UPS rendszerek és dízelgenerátorok karbantartása: szabványok és vizsgálati ütemtervek

Az áramkimaradás alatt meghibásodó UPS nem karbantartási probléma: vizsgálatot igénylő esemény. A létesítményvezetők előveszik a szerviznyilvántartást, a biztosítók átnézik a vizsgálati naplókat, és mindig ugyanaz a kérdés hangzik el: valóban betartották-e az UPS karbantartási ütemtervét?

A BS 6266:2011 az elsődleges brit iránymutatás IT létesítmények és kritikus infrastruktúra UPS rendszereihez és szünetmentes tápellátásához. A szabvány karbantartási kerete azonban egyformán vonatkozik minden olyan helyszínre, ahol a folyamatos áramellátás nélkülözhetetlen: adatközpontok, kórházak, irányítótermek, műsorszóró létesítmények, szivattyúállomások és ipari folyamatkörnyezetek. Ez a cikk bemutatja, mit követel a BS 6266, hogyan kell felépíteni az előírásoknak megfelelő UPS karbantartási ütemtervet, és mit kell tartalmaznia a dokumentációnak.

Mit fed le a BS 6266, és mit nem

A BS 6266:2011 helyes gyakorlati kódex, nem jogszabály. Iránymutatást nyújt az elektronikus berendezések telepítésének tűzvédelmi intézkedéseihez, beleértve az UPS helyiségeket, akkumulátortermeket, dízelgenerátorokat és az automatikus tartalék kapcsolóberendezéseket. Nem egyenértékű a villamos berendezésekre vonatkozó biztonsági előírásokkal vagy a BS 7671 szabvánnyal (az IET elektromos hálózati előírásai), amelyek törvényes kötelezettségeket állapítanak meg.

A gyakorlatban a BS 6266 az a dokumentum, amely:

• Meghatározza, hogyan kell tűz ellen védeni az UPS helyiségeket és akkumulátorszekrényeket
• Foglalkozik a VRLA és nyitott ólom-savas akkumulátorok szellőztetési követelményeivel
• Iránymutatást nyújt a szünetmentes táprendszerek vizsgálatához és karbantartásához
• Referencia dokumentumként szolgál a biztosítók, adatközpont-auditorok (különösen a Tier besorolással dolgozók) és a létesítménygazdálkodási szabványok számára

Az UPS karbantartó cégek számára a BS 6266 8. és 9. szakasza a legfontosabb. A 8. szakasz az időszakos ellenőrzéseket és vizsgálatokat tárgyalja; a 9. szakasz a dokumentációt szabályozza. Mindkettő részletes ismerete különbözteti meg az ellenőrzést kiálló szerviszerződést attól, amelyik felelősséget keletkeztet.

Az UPS karbantartási ütemterv: szükséges intervallumok

A normakövetési UPS karbantartási ütemterv nem egy évi egyszeri látogatás. A BS 6266 és a British Standards Institution kiegészítő iránymutatásai, az UPS gyártói követelményekkel együtt, négyszintű ütemtervet jelölnek ki.

Heti vizuális ellenőrzés

Ezt általában az ügyfél belső létesítménygazdálkodási csapata végzi, nem a karbantartási vállalkozó, de a szerviszerződésnek meg kell határoznia a hatókörét és a felelősöket:

• UPS állapotkijelző: nincs aktív hibajelző, riasztás vagy megkerülés
• Akkumulátorterem vagy szekrény: nincs látható duzzadás, szivárgás vagy korrózió a csatlakozókon
• Szellőzés: a levegőbeviteli és -kivezetési utak akadálymentesek; nincs szokatlan szag (a nyitott cellák hidrogéngázának jellegzetes szaga van)
• Generátor állapotpanel: üzemanyagszint, hűtőfolyadékszint, akkumulátortöltési jelző, nincs hibakód
• ATS helyzetjelző: megerősítés, hogy a normál tápellátás látja el a terhelést

A heti ellenőrzések legfeljebb 10-15 percet vesznek igénybe. Értékük abban rejlik, hogy alacsony hűtőfolyadékszintjel riasztást vagy megkerülőüzemmódban lévő UPS-t még azelőtt fedeznek fel, hogy szervizlátogatásra lenne szükség.

Havi akkumulátor-ellenőrzés

A BS 6266 8.3 szakasza előírja, hogy az akkumulátor állapotát az akkumulátor típusával és a gyártói iránymutatással összhangban álló időközönként kell figyelni. A legtöbb VRLA (szeleppel szabályozott ólom-savas) telepítés esetén ez havi elektromos ellenőrzést jelent:

• Csoportos feszültségmérés lebegőtöltésnél: hasonlítsa össze a várható értékkel (VRLA esetén 20 degC-on jellemzően 2,25-2,30 V cellánként)
• Egyes pilótacellák feszültségellenőrzése (az átlagtól plusz vagy mínusz 0,05 V-nál többet mutató cella meghibásodás jelzője)
• Akkumulátorterem szobahőmérséklete: a VRLA akkumulátorok emelkedett hőmérsékleten csökkentik teljesítményüket; minden 20 degC feletti 10 degC körülbelül a felére csökkenti a várható élettartamot
• Vizuális ellenőrzés: tok deformáció, sarvakorrózió és elektrolitszivátgás

Akkumulátorfelügyeleti rendszerrel (BMS) felszerelt telepítéseknél a havi ellenőrzés a felügyeleti adatok átnézésében áll, nem kézzel végzett cella-enkénti mérésekben. A felügyeleti rendszer maga azonban éves kalibrálást igényel, amit frequently elfelejtik.

Negyedéves terheléses vizsgálat

A terheléses vizsgálat az egyetlen megbízható módszer annak megerősítésére, hogy a generátorkészlet vagy az UPS valóban el tudja látni a névleges terhelést a szükséges ideig. Az éves helyszíni terheléses funkcionális vizsgálat nem elegendő a kapacitás ellenőrzéséhez: a tényleges igény messze a névleges kapacitás alatt lehet, és a vizsgálat időtartama túl rövid lehet a határon lévő cellák vagy a tartós terhelés alatt romlás jeleit mutató generátor azonosításához.

A dízelgenerátorok negyedéves ütemterve a következőket foglalja magában:

• Üresjárati működés: legalább 10-15 perc a hőmérsékletek, olajnyomás, hűtőfolyadékszint és kipufogógáz állapotának ellenőrzéséhez
• Terheléses vizsgálat a névleges terhelés 100%-ánál legalább 30 percig (a BS 6266 a teljes névleges terhelésen való vizsgálatot ajánlja; az IEC 62040-3 egyenértékű kisülési vizsgálati megközelítést alkalmaz UPS-eknél)
• Üzemanyag-fogyasztás ellenőrzése: hasonlítsa össze a vizsgálat alatti tényleges fogyasztást a névleges fogyasztási adattal; jelentős eltérés injektor- vagy szabályozóproblémát jelez

UPS rendszerek esetén a negyedéves vizsgálatoknak a következőket kell tartalmazniuk:

• Teljes hálózati megkerülés és váltóra kapcsolás: annak megerősítése, hogy az átkapcsolási idő megfelel a specifikációnak (online kettős átalakítás esetén jellemzően kevesebb mint 10 ms, line-interactive esetén kevesebb mint 20 ms)
• Akkumulátor kisülési vizsgálat 80%-os kisülési mélységig (DoD): 30-60 perc az akkumulátor kapacitásától és terhelésétől függően
• Töltési idő ellenőrzése: annak megerősítése, hogy az egyenirányító a rendszer tervében meghatározott időn belül visszatölti az akkumulátort 95%-ra (VRLA esetén jellemzően 10-12 óra)

A negyedéves vizsgálatok eredményeit tényleges mért értékekkel kell rögzíteni, nem "megfelelt/nem felelt meg" jelölőnégyzetekkel. A "vizsgálat megfelelt" eredmény az auditornak semmit sem mond a rendelkezésre álló tartalékról.

Éves teljes szerviz

Az éves szerviz az a pillanat, amikor a karbantartási vállalkozó részletesen megvizsgál mindent, amit a heti és havi ellenőrzések távolból figyelnek. UPS és generátoros helyszín esetén a teljes éves szerviz a következőket foglalja magában:

UPS:

• Belső vizsgálat: kondenzátorok duzzadásra, gyűjtősínek nyomkövetési nyomokra, hűtőventilátorok csapágykopásra
• Firmware és szoftververziók ellenőrzése és frissítése
• Feszültség- és árammérő körök kalibrálása
• Minden nagyrámú csatlakozás termográfiai vizsgálata (névleges áramnál egy laza gyűjtősín csatlakozás elegendő hőt termel tűz okozásához; a BS 6266 kifejezetten foglalkozik ezzel a kockázattal)
• Akkumulátor impedanciamérés minden cellán vagy blokkon: hasonlítsa össze az üzembe helyezéskor vagy az utolsó csere alkalmával felvett alapértékkel. Az alapértéket 20-25%-nál nagyobb mértékben meghaladó impedancianövekedés általában csereütemezési jelzőnek tekinthető

Dízelgenerátor:

• Olaj, üzemanyagszűrő, légszűrő és hűtőfolyadék szerviz
• Terheléses vizsgálat a névleges stand-by kapacitás 110%-ánál 60 percig
• Üzemanyag-tisztítás (fuel polishing): a tömeges tartályokban tárolt gázolaj romlik; mikrobiológiai szennyeződés (az EN 590 gázolaj FAME-tartalma felgyorsítja ezt), vízbeáramlás és iszaplerakódás fúvókaeltömődést okoz. A kritikus generátor helyes intervalluma az üzemanyag-tisztítás 12 havonta, vagy bármely sikertelen üzemanyag-mintavétel után
• Kipufogórendszer vizsgálata: rugalmas csatlakozók, szigetelés állapota és ellennyomás ellenőrzése
• Szabályozó és AVR (automatikus feszültségszabályozó) kalibrálása

ATS (automatikus tartalék átkapcsoló):

• Érintkezők állapota: az átkapcsolás közbeni ívkisülés gödrösödést okoz; az alapértéknél 15%-nál nagyobb mértékben emelkedett impedanciát mutató érintkezőket cserére kell jelölni
• Átkapcsolási idő vizsgálata: mérje meg a hálózati meghibásodástól az ATS működéséig eltelt tényleges időt; ellenőrizze a helyszín tervezési követelményével szemben (nem kritikus terheléseknél jellemzően 10-15 másodperc, egyes orvosi és adatközpont-alkalmazásoknál 1 másodpercnél kevesebb)
• Visszakapcsolási vizsgálat: annak megerősítése, hogy az ATS hálózat visszaállításakor helyesen tér vissza a normál tápellátásra, túllövés vagy vadászás nélkül
• Érintkező tisztítása és kenése a gyártó ütemterve szerint

DRUPS rendszerek: további szempontok

A dízel forgó UPS rendszerek (DRUPS) közös tengelyen kombinálnak egy lendkerék-energiatároló egységet és egy dízelmotor. Egyre elterjedtebbek adatközpontokban és ipari létesítményekben, ahol a hagyományos UPS akkumulátorterem nem kívánatos.

A DRUPS karbantartási ütemterve több szempontból eltér a statikus UPS és generátor kombinációtól:

• Lendkerék-csapágyak vizsgálata: a gyártótól függően minden 3 000-5 000 üzemórában (jellemzően 12-24 havonta); a DRUPS csapágymeghibásodása nem fokozatos romlás, hanem az energiapuffer hirtelen elvesztése
• Kuplung és tengelykapcsológ vizsgálata: a lendkerék és a dízelmotor közötti mechanikus kapcsolatot évente kopásra kell ellenőrizni; a tengelykapcsológ nyomatékértékeit az üzembe helyezési specifikációval kell összevetni
• Átmeneti idő vizsgálata: a lendkerék 10-15 másodpercig biztosít áthidaló tápellátást (elegendő a dízel beindításához és üzemi fordulatszámra jutásához); ezt a vizsgálatot teljes névleges terhelésen kell elvégezni, nem csökkentett terhelésen
• Olajanalízis: folyadékcsapágyas DRUPS egységeknek legalább évenként szükséges viszkozitás- és szennyezettelemzés; a tolerancián kívüli eredmények leürítést és utántöltést igényelnek

A BS 6266 jelenlegi kiadása kifejezetten nem foglalkozik a DRUPS rendszerekkel, de a 8. szakasz általános vizsgálati elvei alkalmazandók. A DRUPS gyártók (Piller, Hitec Power, Kinolt) saját karbantartási kézikönyveket adnak ki, amelyeket a szabvány mellett be kell tartani.

Akkumulátor-csere ciklusok

A BS 6266 8.4 szakasza előírja, hogy az akkumulátor cseréjét vizsgálati adatok alapján kell megtervezni, nem rögzített naptári intervallum alapján. A gyakorlatban azonban a következő intervallumoknál tervezett csere összhangban van a szabvány szándékával és a gyártói iránymutatásokkal:

A cserejelző vizsgálatvezérelt. Egy a 9. évben 95%-os kapacitást mutató akkumulátorblokk nem igényel azonnali cserét. Egy a 6. évben 78%-os kapacitást mutató blokk, termikus esemény vagy hőmérséklet-szabályozás nélküli időszak után, igen. A vizsgálati adatok dokumentálása az, ami ezt védhetővé teszi.

Dokumentációs követelmények a BS 6266 szerint

A BS 6266 9. szakasza meghatározza, mit kell rögzíteni és megőrizni. A követelmények szigorúbbak annál, amit a legtöbb karbantartó cég alkalmaz.

Minden látogatás után rögzítendő:

• A látogatás dátuma és időpontja
• A helyszínre kiszállt mérnök neve és képesítése
• Berendezés-azonosítás: UPS sorozatszám, akkumulátorblokk-azonosító, generátorkészlet-azonosító, ATS hivatkozás
• Elvégzett vizsgálat típusa és vizsgálati körülmények (terhelési szint, szobahőmérséklet)
• Mért értékek minden vizsgálati paraméternél: nem "megfelelt", hanem a tényleges feszültség, impedancia, átkapcsolási idő vagy kapacitásszázalék
• Minden feltárt hiba konkrét leírással ("B sorozat 14. cellája 3,2 mohm impedanciát mutat a 2,1 mohm alapértékkel szemben")
• Javasolt javítási intézkedések prioritásbesorolással
• Minden elhalasztott munka és az elhalasztás oka

Megőrzendő:

• Teljes szerviznapló a telepítés élettartamára
• Alapakkumulátor-vizsgálati eredmények az üzembe helyezéstől
• Összes kisülési vizsgálati eredmény terhelési és szobahőmérséklet-adatokkal
• Üzemanyag-elemzési bizonyítványok
• A használt vizsgálóberendezések (szigetelési ellenállás-mérők, akkumulátor-impedancia-analizátorok, teljesítmény-analizátorok) kalibrálási nyilvántartásai

Hol kell tárolni a nyilvántartásokat:

A BS 6266 9.2 szakasza előírja, hogy a karbantartási nyilvántartás a helyszínen elérhető legyen. Több helyszínes üzemeltetés esetén ez azonnali problémát vet fel: az a mérnök, aki múlt héten volt kint, nem lehet az egyetlen, aki tudja, mit mutattak a vizsgálati eredmények.

A több generátoros és UPS helyszínt kiszolgáló cégek operatív valósága az, hogy a papír alapú vagy mérnökönkénti nyilvántartások megfelelési hiányosságokat teremtenek. Amikor auditor vagy biztosító kéri egy adott UPS szerviznapját, a nyilvántartásnak az eszközazonosító alapján kell visszakereshetőnek lennie, nem munkalapszám vagy egy mérnök iratrendszere alapján.

A RemoteOps egyedi eszközönként (UPS egység, generátorkészlet, ATS, akkumulátorblokk) tárolja a szerviznyilvántartásokat, így amikor auditor kéri egy adott telepítés teljes vizsgálati előzményét, az közvetlenül exportálható. A mérnökök a szolgáltatás pillanatában küldik be a vizsgálati eredményeket a mért értékekkel, nem jelölőnégyzetekkel, a mobilapplikációból, ami megszünteti a mért és nyilvántartott értékek közötti eltérést.

Üzemanyag-tisztítás: az elhanyagolt karbantartási tétel

Az üzemanyag-tisztítás a vészgenerátorok karbantartási ütemterveiből leggyakrabban kihagyott tétel, és egyben az, amelyik legvalószínűbben okozza a generátor meghibásodását, amikor valóban szükség van rá.

Az EN 590 gázolaj akár 7% zsírsav-metilesztert (FAME) tartalmaz. A FAME vizet szív magába és mikrobiális növekedést támogat. Az infrequently feltöltött (vészgenerátorokra jellemző) tömeges üzemanyagtartályokban a szennyeződés rétegesen halmozódik fel az üzemanyag-víz határfelületen.

Egy generátor, amely minden funkcionális és terheléses vizsgálaton átmegy, mégsem indulhat megbízhatóan, ha a tartályban lévő üzemanyag leromlott. A jelek eleinte finomak: kismértékben megnövekedett üzemanyagszűrő-csere frekvencia, alkalmi egyenetlen futás üresjárati vizsgálatokon, majd terheléstartási hiba tényleges áramkimaradás során.

A BS 6266 nem ír elő konkrét üzemanyag-tisztítási intervallumot, de a legtöbb generátor-karbantartó szakember a Standby and Emergency Power Association (SEPA) iránymutatásait követi: üzemanyag-mintavétel és elemzés legalább évenként, ahol a tisztítást bármely mikrobiológiai szennyeződést, 200 ppm feletti víztartalmat vagy az ISO 4406 16/14/11 osztályon kívüli részecskeszámot mutató minta indítja el kritikus generátor-alkalmazásnál.

Olyan helyszíneknél, ahol a generátort havonta tesztelik és az üzemanyag-fogyasztás biztosítja a tartály forgalmát, az évi tisztítás elegendő lehet. Ritkán használt tartalék generátoroknál vagy párás éghajlatú helyszíneknél a féléves elemzés indokoltabb.

Jellemző hiányosságok auditok során

Amikor biztosítók és létesítmény-auditorok átnézik a szünetmentes tápellátás karbantartási nyilvántartásait, négy hiányosság ismétlődik leggyakrabban.

Nincs terheléses vizsgálati eredmény, csak indítási naplók. Az a generátor, amelyet üresjáratban 20 percre beindítottak és futtattak, nem volt vizsgálva. A vizsgálati nyilvántartásnak tartalmaznia kell az alkalmazott terhelést, a névleges kapacitás százalékát, az időtartamot és a mért eredményeket.

Akkumulátor-nyilvántartások mért értékek nélkül. Az "akkumulátorok ellenőrizve, megfelelő" megjegyzést tartalmazó szervizjelentések nem bizonyítják, hogy impedanciaméréses elvégeztek. Alapérték és trendadatok nélkül az akkumulátor állapota nem értékelhető.

ATS-t soha nem vizsgálták átkapcsolási időre. Az ATS funkcióját üzembe helyezéskor vizsgálják, majd sokszor nem vizsgálják újra. Az átkapcsolási idő az érintkezők öregedésével változhat. Az 1 másodpercnél rövidebb átkapcsolást specifikáló, de leromlott érintkező körülmények között valójában 4 másodperccel működő helyszín ezt addig nem fedezi fel, amíg nem számít.

Nincsenek üzemanyagminta-nyilvántartások. Az üzemanyag-tisztítást általában az UPS és a generátor szervizétől külön kötik meg. Az eredmény az, hogy senki nem vállal egyértelmű felelősséget, és az üzemanyag-elemzés egyszerűen nem történik meg, amíg egy meghibásodás nyilvánvalóvá nem teszi.

Ezek a hiányosságok nem homályos megfelelési technikalitások. Ezek bármely karbantartási program kiszámítható meghibásodási pontjai, amely a szünetmentes táprendszert alacsonyabb prioritásúként kezeli, mint az általa védett rendszereket.

Gyakran ismételt kérdések

Érvényes a BS 6266 az Egyesült Királyságon kívül?

A BS 6266 brit szabvány, az Egyesült Királyságon kívül nincs formális érvénye. Ennek ellenére a létesítményvezetők és adatközpont-üzemeltetők széles körben használják referencia dokumentumként nemzetközi szinten, különösen olyan piacokon, ahol nem létezik helyi fejlesztésű egyenértékű szabvány. Az ISO/IEC 27001, Tier besorolás (Uptime Institute) vagy EN 50600 (adatközpont-infrastruktúra) szerint működő helyszínek azt tapasztalják, hogy a BS 6266 karbantartási elvei nagyrészt összhangban vannak ezekkel a keretrendszerekkel. A cikkben szereplő vizsgálati intervallumok és dokumentációs követelmények gyakorlatiasak, függetlenül a piacán érvényes konkrét szabványtól.

Milyen gyakran kell cserélni az UPS akkumulátorokat?

A cserét vizsgálati adatoknak kell vezérelnie, nem rögzített ütemtervnek. A VRLA akkumulátorok 20 degC szobahőmérsékleten 10 éves tervezési élettartammal rendelkeznek, de az egyes éves szerviznél végzett impedanciamérések korai figyelmeztetést adnak a romlásra. A cserejelző jellemzően az üzembe helyezési alapértéknél 20-25%-nál nagyobb mértékben emelkedett impedancia, vagy a névleges kapacitás 80%-a alatti értéket mutató kisülési vizsgálat. Bármely feltétel esetén meg kell kezdeni a csere tervezését. Az akkumulátor kisülési vizsgálat közbeni meghibásodásáig való várakozás nem elfogadható megközelítés kritikus tápellátási telepítésnél.

Mi a különbség a funkcionális vizsgálat és a terheléses vizsgálat között?

A funkcionális vizsgálat megerősíti, hogy a generátor beindul, átkapcsolja a terhelést és működik. Nem erősíti meg, hogy a generátor a szükséges ideig képes fenntartani névleges terhelését. A terheléses vizsgálat meghatározott időszakra ellenőrzött elektromos terhelést alkalmaz, jellemzően a névleges kapacitás 75-100%-ánál. A generátorgyártók és a BS 6266 iránymutatásai terheléses vizsgálatot írnak elő, mert sok telepítésnél a helyszíni terhelések lényegesen alacsonyabbak a névleges kapacitásnál, ami azt jelenti, hogy a generátor funkcionális vizsgálatok során soha nem tapasztal névleges körülményeket.

Mit foglal magában az üzemanyag-tisztítás?

Az üzemanyag-tisztítás egy olyan folyamat, amely a tárolt gázolajat szűrési és vízszeparálási fázisokon keresztül recirkuláltatja a részecskeszennyeződés, az emulgeált víz és a mikrobiológiai növekedés eltávolítására. Nem helyettesíti a leromlott üzemanyagot; a jelentősen emelkedett savszámú vagy oxidált szénhidrogéneket tartalmazó gázolaj ártalmatlanítást és cserét igényel. A tisztítás a legjobb megelőző intézkedésként hatékony, ha a szennyeződés súlyossá válása előtt elvégzik. A tisztítási folyamat eredményének tartalmaznia kell egy előtte-utána üzemanyag-mintaelemzési jelentést, amely a helyszín karbantartási nyilvántartásának részévé válik.

Ki a felelős, ha az ATS nem kapcsol át áramkimaradás során?

A felelősség attól függ, mit mutatnak a karbantartási nyilvántartások. Ha az ATS-nek éves szervizen kellett volna átmennie, de nem ment át, vagy ha az előző szerviz érintkező-romlást azonosított anélkül, hogy javítási intézkedést hoztak volna, a karbantartási vállalkozó jelentős kitettséggel szembesül. A legjobb védelmet egy olyan dokumentált szerviznapló jelenti, amely igazolja, hogy az ATS-t a megfelelő körülmények között a szükséges intervallumon vizsgálták, rögzített mért átkapcsolási időkkel. Az a dokumentumnyom, amely igazolja, hogy a hibát azonosították és írásban közölték, de az ügyfél elhalasztotta a javítást, a felelősséget az ügyfélre tolja.

Kapcsolódó olvasnivaló: FSM szoftver kritikus infrastruktúrához, Hogyan automatizáljuk a megfelelési dokumentációt, Szerviszerződés-kezelés karbantartó cégeknek