阀控式密封铅酸蓄电池维护交流

1阀控式密封铅酸蓄电池维护交流

2提纲第一部分：蓄电池原理概述第二部分：蓄电池的周期性维护检测第三部分：蓄电池的常见故障分析第四部分：蓄电池容量设计及电池安装3电池概念电池－－是一种电的存储装置，可以有各种形状、大小、电压和容量的电池电能化学能当两种金属（通常是性质有差异的金属）浸没于电解液之中，它们可以导电，并在两极之间产生一定电动势4铅酸蓄电池负极板铅（Pb）与正极板二氧化铅（PbO2）浸入一定浓度的硫酸（H2SO4）溶液（电解液）构成。每个单体具有2V电动势，蓄电池通过串联获得所需电压；通过并联获得所需容量。5铅酸蓄电池的类型和基本应用◆两类典型的铅酸蓄电池

1、开口排气式（富液式）

2、密封或阀控式铅酸蓄电池（VRLA---ValveRegulatedLead-Acid）（1）超细玻璃纤维隔板(AGM)

（2）胶体电池（GEL）6两大类蓄电池技术特点比较

开口排气式阀控式VRLA◆较早的技术◆氧气复合技术◆需要单独的电池房◆可在办公环境中使用◆定期维护◆维护工作量相对较少◆需要额外的安全防护◆滤酸防爆，较安全◆贮存／使用保持直立状态◆贮存／使用可为任意方向◆接线数量可能较大◆可在负载内部或邻近使用○阀控式铅酸蓄电池已于许多使用领域取代了开口排气式7两种阀控式密封电池比较AGM电池（超细玻璃纤维隔板）●高比能（按体积或重量）●可快速充电●可适应低温运行环境中等深度放电高温影响GEL电池（胶体电池）●适合深循环放电●可适应高温运行环境●适于小电流放电模式早期无氧复合反应氧气通道的随机性8铅酸蓄电池内部结构

①电池槽、盖——超强阻燃ABS塑料②端极柱——内嵌镀锡紫铜芯，使其电阻最小化，极柱采用三层特殊密封技术，完全阻止蓄电池漏液可能③汇流排——防腐蚀抗氧化、耐大电流冲击④正负极群——板栅采用特殊的铅钙锡铝四元合金，抗伸延、耐腐蚀、析氢过电位高⑤微细玻璃纤维隔板——粗细纤维合理配比，吸液力强、弹性持久⑥安全阀——配备导气三通阀，采用防酸雾集气排气专利结构9VRLA蓄电池工作原理

放电PbO2＋2H2SO4＋PbPbSO4＋2H2O＋PbSO4

充电（二氧化铅）（硫酸）（海绵状铅）（硫酸铅）（水）（硫酸铅）正极活物质电解液负极活物质正极活物质电解液负极活物质“Doublesulfate”theory◆

电解液中的H2SO4不仅是导电的电解质也是参与反应的反应物

◆正极的PbO2与负极的Pb在放电反应后均生成PbSO410氧气复合反应（2）当吸收正极板产生的氧气而消耗的海绵状铅的量与负极板充电生成海绵状铅的量二者达到平衡状态时，便实现了电池的密封11提纲第一部分：蓄电池原理概述第二部分：蓄电池的周期性维护要求第三部分：蓄电池的常见故障分析第四部分：蓄电池容量设计及电池安装12一、电池周期性检测项目—月度维护内容13二、电池周期性检测项目—季度、年度维护内容14蓄电池的维护--清扫15三、电池电压的测试操作要求电池电压测试：端电压的测量应该从单体电池极柱的根部用四位半数字电压表来测量。有些品牌的蓄电池在平时浮充使用时电压表表笔无法接触极柱根部来测量其端电压，只能在极柱的螺钉上测量，这将会带来测量误差。在测量时需要考虑电池的充电电流，如果浮充电流很小，则测量误差可以忽略。电池连接条压降测试：极柱压降的测量需要使用直流钳形表、四位半数字万用表，极柱压降必须在相邻两只电池极柱的根部测量。16四、电池容量测试离线式全容量测试：适用于新电池测试、多组电池并联使用的场合。具体步骤如下：（1）将充满的蓄电池组脱离直流系统并静置10～24h。（2）开始放电前检查开关电源、交流供电、后备柴油发电机组是否正常。（3）测量蓄电池组的总电压、单体电池电压及周围环境温度，接好负载箱。如果采用蓄电池容量测试仪进行电池容量测量，则应正确连接仪器，设置各项放电控制参数。（4）接通负载开始放电，记录放电开始时间。放电时应尽量控制放电电流使之保持平稳；（5）放电期间应持续测量蓄电池组的总电压、各单体电压和放电电流，测量时间间隔为：10h率放电每隔1h记录一次、3h率放电每隔0.5h记录一次、1h率放电每隔10min记录一次。（6）采用蓄电池容量测试仪进行测试时，测试仪能够自动记录放电时间、放电电流、电池电压等参数。此时操作人员需要用钳形表与万用表测量放电电流和电池电压，并与测试仪进行比较，以判断该测试仪的测量精度。（7）通过多次测量，找出电压最低的两只电池作为标示电池。标示电池应作为重点观察对象。（8）放电接近末期时要随时测量蓄电池组总电压和单体电池电压，特别是标示电池的端电压。一旦有电池端电压达到放电终止电压（放电终止电压参考表3.10），则立即切断电源，记录放电终止时间。

（9）根据测量数据进行蓄电池组容量的核算。

17四、电池容量测试在线式核对性容量测试：在实际操作中，对于性能比较接近的电池组一般采用在线式核对性容量测试。核对性容量测试通常按3h率的放电电流进行1小时放电，即放出电池总容量的三分之一左右。电池放电结束时，将各单体电池端电压与产品说明书提供的3h率标准放电曲线（或电池端电压参数表）进行对比，若曲线下降斜度与原始曲线基本接近，说明该电池的容量基本不变，如果电池放电曲线斜率明显比标准曲线陡，即放电终止时电池端电压明显低于标准参数，则说明电池容量变化明显。但整组电池的实际容量只能靠维护人员的维护经验进行估测，或通过蓄电池容量测试仪进行估测，误差相对较大。18四、电池容量的测试电池3小时率放电曲线图在线式核对性容量测试曲线比对表：19五、电池容量的核算公式I：蓄电池组放电电流，单位为安培（A）；h：测量时间间隔，单位为小时。t：放电时的环境温度；

K：温度系数；

10h率放电时K=0.006/℃

3h率放电时K=0.008/℃

1h率放电时K=0.01/℃η：蓄电池有效放电容量，见附表；

实测容量：额定容量：20

当电池室环境温度升高，电池壳体内活性物质反应加剧，浮充电流越大，但电池温度高会加速合金腐蚀速度，长期处于这一环境中的电池板栅可因之而穿孔损坏，易使活性物质附着减弱而脱落，最后阻碍电极反应，降低了电池容量；其次使电池水份散失，加大了电液浓度。同样，电池温度偏低也会影响电池的容量。电池室温度一般要求控制在25℃，浮充电压为2.25V，浮充电流在45mA/100Ah左右。为了能控制这一电流值，在不同温度时开关电源应能自动调整浮充电压，即要求开关电源具有输出电压的自动温度补偿功能。环境温度每升高1℃，单体电池浮充电压降低3mV；反之，环境温度每降低1℃，单体电池浮充电压要升高3mV。需要指出的是蓄电池浮充电压温度补偿范围一般限制在3～38℃之间。超出这一范围时，浮充电压不再继续升高或降低。六、环境温度对电池使用的影响21七、蓄电池的报废及更换标准

根据维护规程规定：当某组电池容量小于额定容量的80％时，该组电池可以申请报废处理。实际上，进口电池的使用寿命一般可以达到8～10年，国产电池在正常使用情况下可达4～8年，UPS电池可达3～5年。为了充分发挥整组电池的经济效益，电池的报废一般按照以下原则进行：（1）机房电池：当机房单体电池容量小于80％的数量超过25％时，整组电池申请报废。否则，用相同品牌、相同型号的电池更换容量不足的电池。（2）基站电池：当基站电池容量小于60％的单体数量超过1／3

时，整组电池申请报废。否则，用相同品牌、相同型号的电池更换容量不足的电池。

22FFFFFF并联使用：推荐为3组以内；多层安装：层间温度差控制在3℃以内；散热条件：电池间距保持5mm～10mm之间；换气通风条件：保证室内氢气浓度小于0.8%；关于电池混用：新旧不同、厂家不同的产品不允许混合使用；浮充使用条件：限流≤0.25C10

，电压为2.23V/单格；F最佳环境温度：20℃～25℃。蓄电池使用条件23蓄电池的使用（1）－－充电方式1、浮动/备用充电：蓄电池处于连续充电状态， 电压相对较低，注意充电电流。2、循环充电：蓄电池重复充、放电使用时的 充电方法，电压相对较高，注意充电时间。放电之后应立即充电（防止PbSO4重结晶）24八、蓄电池常见符号说明C1～C10：电池1～10小时率的放电容量；

I1～I10：电池1～10小时率的放电电流；

η：电池放电容量系数，放电电流越小，容量系数越

大，具体数值见附表225项目GNB南都华达浮充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过压停机58/29V58/29V58/29V高压告警57/28.5V57/28.5V57/28.5V低压告警44/22V44/22V44/22V周期均充时间12H10H12H均充周期1年90天1年输入高压告警420V420V420V输入低压告警340V340V340V充电完成电流值10%5%10%放电均充容量20%20%5%持续均充时间3H3H3H电压温度补偿5mV/℃3mV/℃3mV/℃温度补偿上限+0.5V+0.5V+0.5V温度补偿下限-0.5V-0.5V-0.5V浮充转均充50mA/AH50mA/AH50mA/AH初充电时间24H24H24H附表1、蓄电池的相关技术参数26放电率（h）电池有效放电容量η（%）放电电流（A）终止电压（V）防酸隔爆阀控密封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：

（）中的电压为第六次循环后至电池保证寿命中期进行容量测试时应达到的终止电压。

附表2、电池的有效放电容量27附表3、蓄电池充电特性28附表4、蓄电池的放电特性（a）

放电时间1.71.61.91.82.12.01h30min1061020h520.2C100.3C100.1C101min232.0C101.0C100.6C100.5C108端子电压）V/单格（－－放电容量与放电电流关系29附表5、充电电压温度补偿曲线阶梯补偿（StepwiseCompensation）≈2.102.302.200201060℃403050（V）5℃35℃45℃2.232.192.312.15线性补偿（LinearCompensation）充电电压温度300102030405060708090100202530354045505560温度寿命百分比%附表6、高温环境对蓄电池寿命的影响31附表7、放电容量与环境温度关系——低倍率放电＞1h------高倍率放电＜1h温度（℃）容量C10％32保存时间（月）剩余容量C％20℃30℃40℃50℃附表8、库存电池容量与温度的关系33汇报提纲第一部分：蓄电池原理概述第二部分：蓄电池的周期性维护要求第三部分：蓄电池的常见故障分析第四部分：蓄电池容量设计及电池安装34蓄电池常见问题分析（1）----漏液1、现象

极柱四周有白色晶体；

极柱铜芯、连接条与端子接触部位发绿，周围出现电解液；

电池槽盖间、电池阀体有电解液渗出2、原因①机械损伤：外力造成壳体、密封部位裂纹；②制造原因：注液量过多，密封不严；③使用原因：蓄电池寿命终止后继续使用，极柱腐蚀穿透，密封材料老化。35蓄电池常见问题分析（2）----蓄电池鼓涨环境温度高、充电器故障等充电电流过大蓄电池发热量大蓄电池温度上升蓄电池损伤热失控区域704060302.22.32.42.5环境温度充电电压（V/单体）℃50362、个别电池鼓涨---电池安全阀失效蓄电池常见问题分析（2）----蓄电池鼓涨内部压力超过一定限度蓄电池有发生破裂的危险37－－蓄电池过放电问题

蓄电池常见问题分析（3）危害生成的PbSO4在充电时不能完全恢复成活性物质，导致电池容量下降。对策根据负载电流调整放电终止保护电压。实现形式主要为开关电源的低压脱扣装置。过放电：超过电池放电终止保护电压之后的继续放电！38－－电池组个别电池电压异常（浮充运行6个月以后）蓄电池常见问题分析（4）1、电池电压小于2.1V－－内部存在短路的可能（渗透短路“铅枝搭桥”现象）2、电池电压大于2.5V－－内部存在断路（开路）的可能（极群或串联连接存在虚焊，负极板极耳、汇流排产生泥状硫酸盐化）渗透短路负极汇流排硫酸盐化39－容量过早衰减，使用寿命短◆正极板活性物质利用率下降

板栅腐蚀活性物质软化板栅有效面积减小板栅延伸活物质与板栅接触变松容量衰减蓄电池常见问题分析（5）40◆负极板硫酸盐化活物质利用率降低容量衰减

活性物质收缩硬化－容量过早衰减，使用寿命短蓄电池常见问题分析（5）41◆电解液

蓄电池漏液水分损失电解液浓度上升容量衰减极间电阻增加正极板腐蚀电池故障－容量过早衰减，使用寿命短蓄电池常见问题分析（5）42◆隔板电池故障－容量过早衰减，使用寿命短蓄电池常见问题分析（5）隔板贯通短路容量衰减隔板材料孔隙度％孔隙尺寸μm80＜3微孔隙聚乙烯63＜10.15无纺聚乙烯60120.21无纺玻璃棉65200.18AGM90240.143容量过早衰减，使用寿命短5、电池壳、安全阀电池故障密封性降低负极板容量衰减空气进入（吸收氧气）44汇报提纲第一部分：蓄电池原理概述第二部分：蓄电池的周期性维护要求第三部分：蓄电池的常见故障分析第四部分：蓄电池容量设计及电池安装45蓄电池容量设计注意事项蓄电池容量的设计应考虑如下情况：1、投资经济性；（1）备电时间越长，所需蓄电池容量越大，投资成本越高。（2）蓄电池属消耗品，有一定寿命期限，到期须加以更换。2、蓄电池容量与负载电流关系

推荐参考如下经验公式选择蓄电池容量：C10≤50I10，否则电池容量选配过大，相应地要求充电功率加大；此外，长时间小电流放电同样会影响电池的使用寿命。3、使用环境的制约电池容量的设计除了要满足直流设备一定时间的后备用电要求外，还需考虑电池室的空间面积、楼层承重能力、电池室的通风条件、电池时的温度和湿度条件等等。46电池容量的配置原则和方法（1）

基于目前交流供电紧张,各地拉闸限电现象频繁出现,为此省公司提高了基站电池的配置标准，原则上市区基站为8～10小时，郊区基站为15～20小时。

电池组的配置必须掌握三个参数：直流系统电压（V）、设备功率P（W）

或者设备用电电流I（A）、要求的后备时间T（H）。

我们知道铅酸蓄电池的额定电压为2V。因此，48V系统需要配置24只电池，24V系统需要配置12只电池。

根据设计规范要求，电池容量的设计需要考虑放电容量系数、温度系数、以及衰老系数等等。但在实际的使用中，电池容量的计算通常采用简化公式：其中：C－电池容量；W－负载功率,单位为瓦，t－后备时间，单位小时；K－裕量系数，一般取1~1.25;Ve－电池组放电终止电压；

η－电池放电容量系数，参见附表247电池容量的配置原则和方法（2）

需要说明的是，由于蓄电池的额定容量为一个系列，按照上述公式计算出

容量后在系列值中向上套用。如果知道直流设备的用电电流和后备时间要求，也可以通过查附表（2）通过简单计算得出需要配置的电池容量。

［例］某基站直流电压为24V，直流电流为140A，要求后备时间为8小时，请配置基站电池容量。查附表2，8小时率的放电系数为1.18，因而10小时率的放电电流为：

I10=140÷1.18=118(A)，因此满足上述要求至少