EN EUROPEISK NORM Juni Sikkerhetskrav for sekundære batterier og batteriinstallasjoner Del 2: Stasjonære batterier

Transkript

1 1

2 EUROPEISK NORM Juni 2001 Sikkerhetskrav for sekundære batterier og batteriinstallasjoner Del 2: Stasjonære batterier CENELEC Europeiske komite for Elektroteknisk Standardisering European Committee for Electrotechnical Standardization Comité Européen de Normalisation Electrotechnique Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung Central Secretariat: rue de Stassart 35, B Brussels 2

3 Følgende datoer ble fastlagt: EN Forord Denne Europanorm ble utarbeidet av den tekniske komite CENELEC TC 21X, Sekundære celler og batterier. Teksten for utkastet ble sendt ut til den formelle avstemning og deretter godkjent av CENELEC den 1. August Seneste dato for implementering av Europanormen på nasjonalt nivå ved publikasjon av den identiske nasjonale norm eller ved godkjenning Seneste dato for tilbaketrekking av nasjonale normer som er i konflikt med Europanormen (dop) (dow)

4 For utarbeidelse av EN har følgende Europeiske lands nasjonale standarder blitt tatt i betrakning: Tyskland: DIN VDE 0510 Del 2 Storbritannia BS 6133 for ( bly-syre batterier ) BS 6132 for ( NiCd batterier ) Sverige: SS Sveits: SEV and SEV Italia: Doc. D.P.R. 547, art. 302 and 303,CEI 21-6 Part 3 Nederland: NEN 1010 Østerrike ÖVE-C10 Part 2 Frankrike NF C15-100, article 554 og Article EC10 4

5 Innhold Side 1 Omfatning Viktigste anvendelser Normative referanser Generelle definisjoner Beskyttelse mot elektrisk sjokk Frakobling og fraskilling Forhindring av kortslutninger og beskyttelse mot andre effekter av elektrisk strøm Tiltak mot eksplosjonsfarer Forholdsregler mot elektrolyttfare Plassering, kopsling Krav til ladestrøm Identifikasjonsmerkelapper, varselskilt og instruksjoner for bruk, installasjon og vedlikehold Transport, lagring, avfallshåndtering og miljøaspekter Inspeksjon og overvåking Annex A (informativt) Lademetoder, type drift Annex B (informativt) Kalkulasjon av sikkerhetsavstand ( eksplosjon)

6 1 Omfatning Denne Europanorm gjelder for stasjonære sekundære batterier og Batteriinstalasjoner med en maksimum spenning på DC 1500V(nominelt) og beskriver de viktigste tiltak for beskyttelse mot farer som skyldes: - elektrisitet - gassutslipp - elektrolytt Den gir krav vedrørende sikkerhetsaspekter i forbindelse med montasje, bruk, inspeksjon, vedlikehold og avfallshåndtering. Den omfatter bly-syre og NiCd batterier. 6

7 7.2 Beskyttende tiltak ved vedlikehold Personer som er involvert i arbeid på eller nær ved et batteri skal være kompetent til å utføre slikt arbeid og skal være opplært i alle spesielle prosedyrer som måtte være påkrevet. 7

8 7.2 Beskyttende tiltak ved vedlikehold EN For å redusere risikoen for skader skal batterisystemet være konstruert med - kapsler over batteriklemmene som tillater utførelse av rutinevedlikehold med minst mulig adkomst til spenningsførende deler - En minimum avstand på 1,50 m mellom samtidig berørbare ledende spenningsførende deler på batterier med spenning over DC 120 V (Unom.) - Utstyr for oppdeling av batteriet i grupper på mindre enn DC 1500 V når man arbeider med batterier med nominelle spenninger på over DC 1500 V - Sikringsholdere som forhindrer berøring av spenningsførende deler. 8

9 7.2 Beskyttende tiltak ved vedlikehold EN Alle metalliske personlige gjenstander skal fjernes fra hendene, vrister og nakke før arbeidet påbegynnes. For batterisystemer hvor Unom > DC 120 V vil isolerte beskyttelsesklær eller lokale isolerte tildekninger være påkrevet for å forhindre at personell berører gulv eller deler som er forbundet til jord. Batterier skal verken kobles til eller fra når strømmen flyter. Kretsen skal frakobles på et annet sted først. Utdrag fra merknader: -For vedlikeholdsformål bør batterier med en Unom. over DC 120V deles opp i seksjoner med spenning DC 120V (Unom) eller mindre. 9

10 10.1 Spesifikke krav til separate batterirom/kapsling -Avhengig av type og størrelse av batteriene gjelder følgende krav: -Gulvet skal være dimmensjonert for å tåle vekten av batteriet -Ved bruk av friventilerte batterier skal golvet være: -ugjennomtrengelig og kjemisk motstandsdyktig mot elektrolytten, eller -battericellene skal være plassert i egnede fat ( syretrau ) -Ventilasjonen skal være iht Ventilasjonsluften skal blåses ut i atmosfæren utenfor bygningen -Hvor svikt i en celle kan forårsake søl av elektrolytt må dette kunne oppfanges av f.eks. et fat som er stort nok til å inneholde elektrolytten i minst en celle eller blokk. -Avstanden mellom ventilregulerte bly-syre celler eller monoblokk batterier skal ikke være mindre enn 5mm. -Materialer som andvendes skal være resistant eller beskyttet mot elektrolytt. -For å tillate nødevakuering skal en uhindret rømningsvei opprettholdes hele tiden med en minimum bredde på 600mm. 10

11 8 Tiltak mot eksplosjonsfarer 8.1 Gassgenerering EN Ved lading, vedlikeholdslading og overlading strømmer gass ut fra alle sekundære celler og batterier med unntak av gasstett forseglede (sekundære ) celler. Dette er et resultat av elektrolysen ved overladingsstrømmen. Gassene som blir produsert er hydrogen og oksygen. Når disse strømmer ut i den omgivende atmosfære kan det dannes en eksplosiv blanding hvis Hydrogenkonsentrasjonen overstiger 4 %vol hydrogen i luft. Når en celle oppnår sin fullt ladede tilstand inntrer elektrolyse av vann iht. Faradays lov (N.T.P.) - 1 Ah dekomponerer H 2 O i: 0,42 l H 2 + 0,21 l O 2 - dekomponering av 1 cm 3 (1g) H 2 O fordrer: 3 Ah - 26,8 Ah dekomponerer H 2 O i: 1g H 2 + 8g O 2 Når operasjonen av ladingsutstyret er stoppet kan utstrømningen av gass fra cellene ansees Å være avsluttet en time etter at ladestrømmen er frakoblet. N.T.P. = Normal Temperature and Pressure, T=273 K, P=1013 hpa. 11

12 8.2 Krav til ventilasjon Minimum luftgjennomstrømning (Q) beregnes etter følgende formel: Q = 0,05 n Igass Crt 10-3 [m 3 /h] Q = ventilasjons luftstrømning i m 3 /h n = antall celler Igass = strøm som produserer gass i ma pr. Ah (Cnom) ved vedlikeholdslading Ifloat eller forhøyet ladestrøm Iboost, ( se tabell 1* ) Crt = kapasitet C10 for bly syre celler (Ah), Uf = 1,80 V/celle ved 20 C eller kapasitet C5 for NiCd celler (Ah), Uf = 1,00 V/celle ved 20 C Tabell 1 viser fortrukne verdier for Igass om ikke annet er oppgitt fra produsent, og max 40 C For detaljer bør norm studeres. 12

13 8.3 Naturlig ventilasjon Mengden av ventilasjonsluft skal fortrinnsvis sikres ved naturlig ventilasjon, eventuelt ved tvungen ventilasjon. Batterirom eller kapsling krever et luftinntak og et luftuttak med minimum fritt Åpningsareal beregnet ved følgende formel: A = 28 Q [cm²] A = fritt åpningsareal i luftinntak og luftuttak (cm²) Q = ventilasjons gjennomstrømning av frisk luft (m³/h) Merknad : Med hensyn til denne beregningen er lufthastigheten antatt å være 0,1m/s 13

14 8.3 Naturlig ventilasjon Luftinntaket og uttaket skal være plassert på best mulig sted med tanke på å skape De beste forhold for utskifting av luft, dvs: - åpninger i motstående vegger - minimum avstand mellom åpningene på 2m hvis åpningene er på samme vegg 14

15 Table 1 verdier for strøm I når det lades med IU- eller U-ladere X X 15

16 Eksempel 1: EN Ventilasjons krav 220 V`s anlegg, 110 celler, C10 = 400 Ah, Friventilert type, Normal lading Antimony (Sb) < 3 % (LA) Kalkulering av nødvendig luftgjennomstrømning: Q = 0.05 n Igass Crt 10-3 [m 3 /h] n = 110 Igas = 5 (se tabell 1) Crt = 400 Q = 11 m 3 /h A = 308 cm 2 Example 2: Samme antall batteri, størrelse og drift som i eks. 1, men med VRLA type Igas = 1 (se tabell 1) Q = 2.2 m 3 /h A = 62 cm 2 16

17 8.7 Området nær batteriet I den umiddelbare nærhet av batteriet er fortynningen av eksplosive gasser ikke alltid sikret. En sikkerhetsavstand i luft skal overholdes, der gnister eller glødende gjennstander er forbudt Max overflatetemperatur 300 C Spredningen av eksplosiv gass er avhengig av: -mengden gass som strømmer ut -ventilasjonen nær kilden for utstrømningen Spredningen av gass antas å være kuleformet, og sikkerhetsavstanden d kan utleses fra Fig. B.1. MERKNAD Den nødvendige sikkerhetsavstanden d kan oppnås ved bruk av en skillevegg mellom batteri og gnistkilde 17

18 Figur B.1 Sikkerhetsavstand d som en funksjon av merkekapasitet for forskjellige ladestrømmer I [ma/ah] 18

19 Sikkerhetsavstand til batteri Eksempel 1: Friventilert type, 100 Ah. Vedlikeholdslading Igass = 5 (iht. Tabell 1). Sikkerhetsavstand d = 230 mm Eksempel 2: Ventilregulert type, 100 Ah. Vedlikeholdslading Igass = 1 Sikkerhetsavstand d = 135 mm Eksempel 3: Friventilert type, 100 Ah. Boostlading Igass = 20 Sikkerhetsavstand d = 360 mm Eksempel 4: Ventilregulert type, 100 Ah. Boostlading Igass = 8 Sikkerhetsavstand 19 d = 270 mm