Pruebas para diagnosticar el estado de las baterías en sistemas UPS

Aunque la mayor parte de las baterías utilizadas en los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) y los sistemas de reserva de batería suelen anunciarse como libres de mantenimiento, siguen siendo propensas a sufrir deterioro debido a la corrosión, sulfatación, cortocircuitos, secado y fallas en los sellos.

En este artículo te hablaremos sobre cómo determinar si la batería está por fallar, conocer la impedancia de las baterías, la medición de su nivel de carga y pruebas de análisis para conocer su estado.

Contenidos de este artículo:

Medición de la impedancia de una batería
La dificultad de conocer el verdadero estado de una batería
Monitoreo del estado de las baterías para un funcionamiento óptimo
Pruebas recomendadas para sistemas de reserva de baterías

Medición de la impedancia de una batería

Este valor representa la relación entre la resistencia interna y la reactancia en el que la resistencia interna + la reactancia, o (L+ C).

La resistencia interna de una batería está compuesta por:

• Resistencia eléctrica u óhmica: Una medida de la oposición al flujo de corriente en un circuito eléctrico.

• La resistencia iónica: Se refiere a la oposición del flujo de corriente por factores internos como el área de la superficie de los electrodos y la conductividad electrolítica.
  
  

Los valores óhmicos internos son un útil indicador de tendencias y ayudan a establecer el estado general de la batería en cuestión. Esta resistencia de CA se puede medir mediante un "método de inyección" donde una pequeña cantidad de corriente, por ejemplo 1000 Hz de CA, se inyecta en la batería.

Generalmente una resistencia interna más baja es indicador de una capacidad superior, por lo que un incremento de la resistencia interna a través del tiempo es señal de una reducción de la capacidad de la batería o una degradación.

Al analizar las tendencias podemos identificar celdas débiles o con funcionamiento anormal, tomando en cuenta que la resistencia interna puede variar según los distintos fabricantes de los equipos.

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La dificultad de conocer el verdadero estado de una batería

Aunque es común pensar que con hacer un control de tensión o pruebas de tensión presenciales es suficiente, la realidad es que la tensión por sí sola no puede brindar un panorama completo. Sino que sólo es un factor indicador del estado de la carga  y no de la batería misma.

La tensión no alertará sobre una posible degradación de la batería hasta que esta se encuentre en una etapa avanzada, incrementando las posibilidades de que se desconecte toda la secuencia al haber una falla.

Monitoreo del estado de las baterías para un funcionamiento óptimo

El enfoque más adecuado para determinar el estado de la batería es midiendo su impedancia, ya que esto permite conocer su resistencia interna, lo que proporciona una mejor perspectiva sobre el estado en general.

Al realizar mediciones de forma regular, identificar los valores de impedancia normales y anormales es una gran indicador de posibles problemas, incluso antes de realizar las pruebas de tensión. Con el paso del tiempo, por lo general la resistencia interna / impedancia aumentará, indicando la degradación de la celda.

Al medir por primera vez la impedancia de una batería aconsejamos usar como referencia los valores de otras celdas en la cadena. Así las celdas débiles se destacarán e indicarán que posiblemente sea necesaria una investigación más profunda.

Pruebas recomendadas para sistemas de reserva de baterías

Las baterías en buen estado suelen tener una capacidad superior al 90% de la indicada por el fabricante, quienes recomiendan sustituirlas si esta llega debajo del 80%.

Aconsejamos hacer una serie de pruebas de forma regular para asegurar que las baterías poseen la capacidad óptima, en las que revises los siguientes indicadores de falla:

• Al menos un  20% de aumento de la resistencia a comparación de la referencia o mediciones anteriores.

• Caídas de más de un 10% en la capacidad a comparación de la referencia o mediciones anteriores.

• Degradación en la condición de las placas.

• Temperaturas altas continuas con relación a la referencia y las especificaciones del fabricante.
  
  

También aconsejamos establecer el siguiente programa de pruebas de descarga:

• Una prueba en la planta del fabricante o justo al momento de la instalación inicial.

• Pruebas periódicas de descarga, con intervalos no superiores a un 25% de la vida útil esperada, o cada dos años como mínimo.

• Pruebas anuales de descarga cuando alguna batería llegue a un 85% de su vida útil o su capacidad haya disminuido más de un 10%.

Esperamos que este artículo te sea de utilidad para sacar el máximo provecho de tus herramientas Fluke. Realiza excelentes mediciones en campo y cuenta con datos precisos que te ayuden a ser más eficiente.