蓄电池的安装与维护(UPS同行必学)

蓄电池的安装与维护

12/10/2024112/10/20242铅酸蓄电池：正负极板材料主要采用金属铅，介质采用硫酸H2SO4的蓄电池阀控式铅酸电池：正常使用时，电池保持气密和液密状态，当内部气压超过预定值时，平安阀自动开启，释放气体；当内部气压降低后平安阀自动闭合，同时防止外部气体进入蓄电池内部，使其密封。蓄电池在使用寿命期间，正常使用情况下无需补充添加电解液。AGM玻璃棉吸附电池：正负之间的隔板采用玻璃棉，既起到防止正负极板的短路的作用，又起到固定硫酸的作用，使电池内部没有游离的硫酸。GEL胶体电池：在硫酸中参加一种添加剂，使硫酸处于胶体状态。平安阀的动作：为了防止阀控电池内压异常升高损坏电池槽而设定开阀压力。为了防止外部气体自平安阀侵入，影响电池循环寿命，而产生闭阀压力。开阀压力为10-49kPa,闭阀压力为1-10kPa;12/10/20243初充电：新的蓄电池在交付使用前，为完全到达荷电状态所进行的第一次充电，称为初充电。初充电通常采用定电流、定电压两阶段充电方式，当充电电流为1-2mA/AH、2-3h稳定不变时，那么认为充电终了。初充电的工作程序应参照制造厂家说明书来进行；均衡充电：为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均衡现象，使其恢复到规定范围内而进行的充电，称为均衡充电。阀控电池的均充电压为，均衡充电电流为0.1C10〔C10的意义是电池组以10小时率电流放电，放电终压为1.8V时，电池所能放出的容量；电池的容量＝放电时间＊放电电流〕。浮充电：在充电装置的直流输出端始终并接着蓄电池和负载，以恒压充电方式工作。正常运行时，充电装置在承担经常性负荷的同时向蓄电池补充充电，以补偿电池的自放电，使蓄电池组以满容量的状态处于备用。单体阀控电池的浮充电压2.2-2.3V,通常取2.25V.浮充电流为80mA/100Ah;12/10/20244恒流限压充电：先以恒流方式进行充电，当蓄电池端电压上升到限压值时，充电装置自动转换为恒压充电，直到充电完毕。12/10/20245恒流放电：蓄电池在放电过程中，放电电流值始终保持恒定不变，直到输出电压为规定的终止电压为止。恒功率放电：在放电过程中，电池放电功率始终保持不变，直到输出电压为规定的终止电压为止。最大放电电流：在电池外观无明显变形、导电部件不熔断的条件下，电池所能容忍的最大放电电流。我国有关规定：以30I10A放电3分钟，极柱不熔断、外观无异常。12/10/20246容量：通常用安时〔Ah),或瓦时〔Wh)表示，即放电电流的安培数乘以放电时间的乘积，或放电的瓦数放电乘以时间乘积。标称容量：有较为严格的规定：即在25℃的环境下，采用10小时率的电流进行放电，至终止电压为1.80V时放出的容量。实际容量：在当时的环境下，放出的容量值。环境温度、放电电流均为实际值，没有经过任何修正。容量试验：蓄电池组按规定的恒定电流进行充电，将蓄电池充满容量后，按规定的恒定电流进行放电，当其中一个蓄电池放至终止电压时为止。按以下公式进行容量计算： C==I*t〔C是电池组容量，Ah；I是恒定放电电流A；t是放电时间h〕12/10/20247容量保持率：电池到达完全充电之后，静置数十天，由保存前后容量计算出的百分数。我国规定电池静置90天，不低于80%。核对性放电：长期按浮充电方式运行的阀控电池，从每一只电池的端电压来判断电池的现有容量和内部是否失水和干裂是很难的，可靠的方法是通过核对性放电找出电池存在的问题，判断电池的容量。其方法是蓄电池组脱离运行，以规定的放电电流进行恒流放电。只要其中一个单体电池放到规定的终止电压，应该停止放电。密封反响性能：在规定的试验条件下，电池在完全充电状态，每安时放出的气体量〔ml〕。密封反响效率不低于95%。12/10/20248(1)标称电压：2伏；实际电压：2.15伏左右。新电池的荷电状态可根据电池的开路电压测量来判断，新电池的开路电压应在充电后20℃下静置24小时测量。〔此法不适用于旧电池〕荷电状态（StateofCharge）开路电压/单体（V/cell）100%2.1580%2.1060%2.0740%2.0420%2.002－1阀控铅酸蓄电池根本性能12/10/20249(2)V开＝2.15V浮＝2.25V均＝2.35

三者间0.1伏关系；说明充电电压与电池电压之间保持特定压差才能保证充电效果。

(3)V开～C新新电池容量与开路电压成正比。

(4)V开～d液电解液比重与开路电压成正比。

(5)DOD〔放电深度〕～循环次数成反比。

放出电量越大，充放次数越少；国内较好指标：80％DOD，循环次数约1000次。

(6)充电量/放电量，应大于1.2倍。

(7)℃～d液电解液比重配置与温度成反比。

2－2阀控铅酸蓄电池根本性能12/10/202410(8)虽无记忆效应，但不能亏电。Pb〔负〕＋PbO2〔正〕＋H2SO4↔PbSO4＋H2O以上反响中关键是由右至左的充电反响要得到保证，且越完全越好。即：理论上充电越完全，硫酸铅反响越彻底。可以认为：阀控密封铅酸蓄电池维护工作的重点，是如何保证蓄电池的充电效果和建立并完善蓄电池行之有效的充电方法。(9)单体电池充电电压＜2.40伏。2.40伏为阀控电池体系的水解电位。国产蓄电池单体充电电压不要超过2.38伏〔即48伏系统充电电压不要超过57伏〕。

2－3阀控铅酸蓄电池根本性能12/10/202411电池容量与放电率的关系

2－4阀控铅酸蓄电池根本性能10小时率:1C10 5小时率: 0.85C103小时率:0.75C10 1小时率: 0.55C1012/10/202412电池容量与温度的关系

2－5阀控铅酸蓄电池根本性能10小时率：0.006/℃ 5小时率：0.007/℃3小时率：0.008/℃ 1小时率：0.01/℃12/10/202413电池容量、放电率、温度之间的关系Ct=Ce*[1+K(t-25)]Ce--25度基准温度容量

t--放电时环境温度K--温度系数〔10h率K=0.006，3h率K=0.008，1h率K=0.01〕2－6阀控铅酸蓄电池根本性能

12/10/202414电池寿命与温度的关系

2－7阀控铅酸蓄电池根本性能根据Arrhenius关系2

{(T-25)/10}高于25ºC时每升高10ºC，系数双倍增长超过30ºC后，寿命缩短系数严重上升低于25ºC时，系数无效12/10/202415电池寿命与浮充电压的关系

2－8阀控铅酸蓄电池根本性能12/10/202416

2－9阀控铅酸蓄电池根本性能125％100％75％50％25％0浮充电压及温度与电池寿命的关系

12/10/202417

三、影响蓄电池性能的几大因素

运输、储存及安装工作环境—温度、通风用电环境—放电频度和深度充电电压、电流、时间的设定维护12/10/2024183－1－1蓄电池的使用–仓储控制1.应遵循FIFO〔先进先出〕原那么–电池开路时，总是进行不可逆转的劣化，缩短工作寿命2.因自放电而丧失25%容量时需对电池进行补充电，电池假设降至很低的OCV，而不进行重新充电，最终必将导致不可逆转的容量损失。3.刷新恒压充电–开路电池超过6各月或开路电压跌至12.48V。充电电压14.4V，充电时间16-24小时。4.恢复恒压充电–如电池已自放电跌到12.12至12.42V之间，充电电压14.4V，充电时间48小时12/10/2024193－1－2与自放电有关的因素影响电池自放电的几个因素：1.环境温度：较高的温度导致电池较大的自放电。25℃时，自放电率约为3.5%，温度每升高10℃，自放电速度增加一倍2.存放时间：存放时间越长，自放电越大3.环境湿度：湿度越高，自放电越大4.电池设计：a.板栅合金b.板栅厚度，板栅越薄，自放电越大c.电解液比重，比重越大，自放电越大12/10/202420图一：自放电和环境温度关系如图一所示：LIBERTY“AGM〞阀控式铅酸蓄电池在仓储环境温度为25C时，每个月的自放电量约为3.5%，但如果环境温度每增加11.1C，自放电量将加倍。明显地，尽可能低的仓储环境温度会最大程度地延长电池的自放电时间。3－1－3与自放电有关的因素12/10/2024213－1－4电池间的间距及连接线的锁紧扭矩在使用时，电池与电池之间至少保持1/2〞的间距。以维持一定量的空气对流，减少热失控发生的可能性。锁紧扭矩，过大的扭矩会损坏电池的端柱，过松那么会导致接触电阻升高。12/10/2024223－2－1蓄电池工作环境阀控式铅酸蓄电池尽管在极端的环境温度下也能工作，但其额定于77℉〔25℃〕，理想的工作温度范围为70℉〔27℃〕，之间。在较冷的温度环境下操作会减少预期的备份时间，在较暖和的环境温度下操作那么会缩短电池的寿命并增加热失控的可能性12/10/2024233－2－2排气和通风12/10/2024243－3－1供电环境-浮充和均衡充电电压建议的浮充电压为单元格25电池)，并考虑温度补偿-温度补偿系数是每华氏度

0.0028V/单元格(每摄氏度

0.005V/单元格)。建议的均衡充电电压为2.40至2.47VDC/单元格25电池)12/10/2024253－3－2蓄电池的运行注意要点正确选定浮充电压系统浮充电压可允许最多±１％的范围在15~35℃环境温度中，可不加温度补偿措施单体间浮充电压的偏差充电电流:充电电流限制在0.1~0.2C10,循环使用时，当环境温度高于35℃时，最大允许电流为0.05C10纹波电流:浮充使用时<5A/100Ah(额定容量)；半浮充式(缓冲式,开关式)时,允许瞬时可到达20A/100Ah放电电流：实际容量随放电电流而变化，应防止0.05C以下小电流放电环境温度：实际容量随温度而变化终止电压：不同的放电电流其终止电压也不同放电深度：可以100%深度放电，未经制造厂商特殊允许，不得进行更深程度的放电经局部放电或完全放电之后的电池必须立即充电12/10/2024263－4－1开路电压测试开路电压试验在效劳的电池OCV小于11.5V或新电池OCV小于12V，应认为有短路。OCV=电解液比重+0.8412/10/2024273－4－2充电电流接受试验充电电流标准〔25℃，且电池已充满时〕浮充电压为13.8V，应能接受0.75–1.75mA/AH的电流故障判断a.假设电流大大高于预料〔3-4倍〕，可能是电池存在短路单元格b.假设电流太小或实际上不存在，那么可能为以下几种情况：1.可能电池里存在开路2.电池已经严重放电，电解液中硫酸几乎完全消耗3.搁置时间太长，未经补充电，极板上的硫酸盐不能恢复成活性物质

12/10/2024283－4－3浮充电压测试LIBERTY电池的浮充电压：25℃，LIBERTY电池的浮充电压为13.5–13.8V系统中个别电压低于13.3V，电池可能短路系统中个别电池电压高于14.5V，电池可能有开路电池系统浮充状态中，电压差的允许范围：对于一组正在浮充的电池〔12V〕，各个电池的浮充电压范围在13.1–14.2之间，属于正常12/10/2024293－4－4容量试验电池容量缺乏的几个原因：容量试验前，电池未完全充满测试时电池温度较低，故放电时间较短电池容量确实缺乏a.自然老化，容量下降b.长时间浮充电压过低，电池长期处于欠充状态c.长时间搁置，未进行补充电，导致活性物质无法转换d.电池放电后，未及时进行补充电c.充电电压长期过高，导致电池失水12/10/2024303－4－5电池的使用寿命和影响因素设计寿命，使用寿命，浮充寿命，循环寿命电池的寿命一般是指在恒温环境条件下进行浮充状态运行的有效时间，并不是指实际使用寿命，由于使用的各种条件变化，均会影响电池的寿命。影响因素环境温度充电电压与电流放电的深度与频度交流纹波电流其他：密封失效、活性物质脱落等12/10/2024313－4－6同富液式电池相比，阀控式电池的独有故障12/10/2024323－4－7蓄电池的健康状况的判断传统的电解液比重测量已无法进行.浮充电压测量已失去其原有的意义,但过度偏离对于电池的健康状况有预示意义.阻抗和电导的测量在寿命的后期对于发现故障电池有些意义.唯一可信的判断方法是进行容量考核,在运行寿命后期,为确保系统运行平安,应定期进行容量考核.免维护电池？少维护电池！阀控式铅酸蓄电池是否需要维护？12/10/202433四、定期维护及检修指南5、季度维护6、半年维护7、年度维护8、两年维护9、数据分析和纠正行动10、环境与电池温度11、电池目测检查12、电池系统的浮充电压13、电池系统接地故障14、电池系统浮充电流与电压15、阀控式铅酸蓄电池定期维护总结12/10/2024344－1－1C&D电池系统总说明12/10/2024354－1－2电池的串联这一电池系统通常是由一组2伏的单元格，或多个6V、10V或12V的电池串联成一个提供较高电压的系统。如图1：如图1所示4只额定12V的电池可以串联成为一个额定48V电压(24个单元格)的系统。12/10/2024364－1－3电池的并联如图2所示，两个各为48V，90AH容量的串联电池组能够并联成为一个提供180AH的48伏系统。多列串联的电池可以并联成为一个容量等于各单列容量总和的总系统。如图2：12/10/2024374－2阀控式铅酸蓄电池的平安问题阀控式铅酸蓄电池的维护和使用需要由熟悉铅酸蓄电池的人员实施，并且应注意人身和设备的平安。非专职人员必须远离电池以及维护活动。12/10/2024384－2－1电气平安电池系统有电击和高短路电流的危险。维护阀控式铅酸蓄电池时必须注意以下告戒：去除一切个人金属物件〔如：手表，戒子等)采用绝缘工具穿戴全套眼镜和橡皮手套注意电路极性不要连接或断开带电电路电池上面不可放置金属工具和物品在金属电池架上搬动电池前，先用接地故障探测器检查电池是否被无意接地12/10/2024394－2－2电气平安某些类型的阀控式铅酸蓄电池充电系统整流器可能没有采用隔离式变压器。这种情况下，在电池系统上进行维护和收集(测量)数据时必须特别小心。有时阀控式铅酸蓄电池装在非常紧凑的机箱内。同样在这种情况下，在电池系统上进行维护和收集(测量)数据时必须特别小心。12/10/202440皮肤如果接触了电解液，应立即用清水彻底地清洗，如果电解液进入眼睛必须用清水彻底冲洗10分钟，或用特殊的中和性洗眼液，并立即就医照料。任何溅出的电解液须用“SpillKit〞里的特殊溶液或以一磅重的苏打加一加仑的水混合成的溶液予以中和。4－2－3化学事故处理12/10/20244112/10/2024424－2－5阀控式铅酸蓄电池的废弃和搬运阀控式铅酸蓄电池不能随便遗弃，必须由专门的回收机构回收。阀控式铅酸蓄电池在搬运时要小心轻放，以免损坏电池；同时也要注意以免砸伤自己。12/10/202443切不可拆卸C&D阀控式铅酸蓄电池的排气阀或对电池进行加水。因为这很不平安并将导致保用失效。4－2－6告诫告诫！12/10/202444为了获得最正确的可靠性，推荐每季度检查一次电池系统。一般，定期维护须检查的工程有：.系统充电电压.环境温度.取样电池的温度.电池间连接件的电阻和松紧度.单只电池的浮充电压.瞬间高放电率负载试验.电池系统容量试验4－3－1定期维护的准备12/10/202445尽管是可选的工程，仍建议对各只电池的电阻阻抗和电导率试验。确认所有需要的维护工具、设备和平安装置齐全无缺和功能正常。给电池组里所有电池都编号，以使对该电池的记录和数据分析具有针对性。4－3－2定期维护的准备12/10/2024464－4－1维护工具和设备要求12/10/202447以下为根据实际维护类型而选用的设备：数字式电压表毫欧表电池电阻阻抗或电导测试装置100安培瞬间负载测试装置系统负载(如果在电池组上进行测试，采用直流负载。如果在UPS输出端上测试那么选用交流负载)。4－4－2维护工具和设备要求12/10/202448每季度必须完成以下检查工程：保证电池机房清洁无碎屑，并且照明良好保证所有平安实施无缺并功能正常测量并记录电池机房室温电池的目检工程如下：清洁度电池端柱是否损或有过热痕迹电池槽和盖的损坏过热痕迹4－5－1季度维护12/10/202449测量和记录电池系统的直流浮充电压，此时也可选择测量和记录交流皱波电压测量每一个电池端柱与接地间的直流电压以发现不正常的接地测量和记录取样电池的温度测量和记录每个电池的浮充电压测量和记录系统均衡充电电压4－5－2季度维护12/10/202450重复各项季度检查工程随机地进行10秒高放电率试验(如：100安培)，以确认单个电池的功能正常随机测量和记录各个电池的电阻/阻抗/电导，以描绘出一段时间后每个电池的趋势，并发现电池组中各个电池与标准相比是否有大的不同4－6半年维护12/10/2024514－7年度维护重复各项季度检查工程重新按照说明书所列的扭矩紧固电池间的连接电缆，如果已进行连接电阻测量并没有发现阻抗大于安装时的20%。这项检查可以省略12/10/202452电池每两年必须进行一次工作负载或效劳要求有关的电池定额之下的容量试验。最理想的是和原始安装时的验收结果相同。一旦发现电池已降至额定容量的85%，便必须进行每年的容量试验。4－8两年期维护12/10/202453

定期维护活动中累积的数据须记录在附表1所示的表格里。分析和纠正行动的决定必须由熟悉阀控式铅酸蓄电池及其应用与失效模式的人员作出。4－9数据分析和纠正行动12/10/202454电池在较冷的温度环境下操作会减少预期的备份时间。高出77℉(25℃)每18℉(10℃)，就会缩短电池50%的寿命。室温过高那么必须采用适当的通风和空气调节机来纠正。在超过122℉(50℃)的温度下，不可对阀控式铅酸蓄电池充电，这会造成电池的热失控。4－10环境与电池温度12/10/202455电池的清洁度和正确的电池间的间隔至为重要。电池盖上累积的污物尘埃和水分能形成导电体因而产生短路和接地故障。当清洁电池时，电池应置于开路位置。用软布蘸小苏打水溶液清洁电池。不要用玻璃清洁剂或不明清洁剂和溶液清洁电池。某些石油基的清洁剂会损害电池塑料外壳，导致老化和龟裂。4－11－1电池目测检查–电池清洁度12/10/202456一旦发现电池槽/盖开裂或穿透，就应被更换。电池槽的开裂会使电解液从电池内漏出导致接地短路。电池盖上的孔隙尽管不会导致电解液渗出，但仍会导致严重的处境。孔隙会导致电解液的干涸，并引起该单元电阻增大产生热量。电池槽由于过热和热失控导致极度地膨胀和产生永久变形。热失控同样也会导致电解液干涸和极板失效。4－11－2电池目测检查–电池槽盖的损坏12/10/202457弯曲和损坏的端柱会产生高的连接电阻或在负载时熔断熔丝。端柱损坏的电池必须更换。如果端柱上的保护油脂熔化并流淌到电池盖上，就说明连接处发热，并很可能是由于连接松动或高的连接电阻导致。4－11－3电池目测检查–端柱12/10/202458在77℉(25℃)时，电解液密度1.280至1.300的阀控式铅酸蓄电池的推荐的浮充电压为电池单元格数乘以2.25至2.30V遇到极端温度时，浮充电压应考虑温度补偿。温度补偿系数是每