1000 V Valf Ayarlı Kurşun Asit Akü Sisteminden DC Ark Parlaması Ölçümleri

Özet

Nicolaus Jennings, David Wetz, Rick Langley, Nancy LaFlair ve John Heinzel'in IEEE Open Journal of Industry Applications'ta 2024'te yayımlanan (cilt 5, s. 168-176) bu makalesi, EPRI ve Texas Üniversitesi Arlington tarafından yapılan ölçümleri sunar. VRLA kurşun asit akü dizilerinden 936 V'a kadar (bir ve iki dizi) DC ark parlaması ölçülmüş; ark gerilimi, akımı, süresi ve olay enerjisi kaydedilmiştir. Yazarlar, orta ve büyük UPS (KGK) akü sistemlerinin tipik olarak 380 VDC'de çalıştığını belirtir.

Sonuçlar üç yaklaşımla karşılaştırılır: NFPA 70E azami güç modeli, Ammerman'ın ark gücü modeli ve bozulmamış (bolted) arıza gücünün bir kesri olarak uyumlandırılmış model. 800 V'un altında VRLA akü, 0,26 cal/cm2'ye kadar olay enerjisi üretmiştir; 800 V'un üzerinde ise ark daha uzun sürdüğü için olay enerjisi 1,2 cal/cm2'yi aşmış ve 4 cal/cm2 Kategori 1 KKD düzeyine yaklaşmıştır.

Azami güç modeli tutarsız bulunmuştur: tek dizi için 500 V'un altında olay enerjisini olduğundan düşük, 500 V'un üzerinde ise belirgin biçimde olduğundan yüksek tahmin eder. En büyük azami güç tahmini 11,21 cal/cm2 iken ölçülen 3,67 cal/cm2'dir. Ammerman modeli en iyi eşleşmeyi vermiştir. Ortalama ark gücü, bozulmamış arıza gücünün yaklaşık %16'sına uydurulmuştur; açık hava modelini ölçümlere uydurmak 0,5 ölçek katsayısı gerektirmiş, bu da muhafazanın enerjinin yaklaşık yarısını emdiğini düşündürür ve muhafaza çarpanlarının KKD'yi aşırı muhafazakâr yapabileceğini gösterir. Sınır: çalışma VRLA akü dizileri ve belirli test koşullarıyla sınırlıdır.

Öne çıkan noktalar

1. 800 V'un altında VRLA akü 0,26 cal/cm2'ye kadar olay enerjisi üretti; 800 V'un üzerinde olay enerjisi 1,2 cal/cm2'yi aştı ve 4 cal/cm2 Kategori 1 KKD düzeyine yaklaştı.
2. Yazarlar orta ve büyük UPS akü sistemlerinin tipik olarak 380 VDC'de çalıştığını belirtir.
3. En büyük azami güç tahmini 11,21 cal/cm2, ölçülen 3,67 cal/cm2 idi; tek dizi için model 500 V altında olduğundan düşük, üzerinde olduğundan yüksek tahmin etti.
4. Ortalama ark gücü, bozulmamış arıza gücünün yaklaşık %16'sına uydurulmuştur.
5. Açık hava bozulmamış güç modelini ölçümlere uydurmak 0,5 ölçek katsayısı gerektirdi; muhafaza enerjinin yaklaşık yarısını emmiş olabilir ve muhafaza çarpanları KKD'yi aşırı muhafazakâr yapabilir.
6. Ammerman'ın ark gücü modeli ölçümlerle en iyi eşleşen model oldu.

Tasarımda kullanımı

• 380-1000 VDC UPS akü ark parlaması kontrollerinde, yaklaşık 500-800 V üzerinde olay enerjisinin gerilim ve ark süresiyle keskin biçimde artmasını bekleyin.
• Hesap aracı yöntem seçimini (azami güç veya Ammerman) raporlasın.
• Azami güç yönteminin düşük gerilimlerde olduğundan düşük tahmin edebileceği konusunda uyarın; garantili bir üst sınır olarak ele almayın.
• Muhafaza etkisini KKD seçiminde değerlendirirken ölçüme dayalı verileri dikkate alın.

Kimler okumalı

Veri merkezi UPS akü sistemlerinin DC ark parlaması çalışmalarını yapan elektrik mühendisleri ve KKD seviyesi belirleyen güvenlik sorumluları.

İlgili standartlar

• NFPA 70E

Yayın bilgileri

Yazarlar

Nicolaus Jennings; David Wetz; Rick Langley; Nancy LaFlair; John Heinzel

Yayıncı

IEEE Open Journal of Industry Applications (Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE))

Yıl

2024

Cilt

5

Sayfalar

168-176

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Ücretsiz okunur

DOI

10.1109/OJIA.2024.3400208

Lisans

CC BY-NC-ND 4.0 — atıf vererek, değiştirmeden ve ticari olmayan amaçlarla paylaşabilirsiniz

Künye