Влияние импульсных перенапряжений на аккумуляторы и другие химические источники тока
Влияние импульсных перенапряжений на аккумуляторы и другие химические источники тока
- Пробой/повреждение управляющей и защитной электроники:
- БМС (Battery Management System), встроенные преобразователи, балансиры, логика — наиболее уязвимая часть. Импульсные перенапряжения могут вызвать их выход из строя или нестабильную работу (перезаряд, переразряд).
- Особенно уязвимы литиевые аккумуляторы, которые критичны к отклонениям напряжения.
- Пробой изоляции в соединениях батарейных модулей:
- Высоковольтные импульсы (даже кратковременные) могут вызывать локальные перекрытия изоляции между ячейками или к корпусу, особенно в условиях загрязнённой, влажной среды.
- Индуктивные всплески на шинах DC:
- Быстрое нарастание тока (например, при ударе молнии или коммутации мощной нагрузки) вызывает импульсные перенапряжения на DC-шинах. Эти всплески могут воздействовать на цепи батарей, даже если они находятся на расстоянии.
- Химические и термические эффекты:
- Хотя сам электролит и активные материалы обычно инерционны, импульсная энергия может локально вызывать нагрев, выделение газов, деградацию сепараторов.
- В литий-ионных — возможно образование литиевых дендритов при локальном пробое, что грозит коротким замыканием.
- Уменьшение срока службы:
- Частые перенапряжения вызывают постепенное снижение ёмкости, увеличение внутреннего сопротивления, разгерметизацию.
⚠️ Факторы риска, усиливающие влияние импульсных перенапряжений
- Длинные кабели между аккумуляторными блоками и нагрузкой.
- Отсутствие фильтрации, варисторов, УЗИП на входах.
- Наличие общих цепей заземления с другими силовыми устройствами.
Работа на открытом воздухе (солнечные электростанции, телеком-объекты).
Косвенные данные и кейсы
- В электросетях телеком-операторов были зафиксированы массовые отказы аккумуляторных шкафов после гроз из-за отсутствия УЗИП (типичная ситуация в базовых станциях BTS).
В ИБП на объектах нефтегаза повреждение DC-ввода ИПН приводило к отключению защит, а аккумуляторы начинали перегреваться или вздуваться из-за неправильной зарядки.
Рекомендации
- Устанавливать УЗИП на DC-цепях в непосредственной близости к аккумулятору.
- Применять варисторы, TVS-диоды, RC-фильтры.
- Разделять заземление силовых и управляющих цепей.
- Применять экранирование и правильную укладку проводников.