UPS蓄电池组日常维护与故障处理

1、UPS蓄电池组日常维护与故障处理通信系统中各类网络设备对供电质量的要求越来越高，而通信设备的正常工作必须要有品质良好的供电系统作为保障。蓄电池是UPS供电系统中的一个重要组成部分，蓄电池组配备得是否合理和如何正确使用维护，最终决定着UPS供电系统电源保护作用的发挥。电压均衡性偏离阀控蓄电池组的端电压偏差有两种，一种是静置状态的电压偏差，即开路电压的偏差，这种偏差应不超过20mV；二是动态偏差，即浮充状态偏差，这个偏差值在浮充运行投入初期较大，运行23个月后会逐渐减少。这是由于运行初期氧循环复合状态尚不稳定所造成，随着运行时间的增加，氧循环复合状态将日趋稳定，端电压偏差逐渐减少。所以，浮充运行状

2、态的端电压偏差值，要大于静置状态。当平均浮充电压变化时，偏差值也在变化，平均浮充电压越高，偏差增大，反之偏差减小，但不成比例。电池的剩余容量与浮充运行状态的电池端电压的高低无直接关系，难以从中判断电池端电压高的其剩余容量大，端电压低的其剩余容量就小。浮充电流异常蓄电池的浮充电流应满足补偿电池自放电电流及维持氧循环的需要。铅酸电池的浮充电压可按下列经验公式确定：浮充电压开路电压极化电压(电解液比重0.85)V+(0.100.18)V阀控蓄电池的电解液比重为1.30g/cm3,即开路电压为2.15V，故单体电池浮充电压取2.250.02V/个(25)。浮充电流If的值应满足补偿电池的自放电电流Is

3、和氧复合电流Ir。因此：IfIsIr阀控密封式铅酸电池其自放电率是很小的，所以相应浮充电流值也很低。日本标准在80%额定容量下其一昼夜自放电率不大于0.2%，即使按1%计算，则蓄电池的自放电电流在规定温度下(20或25)，Is=(C10/24)(1/100)0.00042C10A，按单位安时计算Is=0.42mA/Ah。再考虑到氧循环复合的需要，浮充电流取If=1mA/Ah已能满足要求。由于自放电电流(Is)中一大部分是用于板栅腐蚀的(令腐蚀电流为Ic,IsIc)，而氧复合电流因氧复合效率的存在，仅仅其中小部分被用来分解水。这样，不同的板栅材料，不同的制造工艺，其浮充电流当然也有所不同。浮充电

4、流越小，则亦意味着对板栅的腐蚀电流和用于水损耗的电流也越小。蓄电池的运行寿命与板栅腐蚀速率和失水程度密切相关。板栅的腐蚀在同一合金材料条件下，与电解液的硫酸浓度和电解液温度有关：当电池浮充电压越高，并且电解液比重亦高，而浮充电流又大，则对板栅的腐蚀速率也大，亦势必导致温度升高，失水加快，蓄电池的浮充运行寿命也降低。较小的浮充电流将会取得较高浮充运行寿命。核对性放电容量不足这是一种最简单可靠的办法。将一组充足的可移动的电池组运到待测电池组现场，接入母线，再将待测电池组退出运行，进行全容量的核对性放电测试。在DL/T724-2000发电厂变电所蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程中，第，表明，在无

5、法进行全容量核对性放电时，可做50%容量的放电测试，但规程并没有对50%容量测试的操作作出说明。有很多检修人员认为，50%容量的放电测试就是0.1C10电流放电5个小时，其实这是错误的。因为在放电测试结束前是不知道电池实际容量的，或许可放10小时，或许还有5小时 ，或许更短甚至一放就没有电。所以，对电池组不加任何保护措施进行放电是危险的。下面是某组电池实际的10小时放电率的放电曲线、3小时放电率的放电曲线和1小时放电率的放电曲线：我们发现，不论是10小时放电率、3小时放电率还是1小时放电率的放电曲线，他们的50%容量的电压点分别为1.987V、1.987V和1.976V ! 显然，对任何电池都

6、存在这一半容量电压点，对一特定的电池组一定的放电率而言，这一半容量电压点是一确定的值。半容量电压点的确定可以查电池厂家放电数据或曲线获得，也可在投运时的全容量核对性放电测试中获得，一般约在1.95-2.00V之间。我们可以利用半容量电压点来进行50%容量的核对性放电测试。具体方法如下，电池组不退出运行，把充电机电压调低到电池组半容量电压点的保护值，如108节电池，对所举例电池10小时放电率，则充电机电压调为：1081.987=214.6V把蓄电池监测装置的单体电压保护告警值设为1.987V。由于此时电池组电压高于充电机输出电压，故充电机没有电流输出，处于热备份状态。这时可以利用实际负荷负载及外

7、加负载对电池组进行真正的50%容量放电测试。在放电过程中，当有失效电池、电压急剧跌落或电池容量放出一半到达充电机设定值，充电机即有输出，保证了负载的供电，而此时电池剩余放电时间近似为已放电时间。同样，如果这时交流失电，电池组仍可维持放电。所以这一放电方法是安全的，对实际电池测量也是有效的。现在的高频开关电源的充电机装置都有主控单元，可以对充电电压调整。对相控电源或早期的高频开关电源充电电压难以调整的直流系统，在电池组不退出运行的条件下，可采用串入大功率二极管方法进行核对性放电容量测试。如图：在空气开关或熔断器两端并联二极管（200A/400V），然后将空气开关或熔断器断开，此时充电回路被切断，

8、蓄电池组电压低于充电机电压，但通过二极管的单向连接，如果交流失电，电池仍可无间隙供电，电池组处于热备份退出状态。这时可对蓄电池组进行核对性容量测试放电。考虑到失电和整流设备故障的可能，建议最大放电容量仍为50%，监测的保护电压如前所述。直流系统在变电站和电厂运行中非常重要，而在事故状态下，电池组是设备能源的唯一供给者，因而对电池组进行核对性容量测试是必须的。基于对放电测试安全性的考虑，我们认为在任何情况下直流系统中的充电机或蓄电池组都不应简单的退出系统进行测试，为此介绍了几种有效的放电测试的方法，并对半容量电压点进行了探讨，期望能对蓄电池的维护工作有所贡献。安全阀有液体渗出一般蓄电池使用一年以

9、上就会有个别蓄电池极柱端子产生漏液，并且正极比负极严重，这是目前国内生产的蓄电池普遍存在的问题。通过对极柱端子漏液的蓄电池解剖发现，极柱端子已被腐蚀，硫酸沿着腐蚀通道在内部气压作用下，流到端子表面产生漏液。相对而言，热熔密封效果较好，如果热熔温度和时间控制好，并且密封处干净无污物，密封是可靠的。在对热熔密封漏液 HYPERLINK /product/001/0106/ 蓄电池解剖观察后发现，漏液的蓄电池在密封处存在热熔层，有蜂窝状砂眼，不是很致密，由于蓄电池内部存在氧气，在一定气压下，氧气会带着酸雾沿砂眼通道产生漏液。蓄电池易漏酸的部位主要有: 1.上盖与底槽之间密封不好或因碰撞，封口胶开裂造

10、成漏液。 2.安全阀渗酸漏液。3.接线端处渗酸漏液。各部位产生漏液原因各不相同，应进行全面分析后采取相应措施解决。对于热熔密封蓄电池，要严格控制热熔温度和时间，并保持热熔表面干净整洁。将热熔和胶黏剂密封相结合，先采用热熔密封，再用密封胶密封。 免维护蓄电池的安全阀在一定压力下起密封作用，若超过规定压力(开启压力)，安全阀会自动打开放气，保证蓄电池安全。造成安全阀漏液主要原因如下: 1)加酸量过多，蓄电池处于富液状态，致使氧气转化的气体通道受阻，氧气增多，内部压力增大，超过开启压力，安全阀开启，氧气带着酸雾放出。若安全阀多次开启，酸雾就会在安全阀周围结成酸液。 2)安全阀耐老化性能变差。蓄电池在

11、使用一段时间后，安全阀的橡胶会受氧气和硫酸腐蚀而老化，弹性下降，开启压力降低，甚至长期处于开启状态，造成酸雾，产生漏液。严重故障处理1)采用耐老化橡胶(如氟橡胶)制作的安全阀，以延长耐老化时间。 2)为保证安全阀的可靠，应定期更换安全阀。 3)改变安全阀结构，使其开启压力可调。目前，柱式安全阀是较为完善的结构，它使用的橡胶耐老化性能好，同时压力可调。当发现其老化(开启压力下降)时，可适当加以调整，增大开启压力，保证其密封性。 蓄电池极柱与外壳盖之间的密封质量也是影响蓄电池循环寿命的主要因素之一。极柱的密封结构有树脂密封结构、树脂两次密封结构、机械压缩式密封结构、HAGEN专利极柱密封结构。极柱

12、密封普遍采用的方法是，先将极柱同蓄电池盖上的铅套管焊接在一起，再灌上一层环氧树脂密封胶密封。一般蓄电池使用一年以上就会有个别蓄电池极柱端子产生漏液，并且正极比负极严重，这是目前国内生产的蓄电池普遍存在的问题。通过对极柱端子漏液的蓄电池解剖发现，极柱端子已被腐蚀，硫酸沿着腐蚀通道在内部气压作用下，流到端子表面产生漏液。这种现象也叫爬酸或渗漏，端子腐蚀是在酸性条件下氧气腐蚀所致。 腐蚀产生的氧化铅和硫酸铅都是多孔状的，硫酸在内部气压作用下，会沿着腐蚀孔爬到外面而产生漏液。相对而言，腐蚀速度比较缓慢，因此要在使用较长一段时间后才产生漏液，同时正极腐蚀速度大于负极，因此正极漏液更严重。由于焊接一般采用

13、的是乙炔氧气焊接，焊接时极柱表面会形成一层氧化铅，氧化铅很容易同硫酸反应，因而更加快了腐蚀速度，缩短了产生漏液时间。解决极柱端子漏液措施有: 1)采用惰性气体保护性焊接(如氢弧焊)，使焊接面不被氧化，延缓腐蚀速度。 2)加高极柱端子，延长密封胶层高度，延长产生腐蚀漏液的时间。 3)取消焊接密封方式，采用橡胶压紧密封，阻断氧气通道，延缓腐蚀速度。如果极柱端子密封高度设计合理，在蓄电池使用寿命期可以实现不漏液。 新旧电池搭配使用问题电池在人们的日常生活中扮演着十分重要的角色，无论是石英钟、剃须刀，还是计算器、电子琴等都离不开它。我们都有这样的经验，那就是电池用旧了要全部换掉，绝不能新旧混装搭配使用

14、。这是为什么呢？难道新旧搭配使用不是更节省吗？ 要回答这个问题，我们还要从电池本身的特性谈起。普通的干电池有两个很重要的特性，一个是电动势，在电路中我们通常称之为电源电压U，另一个是它的内阻r，因为电池和所有的导体一样也有电阻。通常，一节新的干电池的电动势为1.5V，内阻为0.5左右。当电池使用相当长一段时间后，电动势会下降到1V左右，而其内电阻却可增大到几百欧姆。由于电池存在内阻，在使用时我们也必须将其考虑进去。拿普通手电来讲，使用两节干电池做电源，灯丝正常发光时电阻约为10欧姆，根据欧姆定律，我们不难算出：电路中的电流为：I=(R+r)=3V/11027A电源的总功率为：P总=I=027A3V=081W灯泡获得的电功率为：P灯=I2R=(027A)210=