Zasilacze Awaryjne UPS, niekontrolowane, niebezpieczne dla zdrowia !?

Zasilacze awaryjne UPS (ang. Uninterruptible Power Supply – Nieprzerywalne Zasilanie Energii).

Stosowane są w domach, firmach nie tyko do podtrzymania pracy komputerów stacjonarnych w przypadku braku zasilania. Coraz częściej zasilacze UPS stosowane są do podtrzymania zasilania wielu innych urządzeń elektronicznych i elektrycznych. Jednak czy zdajemy sobie sprawę z niebezpieczeństwa jakie nam grozi w przypadku braku regularnych przeglądów i konserwacji.

W wielu jednostkach tego typu stosowane są wentylatory co sprawia, że UPS działa jak odkurzacz. Brak przeglądów powoduje zanieczyszczenie kanałów wentylacyjnych, w skutek czego następuje zwiększenie temperatury pracy a tym samym skrócenie żywotności akumulatorów.

Podniesienie temperatury pracy otoczenia akumulatorów o 8°C
powoduje skrócenie ich żywotności o połowę !!!

W prawdzie akumulatory żelowe stosowane w większości tego typu urządzeń charakteryzują się solidnymi obudowami to nieprawidłowo działający układ ładowania może doprowadzić do uszkodzeń akumulatorów. O ile prawidłowo działający akumulator jest zupełnie bezpieczny, to już uszkodzony, którego obudowa jest rozszczelniona jak na poniższych zdjęciach, to źródło szkodliwych wydobywających się oparów zarówno dla naszego zdrowia jak i UPS-a.

Należy pamiętać, że wszystkie akumulatory ołowiowo-kwasowe wydzielają gaz podczas ładowania i pracy konserwującej. Tradycyjne baterie zalewane wydzielają całość powstających gazów do atmosfery. W bateriach szczelnych z zaworami tzw. VRLA, z jakimi mamy do czynienia w UPS-ach większość gazów ulega wewnętrznej rekombinacji. W porównaniu do tradycyjnej baterii o podobnej pojemności, bateria UPS-a wydziela do 1% objętości gazu. Dlatego też podczas normalnych warunków eksploatacji nie zachodzi potrzeba dodatkowego wentylowania pomieszczeń.

Tym niemniej ze względu na niewielkie gazowanie nie wolno ładować, ani użytkować baterii w szczelnym pomieszczeniu czy obudowie.

Szkodliwy Kwas Siarkowy Groźny dla Zdrowia!!!

Kwas siarkowy jest szkodliwy dla zdrowia, ma działanie żrące i parzące.

Działa żrąco i drażniąco na wszystkie tkanki, działając na skórę powoduje martwicę tkanek połączoną z dotkliwym bólem. Krople kwasu są szczególnie niebezpieczne dla oczu. Wdychając opary kwasu siarkowego jesteśmy narażeni na porażenia chemiczne błon śluzowych nosa, gardła oraz dalszych odcinków układu oddechowego wraz z możliwym obrzękiem płuc a w konsekwencji śmiercią. Nie należy dotykać uszkodzonych akumulatorów.

UWAGA: Wodór w powietrzu tworzy mieszaninę wybuchową.

Podczas ładowania i eksploatacji akumulatorów wytwarza się też wysoce palny gazowy wodór, mogący eksplodować na skutek pojawienia się iskry w zamkniętym pomieszczeniu. Aby uniknąć ryzyka pożaru i eksplozji należy zasilacz UPS w którym znajduje się akumulator(y) trzymać w pomieszczeniach zapewniających stosowną wymianę powietrza, z dala od źródła iskrzenia mogących spowodować zapłon mieszanki wybuchowej.

Wprawdzie nowoczesne akumulatory jakie występują na rynku mają szczelną konstrukcję nie wymagającą uzupełniania elektrolitu, są szczelne niewylewne, mają regulowane zaworem ciśnienie wewnętrzne
2,5 psi to jednak, gwarancję bezpieczeństwa zapewnia jedynie sprawny układ ładowania akumulatorów znajdujący się w zasilaczau ups.

Niejednokrotnie wykonując naprawy zasilaczy UPS spotkaliśmy się z przypadkami kiedy akumulatory były do tego stopnia spuchnięte, że mieliśmy problemy aby wydostać je z urządzenia. Niejednokrotnie wiązało się to z koniecznością rozbierania czy roznitowania urządzenia aby dokonać demontażu akumulatorów. Spuchnięte i rozszczelnione akumulatory zdarzają się zarówno w małych jednostkach domowego i biurowego użytku, widoczne na poniższych zdjęciach,

Jak i średnich czy duźych UPS-ach zapewniających podtrzymanie pracy całych budynków.

Wielokrotnie takie akumulatory były pęknięte, wydostające się opary oprócz szkodliwości opisanych powyżej doprowadzały do korozji metalowych części zasilacza i niszczenia układów elektronicznych.

W większości przypadków za takie efekty odpowiedzialne są nieprawidłowo działające układy ładowania, które w konsekwencji doprowadzały do przeładowania i spuchnięcia / pęknięcia akumulatora. Spotkaliśmy się jednak z przypadkami, w których pomimo sprawnie działającego urządzenia akumulatory były również spuchnięte i popękane. Za ten stan rzeczy odpowiedzialny był niskiej jakości akumulator. Dotyczyło to w większości przypadków akumulatorów nierenomowanych producentów. Nieprawidłowo działający zawór regulujący ciśnienie wewnętrzne doprowadzał do nagromadzenia się gazów wewnątrz obudowy akumulatora i w konsekwencji powodował jego rozsadzenie i w wielu przypadkach pęknięcie jak na przykładowym poniższym zdjęciu z lewej strony.

Sami niejednokrotnie podczas prac serwisowych odczuwaliśmy skutki działania kwasu który wydobywał się z uszkodzonego akumulatora w postaci podrażnienia dróg oddechowych czy podrażnień skóry. Jak widać na poniższych zdjęciach pod plastikową obudową najpopularniejszego akumulatora 12V 7,5 ah znajdują się gumowe korki. Po ich zdjęciu widoczne są krople szkodliwego kwasu.

Dla swojego bezpieczeństwa nie radzimy więc dokonywać wymiany akumulatorów we własnym zakresie. Przy tego rodzaju wydawało by się błahych i prostych czynnościach należy zachować szczególną ostrożność. Zetknięcie kwasu ze skórą spowoduje jej podrażnienie, natomiast z ubraniem przy kolejnych jego praniach zacznie się ujawniać pierwotne działanie kwasu w postaci dziur w materiale. Ponadto większość zasilaczy UPS wymaga przeprowadzenia procesu kalibracji w celu jego poprawnego działania. Brak przeprowadzenie procesu kalibracji wiąże się z nieprawidłową pracą UPS-a, skróceniem żywotności akumulatorów lub w skrajnych przypadkach ich uszkodzeniem.

Na rynku dostępne są akumulatory standardowe oraz z 5, 12 a nawet 15 letnią żywotnością deklarowaną przez producenta.

Pamiętajmy jednak o jednym. Specyfika budowy akumulatora oraz obliczenia żywotności podane przez producentów bazują na temperaturze pracy 20°C. Każde przekroczenie temperatury bazowej 20°C o 8°C skraca trwale żywotność akumulatora o 50%. Oznacza to, że akumulator eksploatowany w temperaturze 28°C zachowa 50% a w 36°C
jedynie 25% deklarowanej żywotności. Pamiętajmy również, że większość zasilaczy UPS ma akumulatory umieszczone wewnątrz urządzenia wraz z elektroniką, która również powoduje podnoszenie się temperatury. To w rzeczywistości oznacza, że do temperatury w panującej w pomieszczeniu należy dodać od 3 do 8°C w zależności od modelu urządzenia. Praca w niskich temperaturach powoduje z kolei zmniejszenie pojemności akumulatora, a co za tym idzie, skrócenie czasu podtrzymania zasilania awaryjnego. W temperaturze 0°C deklarowana pojemność maleje o 15%, natomiast w temperaturach -10 i -20°C
wynosi odpowiednio 75% i 65 % deklarowanej pojemności. Podsumowując, praca w wysokich temperaturach skraca trwale żywotność niszcząc akumulator. Praca w niskich temperaturach nie niszczy akumulatora, zmniejsza jedynie jego pojemność, ( czas podtrzymania ) lecz tylko w czasie pracy w niskiej temperaturze.

Bardzo istotną sprawą jest nie doprowadzanie do rozładowania akumulatora poniżej wartości 10,5 V dla akumulatora 12V oraz 5,25 dla akumulatora 6 woltowego z uwagi na powstanie nieodwracalnych uszkodzeń. Przeładowanie akumulatora również jest dla niego niekorzystne. Przekroczenie napięcia ładowania które powinno zawierać się w zakresie 13,5 do 13,8 dla najpopularniejszych akumulatorów 12V, spowoduje nadmierne wydzielanie się gazów i ich trwałe uszkodzenie.

Jeśli z UPS-a nie będziemy korzystać przez dłuższy czas
( na przykład kilka miesięcy ) i zamierzamy odłączyć go od zasilania dobrze jest odłączyć również w pełni naładowany akumulator. Większość urządzeń pobiera w stanie spoczynku niewielki prąd, co w połączeniu z tak zwanym samorozładowaniem akumulatora, które wynosi 3% pojemności znamionowej przy 20°C
miesięcznie może doprowadzić do głębokiego rozładowania i nieodwracalnych uszkodzeń z powodu ich trwałego zasiarczenia. Są producenci którzy zadbali o możliwość szybkiego odłączenia akumulatora. Są to widoczne na poniższych zdjęciach łatwo dostępne klemy i złącza,

lub rewizje widoczne na kolejnych zdjęciach, umożliwiające szybki dostęp do akumulatorów.

W innych przypadkach należy rozkręcić zasilacz UPS w celu wypięcia przewodu z akumulatora jak na poniższych zdjęciach. Tam gdzie nie a takich możliwości poprawnie wyłączmy urządzenie i przynajmniej raz na 2-3 miesiące podłączmy do zasilania sieciowego w celu doładowania akumulatora.

Często jesteśmy pytani przez naszych klientów, czy używanie UPS-ów jest ekonomiczne ?. Odpowiedz brzmi: I tak i nie. Podczas procesu ładowania akumulatora, stosunek ładunku wprowadzonego, do ładunku pobranego w czasie wyładowania wynosi 110-120%. Stan taki spowodowany jest niedoskonałością przemiany energii elektrycznej w chemiczną i odwrotnie. Ponadto każdy akumulator posiada tzw. rezystancję wewnętrzną akumulatora, i choć jest ona niewielka
to powoduje dodatkowe straty energii. Układ elektroniczny zasilacza UPS zamieniając energię z akumulatorów na energię elektryczną na wyjściu UPS-a wytrąca dodatkowo około 6-10%. Tak więc w prosty sposób podsumowując, w wyniku wyżej opisanych zjawisk stracimy do 30% pobranej energii. Należy jednak pamiętać, że jest to zasilacz awaryjny, który ma nam zapewnić energię w przypadkach awaryjnych jakim jest brak zasilania sieciowego, którego skutki mogą spowodować niewspółmierne inne straty dla użytkownika, w stosunku do strat podczas procesu zamiany energii.

Artykuł dostępny również na portalu Wirtualnej Polski.