閥控密封型鉛酸威達蓄電池的維護保養

閥控式威達蓄電池維護保養中的常見問題及測試方法,指出生產和運行中容易忽視的問題,提出了要嚴格執行國家及行業標準,按照規定的測試方法定期對蓄電池進行檢測和維護,保障蓄電池的性能得到好的發揮,從而保障生產的安全運行。
閥控密封型鉛酸威達蓄電池不僅廣泛應用于通信領域,在石油化工、海洋石油開采及電力系統中也起著重要的作用,一般用于UPS、直流盤、導航系統等,蓄電池的性能好壞對于生產正常運行起著至關重要的作用,因此定期對蓄電池進行檢驗和維護是非常必要的。然而作為工程技術服務公司,我們在為用戶進行蓄電池定期維護中發現,很多單位蓄電池的維護工作都有待于改進，如新蓄電池安裝以后沒有經過嚴格的工程驗收，投入運行前沒有做10小時率核對性放電；由于缺乏有效的監測設備，只是測量蓄電池的浮充電壓、保持表面清潔等，無法準確測量出蓄電池的真實容量，預測蓄電池的可使用時間；不注意日常維護，維護保養不當造成蓄電池早期失效。大部分閥控蓄電池的設計壽命均在10年以上,然而由于生產工藝、運輸安裝、日常維護等方面的問題，許多蓄電池壽命只有5～6年時間，有些甚至1、2年就出現落后電池現象，正確的檢測和維護保養是解決問題的根本所在。

1    維護保養常見問題

閥控鉛酸蓄電池的正常使用壽命在10年以上,但在實際使用中經常在短短幾年內就出現容量不足或失效的現象。維護保養中常見的問題有以下幾個方面。

(1)環境溫度

威達蓄電池在25℃的環境下可獲得較長的壽命。溫度升高時,蓄電池的極板腐蝕將加劇,同時將消耗更多的水,從而使電池壽命縮短。在25℃以上時,溫度每升高10℃,蓄電池的壽命縮短一半;超過40℃有熱失控的危險。因此必須控制好蓄電池室的溫度使其保持在22℃～25℃之間。

很多用戶對蓄電池室不注意通風散熱及溫度控制,室溫經常在30多度左右,蓄電池的運行溫度則更高,短期內不會暴露出對蓄電池的影響,但蓄電池的性能在幾年后的容量檢測中就會發現已經大幅下降了。

(2)過度充放電

威達蓄電池在長期過充電狀態下,會加速腐蝕,使容量降低;同時因水損耗加劇,將使蓄電池有干涸的危險,從而影響蓄電池壽命。

蓄電池被過度放電會導致電池內部有大量的硫酸鉛吸附到蓄電池的陰極表面,在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種絕緣體,它的形成必將對蓄電池的充、放電性能產生很大的負面影響,在陰極上形成的硫酸鹽越多,蓄電池的內阻越大,電池的充、放電性能就越差,蓄電池的使用壽命就越短。

一般運行中的UPS不會出現過充或過放現象,其浮充電壓、放電終止電壓等參數都已經在設備交接驗收時設置好了。值得重視的是，在交接驗收中應確保UPS按照蓄電池廠家技術要求設置的相應參數，并進行蓄電池容量核對性試驗(充電和放電循環)，很多用戶忽視了交接驗收檢查，只充上電就算驗收，不核實蓄電池容量是否達到了設計要求，或沒有留下任何廠家資料和驗收文件、試驗報告，這給以后的維護維修、故障分析帶來困難。

(3)深度放電

通常UPS會設置低終止放電電壓保護蓄電池，此數值是按照UPS在設計負載放電電流下的終止放電電壓設置的。當UPS負載變化為輕載時，例如所需的放電電流僅為蓄電池容量的10%～20%,一旦市電中斷，蓄電池一直放電到設定的低終止電壓而自動關機，由于小電流放電情況下單體蓄電池的實際放電終止電壓要高于設計負載規定的終止放電電壓，實際上已經迫使蓄電池進入深度放電的狀態，必將造成蓄電池過早地失效報廢。

因此,當一些老型號UPS不具備根據威達蓄電池放電電流與終止電壓特性自動調節低終止電壓功能時,或者不具備長放電時間限定功能時,就要經常檢查負載變化,及時調節終止電壓,避免輕載引起的蓄電池深度放電。

(4)長期浮充

蓄電池在長期浮充電狀態下,只充電而不放電,勢必會造成蓄電池的陽極極板鈍化,使蓄電池內阻增大,容量大幅下降,從而造成蓄電池使用壽命縮短。

很多用戶都忽視了定期進行蓄電池放電的意義和重要性,這也是造成蓄電池性能下降的一個重要原因。

2    常用測試方法

蓄電池除日常清潔、緊固、巡檢等常規檢查外,還應進行必要的測試。

(1)測量電池單體浮充電壓

每月應測量一次電池單體浮充電壓,填好測量記錄并記下環境溫度。可以直接用萬用表手工測量,也可以通過監測設備測量。浮充電壓的設置對電池的壽命具有相當重要的影響。在理論上要求浮充電壓產生的電流量是用以補償電池的自放電。浮充電壓過高會引起電池正極腐蝕和失水,使電池容量下降;而浮充電壓過低,也會使電池充電不足,引起電池落后,嚴重時會出現電極硫酸鹽化。浮充電壓的選擇可以根據廠家說明書的要求而設定,沒有說明書時也可以設置在(2.23～2.28)V·N(N為單體電池個數)。

雖然測量浮充電壓并及時作出調整是蓄電池日常維護的一項重要工作,但是測量浮充電壓并不能找出落后單體電池。實踐證明,閥控密封鉛酸蓄電池端電壓與容量無相關性,從靜態的浮充電壓,無法準確判斷出蓄電池的好壞。

(2)核對性放電

按照電力部《電力系統用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規程》DL/T724-2000標準,新安裝或大修后的閥控蓄電池組,應進行全核對性放電試驗,以后每隔2～3年進行一次核對性試驗,運行了6年以后的閥控蓄電池,應每年作一次核對性放電實驗。

閥控威達蓄電池組的恒流限壓充電電流和恒流放電電流均為I10。額定電壓為2V的蓄電池,充電電壓不超過2.4V,組合電池和蓄電池組充電電壓不超過2.4V×N。額定電壓為2V的蓄電池,,放電終止電壓為1.8V;額定電壓為6V的組合式電池,放電終止電壓為5.25V;額定電壓為12V的組合蓄電池,放電終止電壓為10.5V。只要其中一個蓄電池放到了終止電壓,應停止放電。

新驗收的威達蓄電池,在5次充、放電循環內,當溫度為25℃時,放電容量應不低于10h率放電容量的95%。

已投入運行的電池,在三次充、放電循環之內,若達不到額定容量值的80%,此組蓄電池為不合格。

由于缺乏有效的設備,傳統放電試驗,需將蓄電池組脫離運行,接上電熱絲或水阻放電。通過調整電熱絲或水阻,使電池組以恒定電流放電,同時用萬用表每隔一定時間就須測量電池端電壓一次,直至其中有一單體的端電壓到達規定的終止電壓時停止放電,其放電時間與放電電流的乘積即為該電池的實際容量。此種檢測方法測量電池的容量數值準確,能夠清晰的判別電池是否為失效電池。由于負載體積龐大,搬運不方便;放電時產生的巨大熱能,導致電熱絲發紅,容易引起安全事故;試驗中至少一人測量一人記錄數據,工作量過大,難于全面進行;放電快結束時,電池電壓下降較快,個別電池端電壓可能在兩次測量間隔期間突然降至終止電壓以下,造成過度放電。

(3)內阻(電導)測量

閥控威達蓄電池的故障,如板柵腐蝕、接觸不良、活性物質可用量減少等集中表現于蓄電池內阻的增大、電導的減小,因此,電導或電阻的高低可提供反映蓄電池故障和使用程度的有效信息。

目前上流行一種用電導測試的方法檢測電池的內阻來藉此判斷電池的實有容量。電導,即內部電阻的倒數,是指傳導電流的能力,它反映了電阻的大小。測試方法是用交流發電裝置向蓄電池單體或蓄電池組注入一個低頻20～30Hz或60Hz的交流信號,測量通過電池的交流電流和每只蓄電池兩端的交流電壓,然后計算出I/U或Uac/Iac比率,即可得出蓄電池的電導或電阻值,并顯示這個值。這一測試理論認為剩余容量和電池內阻有一定的固定關系,特別是在剩余容量不足50%時,會迅速下降,因而根據電池的電導或電阻值來判斷電池容量有很好的一致性。

然而閥控電池的電阻組成是復雜的,包含了電池的歐姆電阻,濃差極化電阻,電化學反應電阻及雙層電容充電時的*作用。在不同的量測點和不同的時刻測得的電阻值包含的組成也是不同的。另外由于內阻值為毫歐級,所以連接電纜、測試夾具、測試儀性能等都會對內阻測量產生較大的*,內阻值的真實性和準確性怎樣得到保障,這是需要大量實踐來確定的。

3.常用測試手段

(1)在線監測

目前使用較多的蓄電池在線監測裝置是電池巡檢儀，采集電池的電壓、電流和溫度,通過直流充電設備的監控器可顯示各單節電池電壓，判斷故障電池的編號且給出報警，并測量出每節電池內阻的特性曲線，方便了用戶的日常維護，提高了工作效率，保障了數據采集的準確性和實時性。

另外有些廠商推出了便攜式電導測試儀,可在蓄電池運行狀態下測量蓄電池電導,根據電導的變化判斷蓄電池的容量變化。這對工程技術服務人員來說是非常方便的。

(2)威達蓄電池容量測試

當UPS和直流盤運行時,在退出來的蓄電池組或備用的蓄電池組進行活化和核對性放電時,可以采用專門的蓄電池容量測試設備。蓄電池的充放電電流、充放電終止電壓、單體終止電壓、充放電時間都可調可控,同時可以測量記錄單體和整組電池的電壓、內阻,數據采集周期可以設置到秒級,只要單體終止電壓、整組終止電壓、充放電時間有一項達到設置值時,測試設備就會自動停止工作,保障蓄電池的安全。新型容量測試儀采用的內置放電負載,沒有以往電熱絲的笨重和紅熱現象,方便了工程技術人員的現場使用,取消了使用老式負載對環境和空間的要求,主要的是放電過程中的安全性得到了提高。

4.威達蓄電池維護保養措施

通過對威達蓄電池常見問題和測試方法的總結,提出以下維護保養措施。

(1)威達蓄電池維護應嚴格按照國家、行業標準規定的項目及周期進行,對性能有懷疑和運行多年的蓄電池應縮短維護保養周期,有蓄電池生產廠家技術參數時,其性能合格標準參照廠家數據,無廠家數據時依據國家和行業標準。

(2)核對性放電試驗比較客觀地反映了蓄電池容量,是直觀和重要的手段,電池內阻或電導測試可以作為輔助手段,或者作為運行中對蓄電池進行監視的一種方式,但不可以替代核對性放電。

(3)做好投運前、日常和歷年蓄電池維護測試的數據記錄并妥善保管,可以作為判斷蓄電池性能好壞、故障分析的依據。對性能下降較快的蓄電池及早進行活化或更換,避免蓄電池失效對生產的影響。

(4)定期檢查蓄電池的外觀有無異常變形和發熱,仔細檢查安全閥的周圍是否有被噴射的污點,以此確定安全閥是否擰緊或損壞。

(5)威達蓄電池因單只容量不夠需更換時,只能一次性全部更換,不能僅把性能指標不夠的蓄電池單獨更換下來,否則會因蓄電池的內阻不平衡而影響整組電池的發揮,縮短整組電池的使用壽命。

(6)環境溫度對蓄電池的放電容量、壽命、自放電、內阻等方面都有較大影響,雖然開關電源有溫度補償功能,但其靈敏度和調整幅度畢竟有限。因此,蓄電池室應安裝空調設備并將溫度控制在22℃～25℃之間。這不僅可延長蓄電池的壽命,還能使蓄電池有佳的容量。

(7)長期不用的蓄電池,在使用前一定要進行補充電,不同廠家、型號的電池禁止混用。

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