45°C, пыль и среднее время восстановления до 72 часов: проектирование ремонтопригодных аккумуляторов для африканских объектов

Статья

9 марта 2022 г.

При температуре окружающей среды 45°C мощность должна быть снижена, пыль блокирует охлаждение и разъедает терминалы, а одно посещение объекта может занять два дня — реальность от Тимбукту и Гао в Мали до Агадеса в Нигере, Чаде и северном Судане. Ремонтопригодность не является дополнением; это первое ограничение выбора.

Что осталось от номинальной мощности при 45°C

Во внутренних районах Тимбукту и Гао в Мали, Агадесе в Нигере, Чаде, северном Судане и Мавритании летом температура воздуха держится выше 45°C, а внутри шкафов становится еще жарче. Заводская мощность искажается — причем больше, чем ожидает большинство людей. Емкость свинцово-кислотной батареи падает с падением температуры и возрастает с повышением температуры, поэтому при 45°C данная батарея фактически обеспечивает большую емкость, чем при 25°C, и этот момент обычно неправильно понимают. Настоящая проблема заключается не в меньшей емкости, а в более коротком сроке службы: срок службы плавающего режима при 45°C составляет примерно четверть от срока службы при 25°C. Таким образом, на объектах с высокими температурами ограничением является не мощность, а жизнь. И наоборот, струна, рассчитанная на четыре часа при температуре 25°C, будет нести площадку в течение примерно четырех с половиной часов в течение первых двух лет при температуре 45°C, а затем упадет ниже трех часов с третьего года по мере старения. Эта кривая «перерегулирование-недостаток» представляет собой классический режим отказа резервного питания при высокой температуре.

Три способа, которыми пыль наносит вред

Пыль воздействует на аккумуляторную систему медленно, но кумулятивно, по трем конкретным направлениям. Во-первых, блокированное охлаждение: впускные фильтры шкафа и решетки аккумуляторного отсека засоряются в течение нескольких недель во время пыльного сезона, повышая температуру внутри еще на 5–8°C, а поскольку каждые 10°C сокращают срок службы вдвое, одно это требует еще одного сокращения. Во-вторых, коррозия клемм: пыль сама по себе не является проводящей, но во влажном состоянии она прилипает к клеммам и перемычкам, образуя пленку солевого электролита, а в условиях цикла конденсации, вызванного перепадами температур день-ночь, посткоррозия заметно ускоряется, контактное сопротивление возрастает, а клеммы нагреваются при высокоскоростном разряде. В-третьих, отслеживание и замыкание: проводящая пыль, скапливающаяся между положительными и отрицательными клеммами, образует путь отслеживания во влажную погоду и в тяжелых случаях приводит к утечке на поверхность или возгоранию. Ответы соответственно: ежемесячно заменяйте фильтры на моющуюся металлическую сетку, устанавливайте изолирующие крышки клемм и наносите антикоррозийную смазку, а также продувайте сухим сжатым воздухом, а не промывайте водой.

Почему передние терминалы экономят рабочее время

На объектах, доставка которых занимает два дня, трудозатраты учитываются, а стоимость этих часов напрямую зависит от конструкции батареи. Обычные батареи имеют верхние клеммы; после установки в шкаф клеммы обращены вверх за полкой или кабельным лотком, поэтому проверка одной клеммы означает снятие полки и перемещение кабелей — более сорока минут для проверки цепочки из четырех устройств. В конструкции с передними клеммами (серия 6-FMX, 50–200 Ач, девять моделей) обе клеммы расположены на передней панели, поэтому батареи могут располагаться рядом со стенкой шкафа, и для проверки не требуется ничего снимать; та же проверка из четырех единиц сокращается до десяти минут. Замена отличается еще больше: блоки с верхними клеммами необходимо снять перед подключением проводов, а блоки с передними клеммами позволяют снять ремни и снова установить их на место. Передние клеммы также экономят глубину шкафа, что оставляет больше конвекционного зазора — возвращаясь к проблеме температуры. В условиях высоких затрат на техническое обслуживание в Африке годовая экономия труда из-за этой структурной разницы обычно превышает разницу в цене между батареями.

Не требует обслуживания, но не требует проверок

Фраза «необслуживаемый аккумулятор» глубоко вводит в заблуждение в африканском контексте. Это означает, что не нужно доливать дистиллированную воду и не проводить никаких проверок. Именно потому, что элемент нельзя открыть для проверки электролита, внешние показатели имеют большее значение. Список проверок, подходящий для дорогостоящего доступа к объекту, состоит из пяти пунктов: во-первых, внутреннее сопротивление моноблока, измеренное портативным тестером, помечающее все, что превышает 20% от среднего значения цепи; во-вторых, напряжение моноблока в состоянии покоя, отмечающее отклонения от среднего значения более 0,05 В; в-третьих, температура терминала, измеренная с помощью инфракрасной пушки сразу после разряда, где разница в 5°C указывает на аномальное контактное сопротивление; в-четвертых, визуальное состояние с акцентом на вздутие корпуса, конечную коррозию и следы жидкости; в-пятых, окружающая среда, пиковая температура записывающего шкафа и засорение фильтра. Все пять работ на месте занимают менее пятнадцати минут, но существенно снижают вероятность внезапного отказа всей цепочки. Ключевым моментом является привязка интервала проверки к стоимости доступа: если посещение занимает два дня, не устанавливайте ежеквартальный цикл — установите шестимесячный цикл, в котором все пять пунктов являются обязательными. Более низкая частота приемлема; пропущенные элементы — нет.

Среднее время вождения с 72 часов до 24

В Сахеле 72-часовое среднее время восстановления является нормальным, а для достижения 24 часов требуется сразу четыре рычага. Во-первых, расположение запасных частей: заранее разместите комплектные комплекты на региональных складах в пределах шести часов езды, на расстоянии от 3% до 5% от количества объектов, с полным модельным рядом. Во-вторых, заменяемость: выбирайте моноблоки с грузоподъемностью для двух человек (блоки на 12 В с передними выводами обычно весят от 30 до 65 кг) и избегайте больших ячеек 2 В, требующих подъемного оборудования или переноски четырьмя людьми; соединять болтами, а не сварными соединениями. В-третьих, предварительная настройка: сопоставление, оплата и маркировка полных строк на складе, чтобы замена полей была прямой заменой без сопоставления или первоначальной оплаты на месте. В-четвертых, дистанционное раннее предупреждение: отслеживайте напряжение и внутреннее сопротивление моноблока и поднимайте тревогу за две-четыре недели до отказа, превращая корректирующие вызовы в плановые работы — самое большое улучшение MTTR, поскольку большинство вызовов перестают быть чрезвычайными ситуациями. Все четыре доставляют 24 часа; только первые три обычно достигают только 48.

Контрольный список модернизации шкафа для горячих объектов

Выберите подходящую батарею и оставьте шкаф в покое, и половина пользы пропадет. Контрольный список прямых действий для горячих сайтов состоит из шести пунктов. Во-первых, добавьте утепленный навес или двойную крышу, чтобы блокировать прямую инсоляцию — это самое большое снижение температуры в Сахеле и самая дешевая мера. Во-вторых, переместите воздухозаборник на затененную поверхность и установите моющуюся металлическую пылезащитную сетку большей площади, чем в оригинальной конструкции, поскольку поток воздуха должен сохраняться даже при частичном блокировании. В-третьих, установите термостатический вентилятор, который будет запускаться при температуре 40°C и останавливаться при температуре 35°C, с разницей в 5°C, иначе вентилятор будет работать с короткими циклами, и его срок службы истечет. В-четвертых, поднимите аккумуляторную батарею как минимум на 300 мм от пола шкафа, чтобы избежать теплового кармана и стоячей воды, образующейся в результате дождей. В-пятых, нанесите светлое светоотражающее покрытие внутри корпуса, чтобы уменьшить поглощение солнечного света — особенно эффективно для металлических корпусов. В-шестых, установите перегородку над аккумуляторным блоком, чтобы вентилятор не дул прямо на элементы и не создавал локальную разницу температур; на это часто упускают из виду, однако дифференциал приводит к тому, что моноблоки стареют с разной скоростью, пока вся цепочка не будет ограничена самым слабым блоком. Вместе эти шесть компонентов обычно снижают температуру корпуса на 8–12 °C, что удваивает срок службы. Стоимость намного ниже одной замены струны и должна быть стандартной практикой на горячих объектах, а не опцией. View Telecom Backup Power Selection