэффициенты I соответствуют типичному значению 2,4 В на аккумулятор при 25 °С.

Принимая коэффициент безопасности s = 5, формула расчета Q может быть упрощена введением результирующего значения

,

в этом случае

,

где Q - поток воздуха, м³/ч.

Такое количество вентилируемого потока воздуха предпочтительно должно обеспечиваться естественным потоком воздуха, в ином случае - посредством принудительной вентиляции.

Впускные и выпускные отверстия должны обеспечивать свободный доступ потока воздуха. Средняя скорость потока воздуха через отверстия должна быть не менее 0,1 м/с (360 м/ч).

При таком количестве естественного потока воздуха батарейный отсек должен иметь впускные и выпускные отверстия со свободным пространством не менее

А Q/360, м².

Примечание 2 - Естественная вентиляция применима там, где электрическая мощность для генерирования водорода лежит ниже заданных пределов. В противном случае вентиляционные отверстия превысят допустимые размеры. Размеры естественной вентиляции зависят от емкости батареи и количества аккумуляторов, а также от технологии изготовления батареи (вентилируемые аккумуляторы, аккумуляторы с регулируемыми клапанами) и применяемого зарядного напряжения батареи.

Приведенный выше способ расчетов обеспечивает достаточный уровень взрывобезопасности, полагая, что нагретые (> 300 °С) или искрообразующие компоненты находятся на достаточном расстоянии от вентиляционных пробок батареи или выходного отверстия сброса газа. В аккумуляторных помещениях расстояние в 500 мм может считаться достаточным для гарантии соответствующей безопасности. В батарейных отсеках или шкафах, или батареях, встроенных в UPS, допускается уменьшать это расстояние в зависимости от уровня вентиляции.

Максимально жесткий режим заряда, упомянутый выше, является максимальным режимом заряда, не вызывающим срабатывания устройства защиты от перегрева или перегрузок по току.

М.3 Условия блокировки

Средства вентиляции для кожуха или отсека, включающего батарею, должны соответствовать требованиям раздела М.1 при условиях испытаний, описанных в 8.3.1. В процессе и по завершении испытания максимальная концентрация газообразного водорода не должна превышать 2 % от их общего объема.

М.4 Условия перезаряда

Если требуется провести измерение с целью определить соответствие батарейного отсека требованиям раздела М.2, зарядное устройство батареи должно быть подключено к цепи питания, настроенной на 106 % номинального напряжения, и затем батарея должна быть подвергнута 7 ч перезаряду с использованием полностью заряженной батареи. Любые доступные оператору органы управления, связанные с зарядным устройством или зарядной цепью, должны быть настроены на максимально жесткий режим заряда.

Настоящее требование не применяют к UPS в следующих случаях:

1) UPS, которую предполагают использовать с зарядным устройством, которое не было проанализировано совместно с UPS;

2) UPS, которая имеет схему стабилизации, предотвращающую повышение зарядного тока и напряжения батареи при повышении входного напряжения переменного тока до 106 % номинального значения.

В течение и по завершении испытания максимальная концентрация газообразного водорода не должна превышать 2 % от общего объема. Измерения производят посредством отбора пробы атмосферы внутри батарейного отсека во время испытания с интервалом 2, 4, 6 и 7 ч.

Пробы атмосферы внутри батарейного отсека берутся из места предполагаемой максимальной концентрации газообразного водорода с применением аспирационной груши, оборудованной прибором измерения концентраций (газов) либо другим эквивалентным способом.