產(chǎn)品知識(shí)

一、蓄電池的應(yīng)用情況
　　
　　蓄電池是重要的電源保障系統(tǒng)，為不間斷運(yùn)行設(shè)備提供了可靠的支持。在市電斷電的情況下，蓄電池可為設(shè)備供應(yīng)電，使系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，電力、通信、鐵路等行業(yè)大量使用的是免維護(hù)閥控式密封鉛酸蓄電池VRLA（Valve-RegulatedLead-Acid）。
　　
　　二、蓄電池常見(jiàn)故障、維護(hù)要求和維護(hù)現(xiàn)狀
　　
　　免維護(hù)閥控式密封鉛酸蓄電池的免維護(hù)只是指不需要加水，并不指不需維護(hù)。蓄電池在使用過(guò)程中，由于長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)下，將出現(xiàn)活性物質(zhì)脫落、電解液干涸、極板變形、柵極腐蝕及硫化等現(xiàn)象，導(dǎo)致蓄電池容量降低甚至失效。在我們檢測(cè)中也常常發(fā)現(xiàn)實(shí)際容量只有標(biāo)稱(chēng)容量的60%左右。這些現(xiàn)象是蓄電池中最常見(jiàn)的故障。
　　
　　xcx蓄電池維護(hù)的基本要求：新電池投入使用時(shí)，要做工程驗(yàn)收，做容量試驗(yàn)，確定蓄電池的容量是否與額定容量一致；
　　
　　1、電池投入使用后，要求保持適宜的工作環(huán)境溫度；
　　
　　2、要求定期測(cè)量各電池端電壓，當(dāng)各電池壓差過(guò)大時(shí)，要進(jìn)行均充；
　　
　　3、要求定期對(duì)電池進(jìn)行試探性容量試驗(yàn)或深度放電，以便檢查電池組的性能優(yōu)劣以及保持電池的活性。
　　
　　一般來(lái)說(shuō)，正常使用的蓄電池壽命應(yīng)在8年以上，實(shí)際上很多蓄電池在投入后不久就開(kāi)始出現(xiàn)故障，除部分電池在制造工藝上存在先天缺陷外，另一個(gè)主要原因是后天缺乏必要的、科學(xué)的維護(hù)造成的。值得注意和思考的是，許多部門(mén)維護(hù)蓄電池的主要問(wèn)題是缺乏必要的測(cè)試維護(hù)手段。技術(shù)人員無(wú)法掌握自己系統(tǒng)UPS后備電池的健康狀況，給UPS系統(tǒng)正常工作留下隱患。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，國(guó)內(nèi)90%以上的蓄電池缺乏必要的維護(hù)，95%以上的UPS電池沒(méi)有安裝監(jiān)控設(shè)備。在實(shí)際使用過(guò)程中只有很少用戶(hù)定期檢查蓄電池并對(duì)蓄電池作定期容量測(cè)試，很多情況下是在市電停電后才發(fā)現(xiàn)蓄電池放電容量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，甚至有的電池組在容量低于額定容量的50%的情況下還在繼續(xù)工作！其風(fēng)險(xiǎn)性可想而知。中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通等大型通信公司都在重要樞紐建立了相應(yīng)的蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)，使得蓄電池在受控狀態(tài)下運(yùn)行。但受控狀態(tài)的蓄電池只占其中一部分，并且受控電池只能知道浮充電壓，不知道容量。由于條件所限，對(duì)于電池的性能優(yōu)劣及各節(jié)電池的剩余容量等重要數(shù)據(jù)還是無(wú)從知曉。
　　
　　三、蓄電池的維護(hù)方法
　　
　　1、測(cè)量浮充電壓法
　　
　　浮充電壓設(shè)置的高低對(duì)電池的壽命具有相當(dāng)重要的影響。理論上要求浮充電壓產(chǎn)生的電流量需達(dá)到補(bǔ)償自放電及電池單放電量和維持氧循環(huán)的需要。不合理的浮充電壓會(huì)出現(xiàn)以下兩方面的問(wèn)題：一是浮充電壓過(guò)高會(huì)引起電池正極腐蝕和失水，使電池容量下降；二是浮充電壓過(guò)低，會(huì)使電池充電不足，引起電池落后，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)電極硫酸鹽化。浮充電壓值需要根據(jù)廠(chǎng)家說(shuō)明書(shū)的要求而設(shè)定。測(cè)量浮充電壓并及時(shí)作出調(diào)整是蓄電池日常維護(hù)的一項(xiàng)簡(jiǎn)單而重要的工作，但是測(cè)量浮充電壓并不容易找出落后單體電池。在正常的情況下，浮充電壓比較平均，但是進(jìn)行放電試驗(yàn)就可以很容易找出落后電池。以2V電池為例，在沒(méi)有放電之前，各電壓值基本一致，但大電流放電后，就可以發(fā)現(xiàn)落后電池的浮充電壓快速下降。從曲線(xiàn)(圖一)中可以看出，7號(hào)電池為落后電池，需要進(jìn)行維護(hù)。對(duì)于浮充電壓來(lái)說(shuō)，如果浮充電壓比標(biāo)稱(chēng)浮充電壓低超過(guò)11.5%，該電池就需要進(jìn)行更換或進(jìn)行容量實(shí)驗(yàn)。
　　
　　(圖一）
　　
　　2、容量測(cè)量法
　　
　　容量測(cè)量法是靜態(tài)放電，對(duì)電池進(jìn)行容量試驗(yàn)?zāi)茌^好地掌握電池的性能。此外，如果電池組長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)，極易造成電極硫化，性能下降，使電池內(nèi)阻增大、電池容量下降，因此靜態(tài)放電也可用于電池組的日常維護(hù)、活化，有利于電池容量的恢復(fù)保持，延長(zhǎng)電池的使用壽命。容量測(cè)試法可以采用蓄電池檢測(cè)儀或自動(dòng)負(fù)載箱進(jìn)行恒流放電。當(dāng)測(cè)試到某一單體電池電壓提前下降低于標(biāo)稱(chēng)電壓的88.5%時(shí)或總電壓低于88.5%時(shí)就停止放電。計(jì)算電池的放電容量為：放電電流×放電時(shí)長(zhǎng)，如果放電容量低于額定容量的80%，則需要進(jìn)行查找落后電池，如果有多個(gè)單體電池低于要求則需整組更換。如果某一節(jié)電池電壓訊速下降到原電壓的88.5%，這節(jié)電池性能有問(wèn)題，需要進(jìn)行活化實(shí)驗(yàn)，若容量低于80%，則更換該單體電池。如圖二所示為24節(jié)單體電池8小時(shí)放電曲線(xiàn)。圖中7號(hào)電池充電不足，曲線(xiàn)異常，需要均充。
　　
　　3、在線(xiàn)檢測(cè)法
　　
　　在線(xiàn)檢測(cè)法需要使用電池檢測(cè)儀，其檢測(cè)原理為：采用短時(shí)間大電流放電，通過(guò)檢測(cè)儀采集到的單體電池的電壓、放電電流等數(shù)據(jù)，利用電池內(nèi)阻和放電率等特性分析出每節(jié)電池的優(yōu)劣。如果某單體電池內(nèi)阻比基線(xiàn)數(shù)據(jù)高20%~50%作單體容量測(cè)試；若高出50%，則無(wú)需再測(cè)試，更換該單體電池。近幾年國(guó)內(nèi)公司推出的蓄電池檢測(cè)儀，性能與國(guó)外的產(chǎn)品差不多，價(jià)格有較大的優(yōu)勢(shì)。
　　
　　四、蓄電池維護(hù)全面解決方案
　　
　　如何對(duì)閥控式鉛酸蓄電池建立起一套行之有效的維護(hù)檢測(cè)管理方法，一直是廣大維護(hù)人員所關(guān)心的問(wèn)題。蓄電池全面維護(hù)是一項(xiàng)繁重的工作，擁有一種先進(jìn)的工具，以減輕工作強(qiáng)度，是廣大維護(hù)人員一直以來(lái)的期盼。
　　
　　十幾年來(lái)，石家莊凱翔電氣有限公司一直在從事蓄電池檢測(cè)儀，交、直流電源檢測(cè)的研究工作，推出蓄電池維護(hù)全面解決方案。在電力有關(guān)部門(mén)及河北省通信公司各分公司的大面積使用取得了良好的效果，在這里介紹給大家。
　　
　　在蓄電池維護(hù)全面解決方案中，有以下四個(gè)系列產(chǎn)品：智能蓄電池檢測(cè)儀、電池組參數(shù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀、高壓直流負(fù)載箱和便攜式自動(dòng)負(fù)載箱。
　　
　　智能蓄電池檢測(cè)儀是對(duì)48V、220V、400V蓄電池組及各種直流電源設(shè)備維護(hù)及容量檢測(cè)、新電池工程驗(yàn)收和定期深度放電的儀器。將單體電池、電池組的檢測(cè)和放電合二為一，具有設(shè)計(jì)新穎、體積小、功能強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)。在放電的同時(shí)自動(dòng)保存檢測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)配套軟件可以繪出各種圖形和曲線(xiàn)，結(jié)合專(zhuān)家診斷結(jié)果判斷出落后電池和電池容量。檢測(cè)儀功耗元件采用新材料組件，功率密度高，無(wú)紅熱現(xiàn)象，過(guò)熱自動(dòng)保護(hù)，安全、壽命長(zhǎng)。
　　
　　蓄電池的壽命取決于電池的充放電次數(shù)，隨著充放電次數(shù)的增加，電池的內(nèi)阻增大，放電能力減小，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，這種變化加快。因此長(zhǎng)期跟蹤、測(cè)試，定期對(duì)電池進(jìn)行“身體檢查”并長(zhǎng)期進(jìn)行壽命管理，提前預(yù)報(bào)不良電池，避免由于電池壽命已到，造成系統(tǒng)癱瘓是極其重要的。選用電池組參數(shù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀對(duì)單體/整組電池的電壓、電流、溫度進(jìn)行在線(xiàn)巡回檢測(cè)，通過(guò)電壓、電流的變化，得到各單體的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻特性，再結(jié)合放電率計(jì)算出每個(gè)單體特性值，與PC機(jī)分析軟件提供的該品牌良好的電池特性值相比較，分析出每個(gè)單體的優(yōu)劣狀態(tài)。并可以與電源集中監(jiān)控系統(tǒng)接口，將檢測(cè)的數(shù)據(jù)上傳，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
　　
　　也可以采用高壓直流負(fù)載箱或便攜式自動(dòng)負(fù)載箱實(shí)現(xiàn)恒流放電，完成容量測(cè)試。
　　
　　高壓直流負(fù)載箱和電池組參數(shù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀配合使用或者使用智能交流負(fù)載箱即可實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS不間斷電源的測(cè)試。
　　
　　五、蓄電池使用時(shí)需注意問(wèn)題
　　
　　由于蓄電池內(nèi)部含有化學(xué)物質(zhì)，并且存儲(chǔ)了大量的能量。由于蓄電池是串連使用總電壓，最高可達(dá)數(shù)百伏。如果稍有不慎，可能造成嚴(yán)重后果。在使用時(shí)，除了保證人員安全外，還需要注意保護(hù)好蓄電池本身的健康，為我們提供一個(gè)安全保障。仔細(xì)閱讀蓄電池使用手冊(cè)，盡量做到以下幾點(diǎn)：
　　
　　蓄電池有腐蝕、破裂、變形、發(fā)熱或其他異常現(xiàn)象，停止使用，以免發(fā)生危險(xiǎn)。
　　
　　避免小孩接近任何靜置或充電中的蓄電池。
　　
　　因蓄電池充放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w氫氣，存放地方需要通風(fēng)，防火。
　　
　　以下為蓄電池使用溫度范圍，超出此范圍可能會(huì)縮短蓄電池壽命或毀損，盡量滿(mǎn)足以下溫度要求∶
　　
　　充電∶0～40℃放電∶-20～50℃
　　
　　保存∶-20～40℃
　　
　　將蓄電池置于高溫(50℃以上)之場(chǎng)所，如陽(yáng)光直射、引擎室或鍋爐室內(nèi)，會(huì)縮短蓄電池壽命。置于溫度過(guò)低之環(huán)境中亦會(huì)降低電池性能，建議最佳溫度在20～25℃，在這個(gè)溫度間，對(duì)電池最有好處。
　　
　　放電電流不可超出限定值，以免漏液、發(fā)熱、爆炸等現(xiàn)象發(fā)生。
　　
　　將長(zhǎng)期不使用儀器內(nèi)之蓄電池移開(kāi)，以免蓄電池過(guò)放電而損害蓄電池的壽命及性能。
　　
　　不要直接將端子焊接，以免漏液。
　　
　　不能將電池倒立使用。
　　
　　不允許撞擊蓄電池或使用在易于發(fā)生震動(dòng)之場(chǎng)所。
　　
　　不能用干布、機(jī)溶劑、清潔劑、油漆及石油類(lèi)制品擦拭蓄電池以免電槽破裂。
　　
　　使用后之廢電池請(qǐng)回收，并確認(rèn)無(wú)短路狀況發(fā)生，蓄電池內(nèi)部剩余能量亦可能造成火災(zāi)。
　　
　　六、日常檢查維護(hù)
　　
　　加強(qiáng)檢查和維護(hù)可以延長(zhǎng)電池的使用壽命，確保蓄電池滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，并根據(jù)合理的電池檢查規(guī)程判斷電池是否需要更換。由于電池的使用需要不同，檢查維護(hù)規(guī)程也有不同側(cè)重。電池維護(hù)需要專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，并要注意安全。一般的電池檢查在浮充狀態(tài)下進(jìn)行。將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)廠(chǎng)家的使用說(shuō)明書(shū)相比較，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)該保存下來(lái)與后來(lái)的數(shù)據(jù)對(duì)比。我們建議：
　　
　　⑴在初次安裝完成后的驗(yàn)收階段，應(yīng)進(jìn)行一次容量測(cè)試。并將品質(zhì)良好的新電池內(nèi)阻、浮充電壓、容量等參數(shù)作為該型號(hào)電池的基線(xiàn)數(shù)據(jù)存入智能檢測(cè)儀中。
　　
　?、朴秒姵亟M參數(shù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀每月檢測(cè)一次電池單體浮充電壓、內(nèi)阻；檢查電池外殼和聯(lián)結(jié)件。必須保證電池組中每個(gè)電池的浮充端電壓都處于正確的范圍，若發(fā)現(xiàn)內(nèi)阻異常、浮充電壓偏高/低、外殼變形和聯(lián)結(jié)件腐蝕時(shí)，應(yīng)按說(shuō)明書(shū)處理或向廠(chǎng)家提出處理。較高的浮充電壓導(dǎo)致了電池腐蝕加快和失水，引起電池早期容量失效。因此，VRLA電池采用低浮充電壓被認(rèn)為是防止VRLA電池早期失效的途徑之一。
　　
　?、敲堪肽昊蚪?jīng)常檢查極柱連接螺栓是否松動(dòng)，清理電池上的灰塵，特別是極柱和連接條上的灰塵，防止電池漏電或接地，同時(shí)觀(guān)察電池外觀(guān)有無(wú)異常，如有異常應(yīng)及時(shí)處理。
　　
　?、让磕昊蛎?jī)赡赀M(jìn)行一次容量放電，如有容量不足，應(yīng)及時(shí)處理。重要場(chǎng)合的容量核對(duì)性放電要半年或3個(gè)月進(jìn)行一次。特別注意的是：很多電池維護(hù)人員在進(jìn)行定期放電時(shí)只是作
　　
　　短時(shí)間放電，沒(méi)有進(jìn)行深度放電，低于60%的放電時(shí)，電池容量下降的問(wèn)題在端電壓上很難反映。
　　
　　⑸放電電流不宜過(guò)大，更要避免短路放電。放電時(shí)，蓄電池端電壓不要低于終止電壓，以防蓄電池過(guò)度放電導(dǎo)致蓄電池性能下降和壽命縮短。
　　
　?、势綍r(shí)不建議均充，電池放電后或事故停電后，管理人員應(yīng)及時(shí)到電池室，檢查充電機(jī)充電電流，防止充電電流過(guò)大或失控。合適的均充電壓是保證電池長(zhǎng)壽命的基礎(chǔ)。通過(guò)適當(dāng)?shù)倪^(guò)充電來(lái)保證電池組中落后電池充足電，這一方法由于要對(duì)電池組過(guò)充而應(yīng)限制使用，可以使用單個(gè)電池補(bǔ)充充電代替均衡充電，如果必須對(duì)電池組進(jìn)行均衡充電，必須嚴(yán)格按照電池生產(chǎn)廠(chǎng)的規(guī)定選取均衡充電電壓。
　　
　?、似綍r(shí)應(yīng)注意浮充電壓的溫度補(bǔ)償，不合理的溫度補(bǔ)償會(huì)影響蓄電池的使用壽命。
　　
　　采用以上方法要根據(jù)經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)可靠性條件而定。
　　
　　如果經(jīng)濟(jì)條件允許，對(duì)于要求可靠性高的直流系統(tǒng)，安裝一套具有單體檢測(cè)與分析及內(nèi)阻測(cè)量的電池監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，就可以全面、連續(xù)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)蓄電池狀態(tài)。

編輯簡(jiǎn)介
李露,女,在北京盛世君誠(chéng)科技有限公司公司任職。主要從事云計(jì)算等新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)方向的相關(guān)研究,產(chǎn)品領(lǐng)域集中在機(jī)房環(huán)境設(shè)備,主要包括UPS、機(jī)房空調(diào)、機(jī)房監(jiān)控設(shè)備等。

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