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一、蓄電池的應用情況

蓄電池是重要的電源保障系統(tǒng)，為不間斷運行設備提供了可靠的支持。在市電斷電的情況下，蓄電池可為設備供應電，使系統(tǒng)能正常運轉。目前，電力、通信、鐵路等行業(yè)大量使用的是免維護閥控式密封鉛酸蓄電池VRLA（Valve-RegulatedLead-Acid）。

二、蓄電池常見故障、維護要求和維護現(xiàn)狀

免維護閥控式密封鉛酸蓄電池的免維護只是指不需要加水，并不指不需維護。蓄電池在使用過程中，由于長期處于浮充狀態(tài)下，將出現(xiàn)活性物質脫落、電解液干涸、極板變形、柵極腐蝕及硫化等現(xiàn)象，導致蓄電池容量降低甚至失效。在我們檢測中也常常發(fā)現(xiàn)實際容量只有標稱容量的60%左右。這些現(xiàn)象是蓄電池中最常見的故障。

xcx蓄電池維護的基本要求：新電池投入使用時，要做工程驗收，做容量試驗，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、要求定期測量各電池端電壓，當各電池壓差過大時，要進行均充；

3、要求定期對電池進行試探性容量試驗或深度放電，以便檢查電池組的性能優(yōu)劣以及保持電池的活性。

一般來說，正常使用的蓄電池壽命應在8年以上，實際上很多蓄電池在投入后不久就開始出現(xiàn)故障，除部分電池在制造工藝上存在先天缺陷外，另一個主要原因是后天缺乏必要的、科學的維護造成的。值得注意和思考的是，許多部門維護蓄電池的主要問題是缺乏必要的測試維護手段。技術人員無法掌握自己系統(tǒng)UPS后備電池的健康狀況，給UPS系統(tǒng)正常工作留下隱患。有關數(shù)據表明，國內90%以上的蓄電池缺乏必要的維護，95%以上的UPS電池沒有安裝監(jiān)控設備。在實際使用過程中只有很少用戶定期檢查蓄電池并對蓄電池作定期容量測試，很多情況下是在市電停電后才發(fā)現(xiàn)蓄電池放電容量達不到設計要求，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！其風險性可想而知。中國網通、中國電信和中國聯(lián)通等大型通信公司都在重要樞紐建立了相應的蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)，使得蓄電池在受控狀態(tài)下運行。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)據還是無從知曉。

三、蓄電池的維護方法

1、測量浮充電壓法

浮充電壓設置的高低對電池的壽命具有相當重要的影響。理論上要求浮充電壓產生的電流量需達到補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出現(xiàn)以下兩方面的問題：一是浮充電壓過高會引起電池正極腐蝕和失水，使電池容量下降；二是浮充電壓過低，會使電池充電不足，引起電池落后，嚴重時會出現(xiàn)電極硫酸鹽化。浮充電壓值需要根據廠家說明書的要求而設定。測量浮充電壓并及時作出調整是蓄電池日常維護的一項簡單而重要的工作，但是測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，但是進行放電試驗就可以很容易找出落后電池。以2V電池為例，在沒有放電之前，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(圖一)中可以看出，7號電池為落后電池，需要進行維護。對于浮充電壓來說，如果浮充電壓比標稱浮充電壓低超過11.5%，該電池就需要進行更換或進行容量實驗。

(圖一）

2、容量測量法

容量測量法是靜態(tài)放電，對電池進行容量試驗能較好地掌握電池的性能。此外，如果電池組長期處于浮充狀態(tài)，極易造成電極硫化，性能下降，使電池內阻增大、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、活化，有利于電池容量的恢復保持，延長電池的使用壽命。容量測試法可以采用蓄電池檢測儀或自動負載箱進行恒流放電。當測試到某一單體電池電壓提前下降低于標稱電壓的88.5%時或總電壓低于88.5%時就停止放電。計算電池的放電容量為：放電電流×放電時長，如果放電容量低于額定容量的80%，則需要進行查找落后電池，如果有多個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)電池性能有問題，需要進行活化實驗，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小時放電曲線。圖中7號電池充電不足，曲線異常，需要均充。

3、在線檢測法

在線檢測法需要使用電池檢測儀，其檢測原理為：采用短時間大電流放電，通過檢測儀采集到的單體電池的電壓、放電電流等數(shù)據，利用電池內阻和放電率等特性分析出每節(jié)電池的優(yōu)劣。如果某單體電池內阻比基線數(shù)據高20%~50%作單體容量測試；若高出50%，則無需再測試，更換該單體電池。近幾年國內公司推出的蓄電池檢測儀，性能與國外的產品差不多，價格有較大的優(yōu)勢。

四、蓄電池維護全面解決方案

如何對閥控式鉛酸蓄電池建立起一套行之有效的維護檢測管理方法，一直是廣大維護人員所關心的問題。蓄電池全面維護是一項繁重的工作，擁有一種先進的工具，以減輕工作強度，是廣大維護人員一直以來的期盼。

十幾年來，石家莊凱翔電氣有限公司一直在從事蓄電池檢測儀，交、直流電源檢測的研究工作，推出蓄電池維護全面解決方案。在電力有關部門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。

在蓄電池維護全面解決方案中，有以下四個系列產品：智能蓄電池檢測儀、電池組參數(shù)在線監(jiān)測儀、高壓直流負載箱和便攜式自動負載箱。

智能蓄電池檢測儀是對48V、220V、400V蓄電池組及各種直流電源設備維護及容量檢測、新電池工程驗收和定期深度放電的儀器。將單體電池、電池組的檢測和放電合二為一，具有設計新穎、體積小、功能強、可靠性高等特點。在放電的同時自動保存檢測數(shù)據，通過配套軟件可以繪出各種圖形和曲線，結合專家診斷結果判斷出落后電池和電池容量。檢測儀功耗元件采用新材料組件，功率密度高，無紅熱現(xiàn)象，過熱自動保護，安全、壽命長。

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，電池的內阻增大，放電能力減小，當達到一定程度時，這種變化加快。因此長期跟蹤、測試，定期對電池進行“身體檢查”并長期進行壽命管理，提前預報不良電池，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)在線監(jiān)測儀對單體/整組電池的電壓、電流、溫度進行在線巡回檢測，通過電壓、電流的變化，得到各單體的動態(tài)內阻特性，再結合放電率計算出每個單體特性值，與PC機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，將檢測的數(shù)據上傳，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

也可以采用高壓直流負載箱或便攜式自動負載箱實現(xiàn)恒流放電，完成容量測試。

高壓直流負載箱和電池組參數(shù)在線監(jiān)測儀配合使用或者使用智能交流負載箱即可實現(xiàn)對UPS不間斷電源的測試。

五、蓄電池使用時需注意問題

由于蓄電池內部含有化學物質，并且存儲了大量的能量。由于蓄電池是串連使用總電壓，最高可達數(shù)百伏。如果稍有不慎，可能造成嚴重后果。在使用時，除了保證人員安全外，還需要注意保護好蓄電池本身的健康，為我們提供一個安全保障。仔細閱讀蓄電池使用手冊，盡量做到以下幾點：

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。

避免小孩接近任何靜置或充電中的蓄電池。

因蓄電池充放電時會產生可燃氣體氫氣，存放地方需要通風，防火。

以下為蓄電池使用溫度范圍，超出此范圍可能會縮短蓄電池壽命或毀損，盡量滿足以下溫度要求∶

充電∶0～40℃放電∶-20～50℃

保存∶-20～40℃

將蓄電池置于高溫(50℃以上)之場所，如陽光直射、引擎室或鍋爐室內，會縮短蓄電池壽命。置于溫度過低之環(huán)境中亦會降低電池性能，建議最佳溫度在20～25℃，在這個溫度間，對電池最有好處。

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。

將長期不使用儀器內之蓄電池移開，以免蓄電池過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)生震動之場所。

不能用干布、機溶劑、清潔劑、油漆及石油類制品擦拭蓄電池以免電槽破裂。

使用后之廢電池請回收，并確認無短路狀況發(fā)生，蓄電池內部剩余能量亦可能造成火災。

六、日常檢查維護

加強檢查和維護可以延長電池的使用壽命，確保蓄電池滿足設計要求，并根據合理的電池檢查規(guī)程判斷電池是否需要更換。由于電池的使用需要不同，檢查維護規(guī)程也有不同側重。電池維護需要專業(yè)培訓，并要注意安全。一般的電池檢查在浮充狀態(tài)下進行。將現(xiàn)場數(shù)據與生產廠家的使用說明書相比較，現(xiàn)場數(shù)據應該保存下來與后來的數(shù)據對比。我們建議：

⑴在初次安裝完成后的驗收階段，應進行一次容量測試。并將品質良好的新電池內阻、浮充電壓、容量等參數(shù)作為該型號電池的基線數(shù)據存入智能檢測儀中。

⑵用電池組參數(shù)在線監(jiān)測儀每月檢測一次電池單體浮充電壓、內阻；檢查電池外殼和聯(lián)結件。必須保證電池組中每個電池的浮充端電壓都處于正確的范圍，若發(fā)現(xiàn)內阻異常、浮充電壓偏高/低、外殼變形和聯(lián)結件腐蝕時，應按說明書處理或向廠家提出處理。較高的浮充電壓導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為是防止VRLA電池早期失效的途徑之一。

⑶每半年或經常檢查極柱連接螺栓是否松動，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，同時觀察電池外觀有無異常，如有異常應及時處理。

⑷每年或每兩年進行一次容量放電，如有容量不足，應及時處理。重要場合的容量核對性放電要半年或3個月進行一次。特別注意的是：很多電池維護人員在進行定期放電時只是作

短時間放電，沒有進行深度放電，低于60%的放電時，電池容量下降的問題在端電壓上很難反映。

⑸放電電流不宜過大，更要避免短路放電。放電時，蓄電池端電壓不要低于終止電壓，以防蓄電池過度放電導致蓄電池性能下降和壽命縮短。

⑹平時不建議均充，電池放電后或事故停電后，管理人員應及時到電池室，檢查充電機充電電流，防止充電電流過大或失控。合適的均充電壓是保證電池長壽命的基礎。通過適當?shù)倪^充電來保證電池組中落后電池充足電，這一方法由于要對電池組過充而應限制使用，可以使用單個電池補充充電代替均衡充電，如果必須對電池組進行均衡充電，必須嚴格按照電池生產廠的規(guī)定選取均衡充電電壓。

⑺平時應注意浮充電壓的溫度補償，不合理的溫度補償會影響蓄電池的使用壽命。

采用以上方法要根據經濟性和系統(tǒng)可靠性條件而定。

如果經濟條件允許，對于要求可靠性高的直流系統(tǒng)，安裝一套具有單體檢測與分析及內阻測量的電池監(jiān)測管理系統(tǒng)，就可以全面、連續(xù)、準確監(jiān)測蓄電池狀態(tài)。