UPS蓄電池組日常維護與故障處理

1、UPS蓄電池組日常維護與故障處理通信系統(tǒng)中各類網(wǎng)絡設備對供電質(zhì)量的要求越來越高，而通信設備的正常工作必須要有品質(zhì)良好的供電系統(tǒng)作為保障。蓄電池是UPS供電系統(tǒng)中的一個重要組成部分，蓄電池組配備得是否合理和如何正確使用維護，最終決定著UPS供電系統(tǒng)電源保護作用的發(fā)揮。電壓均衡性偏離閥控蓄電池組的端電壓偏差有兩種，一種是靜置狀態(tài)的電壓偏差，即開路電壓的偏差，這種偏差應不超過20mV；二是動態(tài)偏差，即浮充狀態(tài)偏差，這個偏差值在浮充運行投入初期較大，運行23個月后會逐漸減少。這是由于運行初期氧循環(huán)復合狀態(tài)尚不穩(wěn)定所造成，隨著運行時間的增加，氧循環(huán)復合狀態(tài)將日趨穩(wěn)定，端電壓偏差逐漸減少。所以，浮充運行狀

2、態(tài)的端電壓偏差值，要大于靜置狀態(tài)。當平均浮充電壓變化時，偏差值也在變化，平均浮充電壓越高，偏差增大，反之偏差減小，但不成比例。電池的剩余容量與浮充運行狀態(tài)的電池端電壓的高低無直接關(guān)系，難以從中判斷電池端電壓高的其剩余容量大，端電壓低的其剩余容量就小。浮充電流異常蓄電池的浮充電流應滿足補償電池自放電電流及維持氧循環(huán)的需要。鉛酸電池的浮充電壓可按下列經(jīng)驗公式確定：浮充電壓開路電壓極化電壓(電解液比重0.85)V+(0.100.18)V閥控蓄電池的電解液比重為1.30g/cm3,即開路電壓為2.15V，故單體電池浮充電壓取2.250.02V/個(25)。浮充電流If的值應滿足補償電池的自放電電流Is

3、和氧復合電流Ir。因此：IfIsIr閥控密封式鉛酸電池其自放電率是很小的，所以相應浮充電流值也很低。日本標準在80%額定容量下其一晝夜自放電率不大于0.2%，即使按1%計算，則蓄電池的自放電電流在規(guī)定溫度下(20或25)，Is=(C10/24)(1/100)0.00042C10A，按單位安時計算Is=0.42mA/Ah。再考慮到氧循環(huán)復合的需要，浮充電流取If=1mA/Ah已能滿足要求。由于自放電電流(Is)中一大部分是用于板柵腐蝕的(令腐蝕電流為Ic,IsIc)，而氧復合電流因氧復合效率的存在，僅僅其中小部分被用來分解水。這樣，不同的板柵材料，不同的制造工藝，其浮充電流當然也有所不同。浮充電

4、流越小，則亦意味著對板柵的腐蝕電流和用于水損耗的電流也越小。蓄電池的運行壽命與板柵腐蝕速率和失水程度密切相關(guān)。板柵的腐蝕在同一合金材料條件下，與電解液的硫酸濃度和電解液溫度有關(guān)：當電池浮充電壓越高，并且電解液比重亦高，而浮充電流又大，則對板柵的腐蝕速率也大，亦勢必導致溫度升高，失水加快，蓄電池的浮充運行壽命也降低。較小的浮充電流將會取得較高浮充運行壽命。核對性放電容量不足這是一種最簡單可靠的辦法。將一組充足的可移動的電池組運到待測電池組現(xiàn)場，接入母線，再將待測電池組退出運行，進行全容量的核對性放電測試。在DL/T724-2000發(fā)電廠變電所蓄電池直流電源裝置運行與維護技術(shù)規(guī)程中，第，表明，在無

5、法進行全容量核對性放電時，可做50%容量的放電測試，但規(guī)程并沒有對50%容量測試的操作作出說明。有很多檢修人員認為，50%容量的放電測試就是0.1C10電流放電5個小時，其實這是錯誤的。因為在放電測試結(jié)束前是不知道電池實際容量的，或許可放10小時，或許還有5小時 ，或許更短甚至一放就沒有電。所以，對電池組不加任何保護措施進行放電是危險的。下面是某組電池實際的10小時放電率的放電曲線、3小時放電率的放電曲線和1小時放電率的放電曲線：我們發(fā)現(xiàn)，不論是10小時放電率、3小時放電率還是1小時放電率的放電曲線，他們的50%容量的電壓點分別為1.987V、1.987V和1.976V ! 顯然，對任何電池都

6、存在這一半容量電壓點，對一特定的電池組一定的放電率而言，這一半容量電壓點是一確定的值。半容量電壓點的確定可以查電池廠家放電數(shù)據(jù)或曲線獲得，也可在投運時的全容量核對性放電測試中獲得，一般約在1.95-2.00V之間。我們可以利用半容量電壓點來進行50%容量的核對性放電測試。具體方法如下，電池組不退出運行，把充電機電壓調(diào)低到電池組半容量電壓點的保護值，如108節(jié)電池，對所舉例電池10小時放電率，則充電機電壓調(diào)為：1081.987=214.6V把蓄電池監(jiān)測裝置的單體電壓保護告警值設為1.987V。由于此時電池組電壓高于充電機輸出電壓，故充電機沒有電流輸出，處于熱備份狀態(tài)。這時可以利用實際負荷負載及外

7、加負載對電池組進行真正的50%容量放電測試。在放電過程中，當有失效電池、電壓急劇跌落或電池容量放出一半到達充電機設定值，充電機即有輸出，保證了負載的供電，而此時電池剩余放電時間近似為已放電時間。同樣，如果這時交流失電，電池組仍可維持放電。所以這一放電方法是安全的，對實際電池測量也是有效的?，F(xiàn)在的高頻開關(guān)電源的充電機裝置都有主控單元，可以對充電電壓調(diào)整。對相控電源或早期的高頻開關(guān)電源充電電壓難以調(diào)整的直流系統(tǒng)，在電池組不退出運行的條件下，可采用串入大功率二極管方法進行核對性放電容量測試。如圖：在空氣開關(guān)或熔斷器兩端并聯(lián)二極管（200A/400V），然后將空氣開關(guān)或熔斷器斷開，此時充電回路被切斷，

8、蓄電池組電壓低于充電機電壓，但通過二極管的單向連接，如果交流失電，電池仍可無間隙供電，電池組處于熱備份退出狀態(tài)。這時可對蓄電池組進行核對性容量測試放電?？紤]到失電和整流設備故障的可能，建議最大放電容量仍為50%，監(jiān)測的保護電壓如前所述。直流系統(tǒng)在變電站和電廠運行中非常重要，而在事故狀態(tài)下，電池組是設備能源的唯一供給者，因而對電池組進行核對性容量測試是必須的?；趯Ψ烹姕y試安全性的考慮，我們認為在任何情況下直流系統(tǒng)中的充電機或蓄電池組都不應簡單的退出系統(tǒng)進行測試，為此介紹了幾種有效的放電測試的方法，并對半容量電壓點進行了探討，期望能對蓄電池的維護工作有所貢獻。安全閥有液體滲出一般蓄電池使用一年以

9、上就會有個別蓄電池極柱端子產(chǎn)生漏液，并且正極比負極嚴重，這是目前國內(nèi)生產(chǎn)的蓄電池普遍存在的問題。通過對極柱端子漏液的蓄電池解剖發(fā)現(xiàn)，極柱端子已被腐蝕，硫酸沿著腐蝕通道在內(nèi)部氣壓作用下，流到端子表面產(chǎn)生漏液。相對而言，熱熔密封效果較好，如果熱熔溫度和時間控制好，并且密封處干凈無污物，密封是可靠的。在對熱熔密封漏液 HYPERLINK /product/001/0106/ 蓄電池解剖觀察后發(fā)現(xiàn)，漏液的蓄電池在密封處存在熱熔層，有蜂窩狀砂眼，不是很致密，由于蓄電池內(nèi)部存在氧氣，在一定氣壓下，氧氣會帶著酸霧沿砂眼通道產(chǎn)生漏液。蓄電池易漏酸的部位主要有: 1.上蓋與底槽之間密封不好或因碰撞，封口膠開裂造

10、成漏液。 2.安全閥滲酸漏液。3.接線端處滲酸漏液。各部位產(chǎn)生漏液原因各不相同，應進行全面分析后采取相應措施解決。對于熱熔密封蓄電池，要嚴格控制熱熔溫度和時間，并保持熱熔表面干凈整潔。將熱熔和膠黏劑密封相結(jié)合，先采用熱熔密封，再用密封膠密封。 免維護蓄電池的安全閥在一定壓力下起密封作用，若超過規(guī)定壓力(開啟壓力)，安全閥會自動打開放氣，保證蓄電池安全。造成安全閥漏液主要原因如下: 1)加酸量過多，蓄電池處于富液狀態(tài)，致使氧氣轉(zhuǎn)化的氣體通道受阻，氧氣增多，內(nèi)部壓力增大，超過開啟壓力，安全閥開啟，氧氣帶著酸霧放出。若安全閥多次開啟，酸霧就會在安全閥周圍結(jié)成酸液。 2)安全閥耐老化性能變差。蓄電池在

11、使用一段時間后，安全閥的橡膠會受氧氣和硫酸腐蝕而老化，彈性下降，開啟壓力降低，甚至長期處于開啟狀態(tài)，造成酸霧，產(chǎn)生漏液。嚴重故障處理1)采用耐老化橡膠(如氟橡膠)制作的安全閥，以延長耐老化時間。 2)為保證安全閥的可靠，應定期更換安全閥。 3)改變安全閥結(jié)構(gòu)，使其開啟壓力可調(diào)。目前，柱式安全閥是較為完善的結(jié)構(gòu)，它使用的橡膠耐老化性能好，同時壓力可調(diào)。當發(fā)現(xiàn)其老化(開啟壓力下降)時，可適當加以調(diào)整，增大開啟壓力，保證其密封性。 蓄電池極柱與外殼蓋之間的密封質(zhì)量也是影響蓄電池循環(huán)壽命的主要因素之一。極柱的密封結(jié)構(gòu)有樹脂密封結(jié)構(gòu)、樹脂兩次密封結(jié)構(gòu)、機械壓縮式密封結(jié)構(gòu)、HAGEN專利極柱密封結(jié)構(gòu)。極柱

12、密封普遍采用的方法是，先將極柱同蓄電池蓋上的鉛套管焊接在一起，再灌上一層環(huán)氧樹脂密封膠密封。一般蓄電池使用一年以上就會有個別蓄電池極柱端子產(chǎn)生漏液，并且正極比負極嚴重，這是目前國內(nèi)生產(chǎn)的蓄電池普遍存在的問題。通過對極柱端子漏液的蓄電池解剖發(fā)現(xiàn)，極柱端子已被腐蝕，硫酸沿著腐蝕通道在內(nèi)部氣壓作用下，流到端子表面產(chǎn)生漏液。這種現(xiàn)象也叫爬酸或滲漏，端子腐蝕是在酸性條件下氧氣腐蝕所致。 腐蝕產(chǎn)生的氧化鉛和硫酸鉛都是多孔狀的，硫酸在內(nèi)部氣壓作用下，會沿著腐蝕孔爬到外面而產(chǎn)生漏液。相對而言，腐蝕速度比較緩慢，因此要在使用較長一段時間后才產(chǎn)生漏液，同時正極腐蝕速度大于負極，因此正極漏液更嚴重。由于焊接一般采用

13、的是乙炔氧氣焊接，焊接時極柱表面會形成一層氧化鉛，氧化鉛很容易同硫酸反應，因而更加快了腐蝕速度，縮短了產(chǎn)生漏液時間。解決極柱端子漏液措施有: 1)采用惰性氣體保護性焊接(如氫弧焊)，使焊接面不被氧化，延緩腐蝕速度。 2)加高極柱端子，延長密封膠層高度，延長產(chǎn)生腐蝕漏液的時間。 3)取消焊接密封方式，采用橡膠壓緊密封，阻斷氧氣通道，延緩腐蝕速度。如果極柱端子密封高度設計合理，在蓄電池使用壽命期可以實現(xiàn)不漏液。 新舊電池搭配使用問題電池在人們的日常生活中扮演著十分重要的角色，無論是石英鐘、剃須刀，還是計算器、電子琴等都離不開它。我們都有這樣的經(jīng)驗，那就是電池用舊了要全部換掉，絕不能新舊混裝搭配使用

14、。這是為什么呢？難道新舊搭配使用不是更節(jié)省嗎？ 要回答這個問題，我們還要從電池本身的特性談起。普通的干電池有兩個很重要的特性，一個是電動勢，在電路中我們通常稱之為電源電壓U，另一個是它的內(nèi)阻r，因為電池和所有的導體一樣也有電阻。通常，一節(jié)新的干電池的電動勢為1.5V，內(nèi)阻為0.5左右。當電池使用相當長一段時間后，電動勢會下降到1V左右，而其內(nèi)電阻卻可增大到幾百歐姆。由于電池存在內(nèi)阻，在使用時我們也必須將其考慮進去。拿普通手電來講，使用兩節(jié)干電池做電源，燈絲正常發(fā)光時電阻約為10歐姆，根據(jù)歐姆定律，我們不難算出：電路中的電流為：I=(R+r)=3V/11027A電源的總功率為：P總=I=027A3V=081W燈泡獲得的電功率為：P燈=I2R=(027A)210=