我们知道,信息通信机房用蓄电池(组)均采用固定安装,包括早期使用的开口式铅酸蓄电池,和目前广泛使用的阀控式铅酸蓄电池(VRLAB)。因为机房用蓄电池大都是大容量(数百安/时以上)、大电压(通常为48V及以上)甚至高电压(大于240V),因此,常采用单个电池(标称直流电压通常为2V或6V等)级联而组成二次蓄电池组,蓄电池组是难以移动的。鉴于此,固定型蓄电池是指:在固定位置使用并且在使用期限内不会习惯性的从一个地方移动到另一个地方的二次电池。
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鉴于固定型蓄电池的特点,可能因机房或数据中心起火、爆炸事故发生的经济纠纷有所上升,由此也带来不良的社会影响,亟待需要规范蓄电池安装安全要求并形成标准。美国、欧洲及各国的电信基站按IEC 62485-2:2010进行规范安装和维护,事故率极低。我国运营商及相关的服务提供商安装需求量较国外大,但国内一致没有安装安全标准规范,施工单位按自己经验进行操作,存在较大的安全隐患。国内标准只有NB/T 42083-2016《电力系统用固定铅酸蓄电池安全运行使用技术规范》,该标准仅对铅酸蓄电池进行相关安全规范,仅应用于电厂,使用范围局限,同时不包括固定型的其它类别蓄电池。
鉴于此,在2024年我国专门发布了国家标准GB/T 44233.2《蓄电池和蓄电池组安装的安全要求 第2部分:固定型蓄电池》。它是修改采用(MOD)了IEC 62485-2:2010《蓄电池和蓄电池组安装的安全要求 第2部分:固定型蓄电池》,但在结构上有了较大的调整。制定GB/T 44233.2-2024标准的目的是通过规范蓄电池和蓄电池组安装的安全要求,为固定型电池提供标准化安装和检测方法,防止蓄电池充放电、爆炸气体、短路、膨胀、电解液泄露等危险对操作者造成伤害,以及发生安全事故时所采取的主要保护措施。下述对该标准进行简要介绍,若要详细了解其具体内容的请查阅下附件。
附件:GB/T 44233.2-2024《蓄电池和蓄电池组安装的安全要求 第2部分:固定型蓄电池》
一、安全技术的要求
1、电击防护
电击防护主要依据的是国家标准GB/T 16895.21-2020《低压电气装置 第4-41部分:安全防护 电击防护》。在安装固定型蓄电池期间应使用隔离保护措施防止直接接触和间接接触,下表1-1给出了直接接触和间接接触的常用的防护措施。
表 1-1:直接接触和间接接触的常用的防护措施
安全特低电压(SELV)和保护特低电压(PELV),仅适用于标称电压高达DC 120V的蓄电池装置,此时应同时满足直接接触或者间接接触的防护要求。在GB/T 16895.21-2020标准的第441章中专门介绍了SELV和PELV的防护措施。GB/T 44233.2-2024标准中针对固定型蓄电池安装的电击防护做了详细地规定。
2、断开与分离
应提供下表1-2所列的相关设备,将蓄电池装置与所有进线和出线线路以及接地电位断开。设备应适用于直流电,并根据相关标准保持分隔距离。
表 1-2:支持断开与分离的相关设备
3、短路保护和其它受电流影响的防护措施
除触电危险之外,电池系统中的电流还会引起其它危险。这是因为故障可能导致非常大的电流波动,而电池端子的电压无法断开。电池对大电流的耐受性应高于过流保护装置的额定值。这种保护装置应具有断开功能和消除短路时产生的大电流,即按照GB/T 19638.1-2014标准的第6.8的要求。蓄电池系统在需要配置保险丝的情况下,应确保保险丝在短路发生时起到保护作用。同时绝缘材料的耐受性宜考虑环境温度、潮湿、灰尘、、气体、蒸汽和机械应力等的影响。
在电池上或靠近电池系统处作业的人员,应具备相关的资质,且在上岗前完成所有必要的培训。为减少人员受伤的危险,蓄电池系统应具备下表1-3所列的要求。
表 1-3:蓄电池系统应具备工作人员免受伤危险的要求
蓄电池应保持清洁和干燥,避免火灾或腐蚀的危险。阀控式蓄电池对地短路保护应符合GB/T 19638.1-2014标准的第6.1的要求。蓄电池电路和其它地方的导体部件之间的绝缘电阻应大于100Ω/V(电池标称电压)。
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4、爆炸危害的防护
在充电期间,除密封式蓄电外,所有蓄电池将释放气体。这是过充电电流对水电解的作用。产生的气体主要包括氢气和氧气。当排放到周围的大气中时,如果氢气在空气中的含量超过4%(体积分数),气体混合物可产生爆炸。当电池达到完全充电状态时,根据法拉第定律发生电解水反应,在标准条件下(温度0度和大气压101.3kPa),产生的气体量详见下表1-4所述。
表 1-4:蓄电池充电状态下产生的气体量
电池室或电池放置区通风的目的是维持空气中氢气含量低于氢气爆炸下限值4%(体积分数)。可采取自然或人工强制通风,使空气中氢气含量保持在这个安全的极限值以下,就可以认为电池室或电池放置区处于安全状态,不会发生爆炸。在GB/T 44233.2-2024标准中给出了电池室或电池放置区里的最小空气通风流量的计算公式和计算方法。通气气流的总量应有自然通风保证,否则应实施人工强制通风。
在蓄电池附件,爆炸性气体虽然被稀释了,但仍存在不安全性。因此,应遵循安全距离规定,在该距离内禁止产生火花或有发光发热装置(最高表面温度300℃)。爆炸性气体的扩散取决于气体的释放速度和释放源附近的通风情况,可通过空间延长安全距离。在GB/T 44233.2-2024标准中给出了蓄电池安全距离的计算公式和计算方法。另外还应注意静电的防护。
二、人员防护
人员的防护主要是避免电解液危害的防护,因为人员一旦接触到电解液会对眼睛、皮肤造成烁伤。蓄电池使用的电解液是硫酸的水溶液,对于排气式蓄电池只能用蒸馏水或去离子水给蓄电池加液到水位线位置。对于阀控式蓄电池,应注意壳体破裂等引发电解液泄露而造成人体腐蚀的伤害。因此在安装工作中应穿防护服(如面罩、眼镜、手套、围裙等)。另外还应在蓄电池附近配备水龙头、或专用无菌水池等清洁水源,以方便清除溅到身体部位上的电解液。一旦眼睛、皮肤接触到电解液应用大量的水冲洗,必要时应立即就医。
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三、其它
为了确保固定型蓄电池安装安全,在GB/T 44233.2-2024标准中,还对下述内容提出了要求:一是对蓄电池用房间及区域提出了要求(选用、区分和要求);二是对充电电流做出了规定(其中充电方法与操作模式见标准的附录C);三是关于识别标签、警示通知、使用/安装/维护的说明等提出了要求;四是对蓄电池的检查维护(包括日/月/年检查计划和检查内容、内阻/对地绝缘电阻/连接电阻的检测目的和检测方法等)做出了规定;另外,在其附录E中还给出了蓄电池常见故障及其排除方法。
上述介绍的是GB/T 44233.2-2024标准规定的固定型蓄电池安装时的蓄电池系统和人员的安全要求,对于通信用蓄电池则均为固定型蓄电池,且已全都采用阀控式铅酸蓄电池。关于通信用蓄电池安装要求是由国家标准GB 51194《通信电源设备安装工程设计规范》所规范。
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另外,需要指出的是,固定型蓄电池安装的安全要求是信息通信设备安全要求的一部分,信息通信设备安全要求是由国家标准GB 4943所规定。只是GB/T 44233.2-2024针对固定型蓄电池系统的特征,提出了相应的安全要求。
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