In diesem Artikel geht es um die Kontrolle und Instandhaltung von Industriebatterien sowie um deren Austausch. Batterien sind in der Industrie von großer Bedeutung, denn sie stellen sicher, dass kritische elektrische Betriebsmittel jederzeit versorgt sind. Zu den Anwendungen dieser Batterien gehören elektrische Schaltanlagen (Schutz und Steuerung über Relais), die Notversorgung von UPS-Anlagen (Telefonieanlagen) und zahllose industrielle Schutz- und Steueranwendungen.
Viele kritische elektrische Systeme werden durch Batterien gestützt, die deren Ausfall verhindern. Deshalb ist es unerlässlich nachzuweisen, dass diese Batteriesysteme einwandfrei arbeiten und in optimalem Zustand sind. Mit der Prüfung der Batteriesysteme ist sichergestellt, dass das Betriebsmittel ausreichend abgesichert ist, denn die Erschöpfung der Batterie wird vorhergesehen und unerwartete Ausfälle werden vermieden. Batterien sind komplexe chemische Systeme mit einer Vielzahl von Komponenten.
Ausfälle von Batterien
Jede Art von Industriebatterie weist verschiedene Ausfallarten auf, teils nutzungsbedingt, teils natürlich bedingt. Bei Blei-Säure-Batterien betreffen die häufigsten Ausfallarten beispielsweise:
- Plattensulfatierung: ein Problem der elektrischen Leitfähigkeit; das aktive Plattenmaterial wandelt sich in inaktives Bleisulfat um. Ursache sind zu niedrige Ladespannungen oder unvollständiges Nachladen nach einem Spannungsausfall. Die Sulfatierung führt zu höherer Impedanz und geringerer Kapazität der Batterie.
- Korrosion des positiven Gitters: ein zu erwartender Ausfall, denn die Gitter bestehen aus Legierungen, die mit der Zeit oxidieren; die Platte wächst und kann am Ende der Batterielebensdauer den Deckel aufreißen. Die Impedanz steigt, während die Kapazität sinkt.
- Abgelagerter Schlamm: abhängig von der Zahl der Zyklen, die die Batterie durchläuft; gemeint ist das Ablösen des aktiven Materials von den Platten, das sich in Bleisulfat umwandelt.
- Korrosion des oberen Leiters: betrifft die Verbindung zwischen Platten und Polen und ist selbst bei einer Sichtprüfung schwer zu erkennen.
Bei ventilregulierten Blei-Säure-Batterien (VRLA) sind die häufigsten Ausfallarten:
- Austrocknung (Verlust der Verpressung)
- Plattensulfatierung
- Weiche und harte Kurzschlüsse
- Undichtigkeit am Pol
- Thermisches Durchgehen
- Korrosion der positiven Gitter
Instandhaltung von Industriebatterien
Instandhaltungs- und Umgebungsbedingungen erhöhen oder verringern das Risiko eines vorzeitigen Batterieausfalls. Zu Instandhaltung und Prüfung von Industriebatterien gibt es verschiedene Ansätze und unterschiedlich hohe Anforderungen, die im folgenden Artikel erläutert werden: Wie eine Batterie geprüft wird
Beispielhaft genannt seien drei Vorgehensweisen: Batterien erst dann zu ersetzen, wenn sie ausfallen oder erschöpft sind, sie nach einer festgelegten Zeit zu ersetzen, oder einen guten Instandhaltungsplan mit Inspektionen sowie Impedanz- und Kapazitätsprüfungen umzusetzen. Auf diesem Weg werden Alterung und Fehler erkannt, bevor sie irreversibel werden. Die letzte Vorgehensweise verursacht offensichtlich höhere Instandhaltungskosten, sichert aber die erforderliche Zuverlässigkeit eines Backup-Systems.
Zu den bekanntesten Normen gehören IEEE 450 für ortsfeste Blei-Säure-Batterien mit flüssigem Elektrolyt und IEEE 1188 für verschlossene Blei-Säure-Batterien. Beide sehen Inspektionen im normalen Erhaltungsladebetrieb vor (monatlich, vierteljährlich, halbjährlich und jährlich) sowie Kapazitäts- oder Entladeprüfungen: bei der Installation oder als Abnahmeprüfung, in den ersten Betriebsjahren, danach regelmäßig in Abständen von höchstens 25 % der erwarteten Nutzungsdauer und jährlich, sobald die Batterien Anzeichen von Alterung zeigen oder 85 % der Nutzungsdauer der Batterie überschritten haben.
Beide Normen, IEEE 450 und IEEE 1188, empfehlen den Austausch der Batterie, wenn ihre Kapazität unter 80 % des vom Hersteller angegebenen Werts sinkt, innerhalb einer Frist von höchstens einem Jahr.
Weitere Informationen enthält auch der folgende Artikel: Instandhaltung von Industriebatterien
Die Batterie beurteilen
Am besten wird die Batterie in festen Prüfintervallen geprüft. Kapazität und Impedanz werden gemessen, wenn die Batterie neu ist (Abnahmeprüfung zur Festlegung der Referenzwerte der Batterie), und diese Messung wird alle 2 Jahre wiederholt. Bei Zellen mit flüssigem Elektrolyt wird eine Impedanzmessung durchgeführt, bei VRLA-Zellen alle 4 Jahre. Die Kapazität wird alle 25 % der erwarteten Nutzungsdauer geprüft, jährlich, sobald 85 % der Nutzungsdauer erreicht sind, und außerdem bei jeder wesentlichen Änderung der Impedanz. Schließlich gelten für Messungen von Temperatur, Spannung, Dichte und weiteren Größen die in den IEEE-Normen festgelegten Vorgehensweisen
Empfehlungen
Bei Amperis wird eine konsequente und aktive Instandhaltung empfohlen, um die Lebensdauer der Batterien voll auszuschöpfen. Amperis bietet Produkte für die Regeneration, mit denen sich gegenüber den Kosten möglicher Ausfälle und eines vorzeitigen Batterieaustauschs deutlich sparen lässt.
Das neue Batterieregenerationssystem von Amperis stellt die Kapazität der Batterie wieder her, indem es die entstandene Sulfatierung beseitigt. Für weitere Informationen zu diesem Gerät können Sie uns unverbindlich anrufen:
Tel. (+34) 982 20 99 20
info@amperis.com
Eine gute Instandhaltung verlängert die Lebensdauer Ihrer Batterie