Нормативная документация

Как избежать сбоев в работе батарей

25 июля 2014 г. | Категория: Электроснабжение ЦОД, Аккумуляторные батареи

Перед организациями стоят сложные и дорогостоящие задачи – что делать с внеплановыми перерывами в работе ЦОДа.

Согласно отчету за 2013 год Ponemon Institute «Стоимость сбоев в работе ЦОД», цена ошибки в работе ЦОДа превышает 7900 долларов США в минуту. Это на 41% больше по сравнению с 5600 долларами, — стоимостью ошибки в 2010 году, когда впервые был составлен данный отчет. Эти результаты говорят о том, что многие компании не имеют практических навыков, которые бы им позволили минимизировать количество простоев дата-центра и правильно реагировать на отказы в работе ЦОДа.

Бизнес-модель у 71% респондентов сформирована таким образом, согласно отчету, что получение доходов и ведение электронной коммерции полностью зависит от дата-центра. Поскольку устранение простоев является сложной задачей, менеджеры дата-центров могут начать с изучения наиболее частой причины незапланированных простоев в работе – выхода из строя аккумуляторной батареи, которая является составной частью источника бесперебойного питания (ИБП).

Возможно, батареи являются самыми простыми технологическими компонентами, поддерживающими работу современного критически важного оборудования, но сбои в работе, связанные с батареей, составляют более одной трети всех сбоев в системе ИБП на протяжении всего срока службы оборудования. Эта статистика отказов включает батареи, которые просто преждевременно «состарились».

Непрерывность работы критически важных систем во время сбоев обычно зависит от оборудования электропитания ЦОДа, которое состоит из ИБП и их резервных аккумуляторов. За время простоя, которое для подавляющего большинства отключений длится менее десяти секунд, единственный проблемный элемент может привести в негодность всю резервную систему ЦОД, особенно если не было выполнено надлежащее резервирование ИБП.

Аккумуляторы имеют ограниченный срок службы, который обусловлен частотой разряда/заряда батареи. Существует целый ряд факторов, которые могут негативно повлиять на процесс старения и сокращения срока службы батареи, в том числе: высокая или не соответствующая регламентам эксплуатации температура окружающей среды; короткий цикл разряда/заряда; пропускание тока через батарею после ее полного заряда; потеря контакта; плохо затянутые клеммы аккумуляторной батареи.

Чтобы уберечь системы резервного питания от незапланированного выхода из строя батареи или ее преждевременного старения, ИТ-специалисты должны предпринять меры по обеспечению технического обслуживания батареи с использованием рекомендаций на основе лучшего отраслевого опыта.

В дополнение к стандартам IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) должны быть соблюдены графики контроля технического состояния, рекомендованные производителем.

Проведенный недавно компанией Emerson Network Power Liebert Services анализ результатов обследования герметизированных свинцово-кислотных батарей (VRLA) в составе ИБП, вкупе с опытом работы с более чем 40 000 линейками батарей и 600 000 проверками и профилактическими осмотрами, выявил следующие три фактора производительной работы батареи:

• Срок службы батареи может существенно отличаться от указанного производителем;

• Для точных базовых измерений сопротивления тысяч батарей VRLA, в исследовании были выбраны стационарные измерительные приборы сопротивления.

Мониторы для измерения напряжения батарей являются альтернативой популярной методологии измерения тока подзаряда аккумуляторов или измерения их температуры, и также могут быть установлены для сигнализации тревожных симптомов. Эти системы не обеспечивают индикацию таких показателей состояния аккумулятора в составе ИБП как высокое напряжение или количество циклов перезаряда.

Согласно проведенному анализу, системы оповещения считались неподходящими для определения того, насколько батареи оказывались пригодными к работе, в то время как методы, в которых задействуется сопротивление, обеспечивают довольно точную индикацию состояния емкости батареи. Особенно если данные сравнивались первоначальным базовым уровнем на протяжении всего жизненного цикла рассматриваемого устройства.

Стационарные приборы были необходимостью в связи с высокой степенью повторяемости показаний, которые они могут предоставить. Важно было зафиксировать очень точные данные конкретной ситуации и конкретной единицы оборудования, данные базового сопротивления и периодические показания сопротивления.

Анализ показал, что сравнение с базовым уровнем можно проводить спустя 90 дней после установки батареи. Когда производится замена на новые батареи из-за преждевременного выхода из строя или аварии, начальное сопротивление часто снижается и затем остается неизменными.

Для определения точных базовых показателей начального уровня сменного аккумулятора, необходим стационарный прибор. Этот факт был отмечен при наблюдении за многими аккумуляторными блоками, и заставил многих усомниться в исходных данных, предоставляемых производителями.

Исследование показало: когда конкретный блок устанавливается на объекте, то реальные исходные данные могут отличаться от информации изготовителей на 25%.

Менеджерам ЦОДов рекомендуется внимательно следить за состоянием батареи, когда показания отличаются на 40% по сравнению с первоначальными базовыми данными.

Батарея считается выходящей из строя на отметке 50 % по сравнению с базовыми показаниями.

Батареи теряют свою работоспособность через три года после выпуска.

Производители батарей ИБП могут продавать свои батареи, указывая на проектную продолжительность работы или период перезарядки – на десятилетие. Но реальность такова, что фактический срок службы батареи будет значительно меньше из-за внешних факторов.

Причины сокращения срока службы батареи:

- Сбои электроэнергии при подключении ИБП

- Высокая или неподходящая температура в помещении

- Высокий или низкий уровень напряжения заряда

- Чрезмерная сила тока при зарядке

- Производственные дефекты

- Избыточная зарядка и превышение рабочего цикла

- Ослабленные соединения

- Слишком сильно затянутые клеммы аккумулятора

- Недостаточное и неправильное обслуживание

Рисунок 2: IEEE рекомендует график замены для батарей VRLA

Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) указывает, что «срок полезного использования» батареи ИБП заканчивается, когда она больше не может поставлять 80% своей номинальной мощности в ампер-часах. Именно в этот момент батарея должна быть заменена, так как процесс старения ускоряется (см. рисунок 2).

На срок службы батарей ИБП могут повлиять многие факторы, поэтому важно, чтобы сразу после начала эксплуатации они поддерживались программой, которая идентифицирует системные аномалии и предоставляет информацию о тенденциях и приближении конца жизненного цикла.

Когда батарея начинает «стареть» или давать сбои, она вызывает дисбаланс и неблагоприятно влияет на жизнь других батарей в линейке, поэтому должна быть удалена.

Установка неподходящих или новых батареи в одной цепи с давно используемыми батареями снижает характеристики новых батарей.

Ток направляется по пути наименьшего сопротивления. Поэтому размещение в линейке батарей нового, только что выпущенного производителем аккумулятора вместе с давно установленными батареями (с различным уровнем внутреннего сопротивления) приводит к тому, новые аккумуляторы получат избыточный заряд. Это ведет к сокращению срока службы всего комплекта батарей.

Идеальный сценарий замены – запастись полностью заряженными, готовыми к установке аккумуляторными батареями, соответствующими по типу и условиям обслуживания тех батарей, которые уже находятся в процессе эксплуатации. Это может быть достигнуто с помощью резервного стеллажа батарей, оснащенного зарядным устройством. Этот запас аккумуляторов обеспечит быструю замену на первое время, позволяя устранять проблемы, связанные со смешиванием новых и старых батарей в одном комплекте.

Мониторинг – ключ для исправления проблемы

Согласно официальным отчетам 2011 года компании Emerson Network Power, в ЦОДах с системами контроля батарей количество отключений и сбоев из-за плохих батарей было ниже.

Даже если перебои все еще происходят, возможность инцидентов из-за «человеческого фактора» (клиенты не наблюдали своевременно за показателями системы или не знали, как правильно анализировать данные на мониторе) сведена к минимуму. Это выявило необходимость корректного мониторинга тревожных сообщений и надлежащего обслуживания системы.

Популярным вариантом для сверхзанятого ИТ-менеджера является использование стационарных мониторов батареи с удаленным сервисом профессиональных аналитиков (предпочтительно, чтобы технология удаленного мониторинга была уже инсталлирована в инфраструктуру защиты электропитания).

Эта технология должна включать всеобъемлющую базу данных для обеспечения раннего предупреждения о тревожных симптомах или показаниях, которые в компании считаются вне нормы.

С помощью надежной системы удаленного мониторинга руководство объекта может улучшить работу персонала ИТ и других служб, которые не являются экспертами в различных технологиях, используемых в сложных ЦОДах.

Будучи встроен в систему, удаленный мониторинг дает менеджерам дата-центров возможность непосредственно влиять на два ключевых фактора:

- Время наработки на отказ (MTBF)

- среднее время на восстановление системы (MTTR).

Улучшить показатель MTTR можно с помощью правильной технологии удаленного мониторинга. Непрерывное подключение удаленного мониторинга позволяет специалистам по инженерной инфраструктуре пользоваться базой знаний для обеспечения поддержки высокого уровня. Они могут постоянно собирать и анализировать данные о ключевых параметрах, и на их основе составлять план практических мероприятий.

Это дистанционная диагностика позволяет направить сервисную службу на корректировку тех компонентов системы, которые нуждаются в ремонте, прежде чем пролема скажется на работе клиента.

С удаленным мониторингом ИБП и батарей нужно гораздо меньше времени для восстановления оборудования, чем с обычным подходом последовательного контроля, при котором нарушения в работе могут быть выявлены лишь через восемь часов.

Получив способность обнаруживать потенциальные проблемы раньше и быстрее реагировать на дефекты, службы дата-центра максимизируют надежность аккумуляторных систем ИБП.

Джордж Рэтклиф, директор департамента управления жизненным циклом сервисов в компании Emerson Power Nerwork.

Источник: http://www.datacenterdynamics.com

Теги: Сбои, Ponemon Institute