Eksploatacja i serwis zasilaczy UPS – dlaczego przegląd jest konieczny

Zasilacze UPS (Uninterruptible Power Supply – systemy nieprzerywalnego zasilania energii) stosowane są nie tylko do podtrzymania pracy komputerów. Coraz częściej zabezpieczają

systemy automatyki, serwery, urządzenia medyczne oraz całe linie technologiczne. Jednak urządzenie, które ma działać w sytuacji awaryjnej, samo musi być utrzymywane w pełnej sprawności technicznej.

Temperatura – główny czynnik skracający żywotność akumulatorów

W większości zasilaczy UPS akumulatory znajdują się wewnątrz obudowy, w bezpośrednim sąsiedztwie elektroniki mocy. Często pracują w podwyższonej temperaturze.

Podniesienie temperatury pracy akumulatora o 8°C względem temperatury referencyjnej 20°C powoduje trwałe skrócenie jego żywotności o około 50%.

Przykład:

• 20°C – 100% deklarowanej żywotności

• 28°C – około 50%

• 36°C – około 25%

Należy pamiętać, że temperatura wewnątrz obudowy UPS-a może być o 3–8°C wyższa niż temperatura otoczenia.

W niskich temperaturach akumulator nie ulega trwałemu uszkodzeniu, jednak jego pojemność chwilowo maleje:

• 0°C – około 85% pojemności

• -10°C – około 75%

• -20°C – około 65%

Zagrożenia związane z uszkodzonymi akumulatorami

Nowoczesne akumulatory VRLA/AGM posiadają szczelną konstrukcję z zaworem regulującym ciśnienie wewnętrzne. Ich bezpieczeństwo zależy jednak od:

• jakości wykonania akumulatora,

• poprawności działania układu ładowania UPS-a.

Nieprawidłowe napięcie ładowania (przeładowanie lub niedoładowanie) może prowadzić do:

• nadmiernego wydzielania gazów,

• spuchnięcia obudowy,

• pęknięć i rozszczelnienia,

• korozji elementów metalowych i elektroniki.

Akumulatory przeładowane mogą wydzielać wodór. W odpowiednich warunkach tworzy on z powietrzem mieszaninę wybuchową.

Z tego względu nie zaleca się samodzielnej wymiany akumulatorów bez kontroli parametrów ładowania i stanu technicznego urządzenia.

W tej sekcji możesz wstawić:

• zdjęcia spuchniętych akumulatorów,

• zdjęcia zaworów VRLA,

• zdjęcia korozji wewnątrz UPS-a.

Napięcia graniczne i ryzyko trwałego uszkodzenia

Dla najpopularniejszych akumulatorów 12 V:

• napięcie minimalne: 10,5 V

• napięcie ładowania: 13,5 – 13,8 V

Rozładowanie poniżej 10,5 V może prowadzić do trwałego zasiarczenia płyt.

Przeładowanie powoduje nadmierne gazowanie i degradację struktury wewnętrznej.

Brak kalibracji po wymianie akumulatorów może skutkować:

• nieprawidłową oceną czasu podtrzymania,

• skróceniem żywotności baterii,

• nieprawidłową pracą UPS-a w trybie awaryjnym.

Samorozładowanie i przechowywanie

Akumulator w temperaturze 20°C ulega samorozładowaniu na poziomie około 3% miesięcznie.

Jeżeli UPS jest odłączony od zasilania przez kilka miesięcy, a akumulator pozostaje podłączony do elektroniki, może dojść do jego głębokiego rozładowania i trwałego uszkodzenia.

W przypadku dłuższego postoju zalecane jest:

• pełne naładowanie akumulatora,

• jego odłączenie lub okresowe doładowywanie co 2–3 miesiące.

Czy UPS jest urządzeniem ekonomicznym?

Podczas procesu ładowania akumulatora sprawność procesu chemicznego wynosi około 80–90%.

Dodatkowo:

• straty energii na rezystancji wewnętrznej akumulatora,

• straty na przekształtniku falownika (6–10%),

powodują, że całkowite straty energii mogą sięgać do około 30%.

Należy jednak pamiętać, że UPS jest urządzeniem awaryjnym. Koszt strat energetycznych jest niewspółmiernie niższy od potencjalnych strat wynikających z braku zasilania.