阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池的使用和维护|阀控式铅酸免维护蓄电池

  摘要 通信电源设备中,蓄电池的测试和维护是一项重要而繁重的工作。本文主要针对蓄电池正确使用和维护中的几个关健问题,提出了若干建议供参考。  关键词 阀控式密封蓄电池 免维护 使用
  中图分类号:TM912 文献标识码:A
  0 引言
  阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA蓄电池),具有重量轻、体积小、放电性能好、维护量小等特点。但环境的变化、使用维护不当等种种因素都会直接影响蓄电池的效率和寿命。影响蓄电池寿命的主要因素,一是设计和制造因素,二是使用条件和维护方面的因素。设计和制造因素由生产厂家决定。而使用条件和维护方面的因素则完全掌握在维护人员手中。在维护中应注意细节问题,特别是蓄电池的温度和浮充电压应严格控制,到了使用寿命就应及时更换。
  1 正确理解蓄电池安装使用维护中的细节问题
  因阀控式密封铅酸蓄电池系荷电出厂,在运输、安装过程时,必须小心导电材料短接蓄电池正负端子,不得触动极柱和安全排气阀。
  应尽可能将蓄电池放在机房较低处,避免电池安装在靠近热源(如变压器)的地方,为保证较好的散热条件,各列蓄电池间距需保持30mm以上。因为蓄电池贮存时可能产生易燃气体,安装时应避免靠近产生火花的装置(如保险丝)。
  连接前,擦净电池端子,使其呈现金属光亮。脏污的连接片或不紧密的连接均可能引起电池打火,所以要保护连接片在连接处的清洁,并拧紧连接片。单体电池采用不锈钢螺钉、螺栓、镀铅铜连接片和平垫圈串联连接。
  蓄电池组安装时,首先要对摆放好的蓄电池进行严格检查,确认正负极摆放正确,使电池间连接正确,再将电池正极与充电器或负载的正极连接,负极与负极连接。蓄电池的引出线要有明确的正负标志,一般情况下正极采用蓝色或红色导线,负极采用黑色导线。接线时注意不要在端子部用过大的力,每个连接螺母与螺栓一定要扭紧,扭紧扭矩如下:M6扭矩3.9~5.4N*m,M8扭矩11~14.7N*m。
  经常保持蓄电池外表及工作环境的清洁、干燥状态。蓄电池的清扫应采取避免产生静电的措施,用湿布清扫蓄电池,禁止使用香蕉水、汽油、酒精等有机溶剂接触蓄电池。
  2 准确控制蓄电池使用温度来保证使用寿命
  从蓄电池使用结果来看,水损耗速度成为影响密封式蓄电池使用寿命的最关键因素。对一般阀控式密封铅蓄电池而言,由于采用“贫液式”设计,蓄电池的正极和负极活性物质的量及电解液的量处于最佳匹配状态,所以蓄电池容量对电解液量极为敏感,存在如下关系。蓄电池失水10%,容量降低20%;失水25%,蓄电池寿命结束。
  密封式蓄电池失水途径有:电池槽、盖渗漏;环境温度过高;减压阀频繁开启或阀门开启后关闭不了,导致氢气和氧气逸出,同时带走酸雾;热失控现象等。
  蓄电池使用的环境温度、充放电电流、放电深度、电池容量的合理配置、定期维护是保证电池正常寿命的关键。这里我们重点关注环境温度和电池温度。
  环境温度过高,蓄电池中的化学反应加剧,在充电过程中蓄电池的减压阀会频繁开启加速失水速度,从而降低蓄电池寿命。
  蓄电池的环境温度应保持在25℃左右,蓄电池将有最佳的使用寿命和性能。温度低于25℃,蓄电池的充电效率和性能会降低。温度高于25℃,蓄电池的寿命将缩短,参考数据如表1:
  例如浮充预期寿命在25℃时为10年,如果实际使用的蓄电池平均温度为35℃,则蓄电池浮充预期寿命仅为5年。
  维护中,经常检测单只蓄电池温度也是重点。蓄电池温度应从其侧壁中部测量,当单只蓄电池温度读数差值超过2.8℃时,就需要查明变化原因并采取相应的处理措施。环境温度(如热源)、连接不良及其他蓄电池故障都会引起温度的变化。若温度差值超过10℃,说明蓄电池组合系统中存在损坏电池,应立即对蓄电池逐个检查剔除。
  蓄电池温度过高主要表现为热失控现象,就是蓄电池在充电后期(或浮充状态),由于没有及时调整充电电压,使蓄电池的充电电流和温度发生一种累积性的相互增强作用,此时蓄电池温度急剧上升,从而导致蓄电池槽盖膨胀变形,失水速度加大,甚至蓄电池损坏。
  3 精确掌握蓄电池充电和放电过程
  正确的浮充电压是蓄电池正常寿命的基本保证:电压过低,蓄电池充不满;电压过高,容易造成蓄电池失水;温度高蓄电池化学反应加剧,此时需通过降低浮充电压来减缓化学反应;温度低化学反应减缓,此时需通过升高浮充电压来增强化学反应,以保证充电能量的正常转换。所以电源设备的前台监控单元需带温度补偿功能,它是通过检测蓄电池温度,然后根据实测的温度来调节蓄电池的浮充电压的。温度补偿是以25℃为基准,以每节(2V)-3mV/℃进行调节,采取负补偿,即蓄电池温度高、应降低浮充电压,温度低、升高电压。
  建议用户设定浮充电压时按该地区夏季高温条件设定,对于室温过高的电池室,建议装空调,使电池室温度控制在20~25℃。但是,温补上限不能超过57伏高压告警值,即:单体电压不能超过2.38伏;温补下限不能低于52伏系统开路电压;即:单体电压不能低于2.16伏。需要注意的是,在温度极端时谨慎使用温补功能,问题是无法预先设定温补的温度范围。电池寿命与温度关系(极端情况):85℃ 1小时,75 ℃1天,60 ℃1月,-55 ℃不能用。
  蓄电池充电过程是电能转化成化学能的过程,充电电压和电流要合适,偏大和偏小均会影响蓄电池的寿命。均衡充电第一阶段是恒流升压充电,以0.1C10电流来充电,蓄电池工作电压逐渐升高,升高至均充电压进入第二阶段,进行恒压限流充电,此时充电电流减小,减小至0.01C10电流时均充结束,再进入均充延时3小时后转入浮充状态。
  放电过程:在放电初期电池端电压下降是比较快的,在放电10分钟,电压下降到53.0V。大约半小时后,电池端电压降至49V左右,1小时后降至48V;蓄电池在48V时,放电时间最长,大约要持续7到8小时;8小时后,蓄电池端电压开始下降,下降速度比较快,降至43.2V时系统直流断路器断开,以便保护蓄电池,此时蓄电池端电压会有所上升,上升值约为5V左右。
  深刻理解下电电压概念,可以更高层次地保护蓄电池,同时区分负载的重要性,更完全地掌握直流电源系统连接关系。
  电源系统为了保护蓄电池放电时不至过放,采用直流断路器将蓄电池和负载断开,以达到保护蓄电池的目的。现在的通信电源为了延长重要负载的工作时间,增加了“二次下电”的功能。所谓二次下电就是电源系统将输出负载分成两组:一组为一次下电负载,它脱离系统的下电电压较高,一般为44.5V以上(用户亦可自行设定),接驳一些不太重要的设备;另一组为二次下电负载,它脱离系统的下电电压比较低,一般不得低于43.2V,接驳一些重要设备。在没有交流的情况下,如果蓄电池工作电压小于44.5V时,一次下电负载就会脱离供电系统。而二次下电在蓄电池终止放电时脱离供电系统。
  这里需要特别强调的是,直流电源系统在得到正常的连接关系后,千万不可再连接一组蓄电池到负载回路中,这样会造成两组蓄电池因反极而损坏。
  4 结论
  目前,阀控式铅酸蓄电池已在各个行业得到广泛的应用,并显现出了较好的性能,为供电系统安全运行提供了可靠的保障。虽然阀控式密封铅酸蓄电池使用过程中维护工作量不大,但对蓄电池使用条件有严格的要求,关于日常维护,我们总结为“三防一及时”,即“防高温、防过充电、防过放电、及时充电”。作为维护人员,在日常的维护工作中,要针对蓄电池的特点和性能,不断提高维护水平,使其充分发挥性能。
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