閥控式密封鉛酸蓄電池維護交流

1閥控式密封鉛酸蓄電池維護交流

2提綱第一部分：蓄電池原理概述第二部分：蓄電池的周期性維護檢測第三部分：蓄電池的常見故障分析第四部分：蓄電池容量設計及電池安裝3電池概念電池－－是一種電的存儲裝置，可以有各種形狀、大小、電壓和容量的電池電能化學能當兩種金屬（通常是性質(zhì)有差異的金屬）浸沒于電解液之中，它們可以導電，并在兩極之間產(chǎn)生一定電動勢4鉛酸蓄電池負極板鉛（Pb）與正極板二氧化鉛（PbO2）浸入一定濃度的硫酸（H2SO4）溶液（電解液）構(gòu)成。每個單體具有2V電動勢，蓄電池通過串聯(lián)獲得所需電壓；通過并聯(lián)獲得所需容量。5鉛酸蓄電池的類型和基本應用◆兩類典型的鉛酸蓄電池

1、開口排氣式（富液式）

2、密封或閥控式鉛酸蓄電池（VRLA---ValveRegulatedLead-Acid）（1）超細玻璃纖維隔板(AGM)

（2）膠體電池（GEL）6兩大類蓄電池技術特點比較

開口排氣式閥控式VRLA◆較早的技術◆氧氣復合技術◆需要單獨的電池房◆可在辦公環(huán)境中使用◆定期維護◆維護工作量相對較少◆需要額外的安全防護◆濾酸防爆，較安全◆貯存／使用保持直立狀態(tài)◆貯存／使用可為任意方向◆接線數(shù)量可能較大◆可在負載內(nèi)部或鄰近使用○閥控式鉛酸蓄電池已于許多使用領域取代了開口排氣式7兩種閥控式密封電池比較AGM電池（超細玻璃纖維隔板）●高比能（按體積或重量）●可快速充電●可適應低溫運行環(huán)境中等深度放電高溫影響GEL電池（膠體電池）●適合深循環(huán)放電●可適應高溫運行環(huán)境●適于小電流放電模式早期無氧復合反應氧氣通道的隨機性8鉛酸蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)

①電池槽、蓋——超強阻燃ABS塑料②端極柱——內(nèi)嵌鍍錫紫銅芯，使其電阻最小化，極柱采用三層特殊密封技術，完全阻止蓄電池漏液可能③匯流排——防腐蝕抗氧化、耐大電流沖擊④正負極群——板柵采用特殊的鉛鈣錫鋁四元合金，抗伸延、耐腐蝕、析氫過電位高⑤微細玻璃纖維隔板——粗細纖維合理配比，吸液力強、彈性持久⑥安全閥——配備導氣三通閥，采用防酸霧集氣排氣專利結(jié)構(gòu)9VRLA蓄電池工作原理

放電PbO2＋2H2SO4＋PbPbSO4＋2H2O＋PbSO4

充電（二氧化鉛）（硫酸）（海綿狀鉛）（硫酸鉛）（水）（硫酸鉛）正極活物質(zhì)電解液負極活物質(zhì)正極活物質(zhì)電解液負極活物質(zhì)“Doublesulfate”theory◆

電解液中的H2SO4不僅是導電的電解質(zhì)也是參與反應的反應物

◆正極的PbO2與負極的Pb在放電反應后均生成PbSO410氧氣復合反應（2）當吸收正極板產(chǎn)生的氧氣而消耗的海綿狀鉛的量與負極板充電生成海綿狀鉛的量二者達到平衡狀態(tài)時，便實現(xiàn)了電池的密封11提綱第一部分：蓄電池原理概述第二部分：蓄電池的周期性維護要求第三部分：蓄電池的常見故障分析第四部分：蓄電池容量設計及電池安裝12一、電池周期性檢測項目—月度維護內(nèi)容13二、電池周期性檢測項目—季度、年度維護內(nèi)容14蓄電池的維護--清掃15三、電池電壓的測試操作要求電池電壓測試：端電壓的測量應該從單體電池極柱的根部用四位半數(shù)字電壓表來測量。有些品牌的蓄電池在平時浮充使用時電壓表表筆無法接觸極柱根部來測量其端電壓，只能在極柱的螺釘上測量，這將會帶來測量誤差。在測量時需要考慮電池的充電電流，如果浮充電流很小，則測量誤差可以忽略。電池連接條壓降測試：極柱壓降的測量需要使用直流鉗形表、四位半數(shù)字萬用表，極柱壓降必須在相鄰兩只電池極柱的根部測量。16四、電池容量測試離線式全容量測試：適用于新電池測試、多組電池并聯(lián)使用的場合。具體步驟如下：（1）將充滿的蓄電池組脫離直流系統(tǒng)并靜置10～24h。（2）開始放電前檢查開關電源、交流供電、后備柴油發(fā)電機組是否正常。（3）測量蓄電池組的總電壓、單體電池電壓及周圍環(huán)境溫度，接好負載箱。如果采用蓄電池容量測試儀進行電池容量測量，則應正確連接儀器，設置各項放電控制參數(shù)。（4）接通負載開始放電，記錄放電開始時間。放電時應盡量控制放電電流使之保持平穩(wěn)；（5）放電期間應持續(xù)測量蓄電池組的總電壓、各單體電壓和放電電流，測量時間間隔為：10h率放電每隔1h記錄一次、3h率放電每隔0.5h記錄一次、1h率放電每隔10min記錄一次。（6）采用蓄電池容量測試儀進行測試時，測試儀能夠自動記錄放電時間、放電電流、電池電壓等參數(shù)。此時操作人員需要用鉗形表與萬用表測量放電電流和電池電壓，并與測試儀進行比較，以判斷該測試儀的測量精度。（7）通過多次測量，找出電壓最低的兩只電池作為標示電池。標示電池應作為重點觀察對象。（8）放電接近末期時要隨時測量蓄電池組總電壓和單體電池電壓，特別是標示電池的端電壓。一旦有電池端電壓達到放電終止電壓（放電終止電壓參考表3.10），則立即切斷電源，記錄放電終止時間。

（9）根據(jù)測量數(shù)據(jù)進行蓄電池組容量的核算。

17四、電池容量測試在線式核對性容量測試：在實際操作中，對于性能比較接近的電池組一般采用在線式核對性容量測試。核對性容量測試通常按3h率的放電電流進行1小時放電，即放出電池總?cè)萘康娜种蛔笥?。電池放電結(jié)束時，將各單體電池端電壓與產(chǎn)品說明書提供的3h率標準放電曲線（或電池端電壓參數(shù)表）進行對比，若曲線下降斜度與原始曲線基本接近，說明該電池的容量基本不變，如果電池放電曲線斜率明顯比標準曲線陡，即放電終止時電池端電壓明顯低于標準參數(shù)，則說明電池容量變化明顯。但整組電池的實際容量只能靠維護人員的維護經(jīng)驗進行估測，或通過蓄電池容量測試儀進行估測，誤差相對較大。18四、電池容量的測試電池3小時率放電曲線圖在線式核對性容量測試曲線比對表：19五、電池容量的核算公式I：蓄電池組放電電流，單位為安培（A）；h：測量時間間隔，單位為小時。t：放電時的環(huán)境溫度；

K：溫度系數(shù)；

10h率放電時K=0.006/℃

3h率放電時K=0.008/℃

1h率放電時K=0.01/℃η：蓄電池有效放電容量，見附表；

實測容量：額定容量：20

當電池室環(huán)境溫度升高，電池殼體內(nèi)活性物質(zhì)反應加劇，浮充電流越大，但電池溫度高會加速合金腐蝕速度，長期處于這一環(huán)境中的電池板柵可因之而穿孔損壞，易使活性物質(zhì)附著減弱而脫落，最后阻礙電極反應，降低了電池容量；其次使電池水份散失，加大了電液濃度。同樣，電池溫度偏低也會影響電池的容量。電池室溫度一般要求控制在25℃，浮充電壓為2.25V，浮充電流在45mA/100Ah左右。為了能控制這一電流值，在不同溫度時開關電源應能自動調(diào)整浮充電壓，即要求開關電源具有輸出電壓的自動溫度補償功能。環(huán)境溫度每升高1℃，單體電池浮充電壓降低3mV；反之，環(huán)境溫度每降低1℃，單體電池浮充電壓要升高3mV。需要指出的是蓄電池浮充電壓溫度補償范圍一般限制在3～38℃之間。超出這一范圍時，浮充電壓不再繼續(xù)升高或降低。六、環(huán)境溫度對電池使用的影響21七、蓄電池的報廢及更換標準

根據(jù)維護規(guī)程規(guī)定：當某組電池容量小于額定容量的80％時，該組電池可以申請報廢處理。實際上，進口電池的使用壽命一般可以達到8～10年，國產(chǎn)電池在正常使用情況下可達4～8年，UPS電池可達3～5年。為了充分發(fā)揮整組電池的經(jīng)濟效益，電池的報廢一般按照以下原則進行：（1）機房電池：當機房單體電池容量小于80％的數(shù)量超過25％時，整組電池申請報廢。否則，用相同品牌、相同型號的電池更換容量不足的電池。（2）基站電池：當基站電池容量小于60％的單體數(shù)量超過1／3

時，整組電池申請報廢。否則，用相同品牌、相同型號的電池更換容量不足的電池。

22FFFFFF并聯(lián)使用：推薦為3組以內(nèi)；多層安裝：層間溫度差控制在3℃以內(nèi)；散熱條件：電池間距保持5mm～10mm之間；換氣通風條件：保證室內(nèi)氫氣濃度小于0.8%；關于電池混用：新舊不同、廠家不同的產(chǎn)品不允許混合使用；浮充使用條件：限流≤0.25C10

，電壓為2.23V/單格；F最佳環(huán)境溫度：20℃～25℃。蓄電池使用條件23蓄電池的使用（1）－－充電方式1、浮動/備用充電：蓄電池處于連續(xù)充電狀態(tài)， 電壓相對較低，注意充電電流。2、循環(huán)充電：蓄電池重復充、放電使用時的 充電方法，電壓相對較高，注意充電時間。放電之后應立即充電（防止PbSO4重結(jié)晶）24八、蓄電池常見符號說明C1～C10：電池1～10小時率的放電容量；

I1～I10：電池1～10小時率的放電電流；

η：電池放電容量系數(shù)，放電電流越小，容量系數(shù)越

大，具體數(shù)值見附表225項目GNB南都華達浮充2.25/27/54V2.23/26.8/53.5V2.25/27/54V均充2.35/28.2/56.4V2.35/28.2/56.4V2.35/28.2/56.4V限流0.06~0.08C100.1C100.125~0.20C10過壓停機58/29V58/29V58/29V高壓告警57/28.5V57/28.5V57/28.5V低壓告警44/22V44/22V44/22V周期均充時間12H10H12H均充周期1年90天1年輸入高壓告警420V420V420V輸入低壓告警340V340V340V充電完成電流值10%5%10%放電均充容量20%20%5%持續(xù)均充時間3H3H3H電壓溫度補償5mV/℃3mV/℃3mV/℃溫度補償上限+0.5V+0.5V+0.5V溫度補償下限-0.5V-0.5V-0.5V浮充轉(zhuǎn)均充50mA/AH50mA/AH50mA/AH初充電時間24H24H24H附表1、蓄電池的相關技術參數(shù)26放電率（h）電池有效放電容量η（%）放電電流（A）終止電壓（V）防酸隔爆閥控密封151.455.05.140I101.75261.161.03.055I101.80375.075.02.500I101.80480.079.02.000I101.80583.383.31.660I101.80687.687.61.460I101.80791.791.71.310I101.80894.494.41.180I101.80（1.84）997.497.41.080I101.80（1.84）101001001.000I101.80（1.85）201101100.550I101.80（1.86）注：

（）中的電壓為第六次循環(huán)后至電池保證壽命中期進行容量測試時應達到的終止電壓。

附表2、電池的有效放電容量27附表3、蓄電池充電特性28附表4、蓄電池的放電特性（a）

放電時間1.71.61.91.82.12.01h30min1061020h520.2C100.3C100.1C101min232.0C101.0C100.6C100.5C108端子電壓）V/單格（－－放電容量與放電電流關系29附表5、充電電壓溫度補償曲線階梯補償（StepwiseCompensation）≈2.102.302.200201060℃403050（V）5℃35℃45℃2.232.192.312.15線性補償（LinearCompensation）充電電壓溫度300102030405060708090100202530354045505560溫度壽命百分比%附表6、高溫環(huán)境對蓄電池壽命的影響31附表7、放電容量與環(huán)境溫度關系——低倍率放電＞1h------高倍率放電＜1h溫度（℃）容量C10％32保存時間（月）剩余容量C％20℃30℃40℃50℃附表8、庫存電池容量與溫度的關系33匯報提綱第一部分：蓄電池原理概述第二部分：蓄電池的周期性維護要求第三部分：蓄電池的常見故障分析第四部分：蓄電池容量設計及電池安裝34蓄電池常見問題分析（1）----漏液1、現(xiàn)象

極柱四周有白色晶體；

極柱銅芯、連接條與端子接觸部位發(fā)綠，周圍出現(xiàn)電解液；

電池槽蓋間、電池閥體有電解液滲出2、原因①機械損傷：外力造成殼體、密封部位裂紋；②制造原因：注液量過多，密封不嚴；③使用原因：蓄電池壽命終止后繼續(xù)使用，極柱腐蝕穿透，密封材料老化。35蓄電池常見問題分析（2）----蓄電池鼓漲環(huán)境溫度高、充電器故障等充電電流過大蓄電池發(fā)熱量大蓄電池溫度上升蓄電池損傷熱失控區(qū)域704060302.22.32.42.5環(huán)境溫度充電電壓（V/單體）℃50362、個別電池鼓漲---電池安全閥失效蓄電池常見問題分析（2）----蓄電池鼓漲內(nèi)部壓力超過一定限度蓄電池有發(fā)生破裂的危險37－－蓄電池過放電問題

蓄電池常見問題分析（3）危害生成的PbSO4在充電時不能完全恢復成活性物質(zhì)，導致電池容量下降。對策根據(jù)負載電流調(diào)整放電終止保護電壓。實現(xiàn)形式主要為開關電源的低壓脫扣裝置。過放電：超過電池放電終止保護電壓之后的繼續(xù)放電！38－－電池組個別電池電壓異常（浮充運行6個月以后）蓄電池常見問題分析（4）1、電池電壓小于2.1V－－內(nèi)部存在短路的可能（滲透短路“鉛枝搭橋”現(xiàn)象）2、電池電壓大于2.5V－－內(nèi)部存在斷路（開路）的可能（極群或串聯(lián)連接存在虛焊，負極板極耳、匯流排產(chǎn)生泥狀硫酸鹽化）滲透短路負極匯流排硫酸鹽化39－容量過早衰減，使用壽命短◆正極板活性物質(zhì)利用率下降

板柵腐蝕活性物質(zhì)軟化板柵有效面積減小板柵延伸活物質(zhì)與板柵接觸變松容量衰減蓄電池常見問題分析（5）40◆負極板硫酸鹽化活物質(zhì)利用率降低容量衰減

活性物質(zhì)收縮硬化－容量過早衰減，使用壽命短蓄電池常見問題分析（5）41◆電解液

蓄電池漏液水分損失電解液濃度上升容量衰減極間電阻增加正極板腐蝕電池故障－容量過早衰減，使用壽命短蓄電池常見問題分析（5）42◆隔板電池故障－容量過早衰減，使用壽命短蓄電池常見問題分析（5）隔板貫通短路容量衰減隔板材料孔隙度％孔隙尺寸μm80＜3微孔隙聚乙烯63＜10.15無紡聚乙烯60120.21無紡玻璃棉65200.18AGM90240.143容量過早衰減，使用壽命短5、電池殼、安全閥電池故障密封性降低負極板容量衰減空氣進入（吸收氧氣）44匯報提綱第一部分：蓄電池原理概述第二部分：蓄電池的周期性維護要求第三部分：蓄電池的常見故障分析第四部分：蓄電池容量設計及電池安裝45蓄電池容量設計注意事項蓄電池容量的設計應考慮如下情況：1、投資經(jīng)濟性；（1）備電時間越長，所需蓄電池容量越大，投資成本越高。（2）蓄電池屬消耗品，有一定壽命期限，到期須加以更換。2、蓄電池容量與負載電流關系

推薦參考如下經(jīng)驗公式選擇蓄電池容量：C10≤50I10，否則電池容量選配過大，相應地要求充電功率加大；此外，長時間小電流放電同樣會影響電池的使用壽命。3、使用環(huán)境的制約電池容量的設計除了要滿足直流設備一定時間的后備用電要求外，還需考慮電池室的空間面積、樓層承重能力、電池室的通風條件、電池時的溫度和濕度條件等等。46電池容量的配置原則和方法（1）

基于目前交流供電緊張,各地拉閘限電現(xiàn)象頻繁出現(xiàn),為此省公司提高了基站電池的配置標準，原則上市區(qū)基站為8～10小時，郊區(qū)基站為15～20小時。

電池組的配置必須掌握三個參數(shù)：直流系統(tǒng)電壓（V）、設備功率P（W）

或者設備用電電流I（A）、要求的后備時間T（H）。

我們知道鉛酸蓄電池的額定電壓為2V。因此，48V系統(tǒng)需要配置24只電池，24V系統(tǒng)需要配置12只電池。

根據(jù)設計規(guī)范要求，電池容量的設計需要考慮放電容量系數(shù)、溫度系數(shù)、以及衰老系數(shù)等等。但在實際的使用中，電池容量的計算通常采用簡化公式：其中：C－電池容量；W－負載功率,單位為瓦，t－后備時間，單位小時；K－裕量系數(shù)，一般取1~1.25;Ve－電池組放電終止電壓；

η－電池放電容量系數(shù)，參見附表247電池容量的配置原則和方法（2）

需要說明的是，由于蓄電池的額定容量為一個系列，按照上述公式計算出

容量后在系列值中向上套用。如果知道直流設備的用電電流和后備時間要求，也可以通過查附表（2）通過簡單計算得出需要配置的電池容量。

［例］某基站直流電壓為24V，直流電流為140A，要求后備時間為8小時，請配置基站電池容量。查附表2，8小時率的放電系數(shù)為1.18，因而10小時率的放電電流為：

I10=140÷1.18=118(A)，因此滿足上述要求至少