- 蓄電池的選擇和規(guī)格
- 蓄電池的驗收及儲存
- 蓄電池的使用與維護
- 溫度控制
- 維護用通道設(shè)置
蓄電池是系統(tǒng)可靠性依賴的最后環(huán)節(jié)，也是系統(tǒng)可靠性最薄弱的環(huán)節(jié)，很多重大事故的發(fā)生都起源于蓄電池的失效。只有重要系統(tǒng)才配備蓄電池后備電源系統(tǒng)。雖然有的蓄電池從安裝到指定退出運好象沒問題，實際情形可能是從未使用到該電池組放電，一旦需要蓄電池供電，而未能確認(rèn)蓄電池是否能供電，那將會造成重大損失，甚至是災(zāi)難性的。所以，對蓄電池的選購、驗收、測試、維護和保養(yǎng)絕對不能掉以輕心。
蓄電池的選擇和規(guī)格
要使蓄電池系統(tǒng)具有較高的可靠性,首先要正確地選擇蓄電池，UPS與通訊用蓄電池在設(shè)計上就存在不同：有些蓄電池具有較好的循環(huán)特性；有些蓄電池適宜啟動；有些蓄電池適宜低溫環(huán)境；有些蓄電池適宜小電流放電等等。在挑選蓄電池時，了解各種蓄電池在工藝間上和使用上的差異是非常必要的，充分了解蓄電池的電性能和用戶本身對產(chǎn)品性能的需求。
用戶對產(chǎn)品的需求。例如后備電源系統(tǒng)容量需求、使用的頻率、使用的環(huán)境、主要用途、使用壽命、可靠性要求、瞬間放電率、整流器的規(guī)格和其他蓄電池相關(guān)性能的要求。
供應(yīng)商的產(chǎn)品承諾。產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)（蓄電池的型號、外觀尺寸、額定容量、額定電壓、重量、重量比能量、體積比能量、設(shè)計壽命、正負(fù)極板片數(shù)、正負(fù)極板厚度比、電解液密度、極板的類型、板柵的材料等）、產(chǎn)品電性能參數(shù)、產(chǎn)品的實際使用壽命、安裝使用環(huán)境、不同型號的性能和價格、不同種類的產(chǎn)品保修期等。
以全停電狀態(tài)時的放電容量計算，選擇合適的電池型號：
Cc=Kk•Cs/Kc
Kk—容量儲備系數(shù)，取1.25。
Kc—容量換算系數(shù)，對應(yīng)于放電終止電壓為1.8V，查設(shè)計手冊蓄電池放電容量與放電時間的關(guān)系曲線。
Cc—事故全停狀態(tài)下，長時間放電容量。
蓄電池規(guī)格在IEEEStd.485中有相應(yīng)的說明,用戶在確定了系統(tǒng)的循環(huán)壽命后,便可以比較容易地選定蓄電池的規(guī)格。在選擇適合使用的蓄電池的過程中，還要考慮下面的幾個因素：
Kt–溫度修正因素，使蓄電池能在預(yù)期的最低溫度環(huán)境中正常工作。
Kd–設(shè)計余量因素，使蓄電池可以對額外增加的負(fù)載進行補償。
Ka–老化因素，使蓄電池能夠滿足它的使用壽命。
電池室的設(shè)計
電池室的布局及環(huán)境，會很大程度地影響系統(tǒng)可靠性和使用壽命，在設(shè)計時要考慮到以下幾點：
溫度控制：高溫會縮短蓄電池的使用壽命。在92F°環(huán)境中，蓄電池的使用壽命只能達到額定壽命的一半。低溫又會使蓄電池的容量減小，在62F°環(huán)境下，蓄電池要損失大約10%的容量。因此，電池室的溫度必須集中控制。最高與最低的溫度差應(yīng)小于5F°。否則會使電池單體的浮充電壓不穩(wěn)定。
維護用通道：電池室內(nèi)必須留有過道，以供維護人員更換電池和進行清潔時使用。如果沒有留出這個通道，所有的養(yǎng)護工作都無法進行。如果機柜被塞得很滿，維護人員根本無法接觸到蓄電池的極柱端子。當(dāng)蓄電池在三個月或更短時間內(nèi)出現(xiàn)性能下降時，維護人員根本無法意識到問題的嚴(yán)重性。
安全性：安全方面要考慮的問題包括：酸霧排放口、機柜通風(fēng)散熱、清潔用工具，采光效果以及方便出口。一般不要采用高于兩層的電池架。
蓄電池的驗收及儲存
用戶必須按照正確的程序驗收和儲存蓄電池，以確保安裝和使用時的質(zhì)量。以下是三個最重要的步驟：
（1）損壞檢查：在蓄電池交貨后，要立即進行檢查，以便用戶能迅速掌握損壞或部件缺失的情況。因為如果反映問題的時間太遲，不僅會加重?fù)p失，而且向廠商或供貨公司索賠也會很困難。
（2）在完成上述檢查以后，才可進行安裝。完成安裝后，進行充電，充滿電后再浮充72個小時，然后作完整容量測試。如果通過容量測試，蓄電池驗收才算完畢。
（3）驗收完畢后，蓄電池必須再充滿電，浮充72個小時后，測其內(nèi)阻作為以后判別其性能的基值。如果內(nèi)阻值都在平均值的±5%，則視為阻值匹配，超過平均值5%的蓄電池最好要求供應(yīng)商更換，因為內(nèi)阻值相差太多的蓄電池組壽命會受到影響。
儲存處應(yīng)涼爽干燥，高溫和較快的自放電率會使蓄電池的內(nèi)耗增加。
如果必須充電，如果蓄電池的儲存時間已超過六個月，用戶還不對它們進行升壓充電，那么多數(shù)的生產(chǎn)商所做的保證都將無法實現(xiàn)。如果蓄電池的儲存在高溫92F°環(huán)境中，這個時間將變?yōu)槿齻€月。
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蓄電池組的安裝
安裝也是一個重要的步驟。因為這項工作好壞，會影響電池系統(tǒng)運行的可靠性。多數(shù)的用戶沒有意識到蓄電池的安裝工作的重要性。蓄電池安裝工作應(yīng)該是由培訓(xùn)過的人員或生產(chǎn)廠家來完成。許多蓄電池的損壞，都是由于安裝人員缺乏經(jīng)驗造成的。
以下是安裝過程中會經(jīng)常出現(xiàn)的一些損壞情況：
極柱密封發(fā)生泄露：原因有可能是在搬運電池時提拉極柱，或者是安裝電池間連單體的排列不整齊所致。由于電池被拉進安裝位置，使電池間連接器處于繃緊狀態(tài)從而使接器前，極柱和密封件之間發(fā)生擠壓，極柱密封發(fā)生的泄露必然會導(dǎo)致電池間連接器發(fā)生腐蝕。
外殼損壞：這是由于使用了未經(jīng)認(rèn)可的化學(xué)材料造成的。有些人員為了電池安裝上的便利使用了油基潤滑脂。安裝完畢后，再使用成份不明化合物清洗蓄電池，由于許多化合物會侵蝕殼體材料，因此，造成了蓄電池外殼破裂和電解液的泄露。
蓄電池的使用
1使用溫度的影響：
（1)容量與溫度的關(guān)系：隨著環(huán)境溫度的升高，電池的容量在一定范圍內(nèi)會增加。溫度過低會造成負(fù)極硫酸鹽化，溫度過高會加速電池板柵的腐蝕和電池水分的損失。
（2)浮充電壓與溫度的關(guān)系：不同溫度下的浮充電壓計算公式為VT=（2.2～2.27）-（T-25）×0.03。浮充電壓過高，浮充電流隨之增大，加快板柵的腐蝕速度，降低電池使用壽命；浮充電壓過低，電池不能維持充電狀態(tài)，引起硫酸鹽化，容量減少，降低電池使用壽命。
（3)均充電壓與溫度的關(guān)系:不同溫度下的均充電壓計算公式為VT=（2.30～2.35）-（T-25）×0.05。均充電壓需要隨環(huán)境溫度進行調(diào)整。具體的均充電壓以生產(chǎn)廠家為準(zhǔn)。
（4)壽命與溫度的關(guān)系：T25=T設(shè)計×2(T實際-25)/10。溫度升高會損壞電池，降低電池的使用壽命。
2閥控蓄電池的充放電制度
（1)恒流限壓充電
采用I10電流進行恒流充電，當(dāng)蓄電池組端電壓上升到（2.30～2.35V）×N限壓值時，自動或手動轉(zhuǎn)為恒壓充電。
（2)恒壓充電
在（2.30～2.35V）×N的恒壓充電下，I10～2I10充電電流逐漸減小，當(dāng)充電電流減小至0.1I10電流時，充電裝置的倒計時開始起動，當(dāng)整定的倒計時結(jié)束時，充電裝置將自動或手動地轉(zhuǎn)為正常的浮充電運行浮充，電壓值宜控制為（2.23～2.28V）×N。
（3)補充充電
為了彌補運行中因浮充電流調(diào)整不當(dāng)造成了欠充，補償不了閥控蓄電池自放電和爬電漏電所造成蓄電池容量的虧損。根據(jù)需要設(shè)定時間（一般為3個月）充電裝置將自動地或手動進行一次恒流限壓充電恒壓充電浮充電過程。使蓄電池組隨時具有滿容量，確保運行安全可靠。
3閥控蓄電池的核對性放電
長期使用限壓限流的浮充電運行方式或只限壓不限流的運行方式，無法判斷閥控蓄電池的現(xiàn)有容量，內(nèi)部是否失水或干裂，只有通過核對性放電，才能找出蓄電池存在的問題。
（1)一組閥控蓄電池
當(dāng)系統(tǒng)只有一組電池時，不能退出運行，也不能作全核對性放電，只能放出額定容量的50%，在放電過程，蓄電池組端電壓不得低于2V×N。放電后應(yīng)立即用I10～2I10電流進行恒流限壓充電恒壓充電浮充電。反復(fù)放充2～3次，蓄電池組容量可得到恢復(fù)。蓄電池存在的缺陷能找出和處理。若有備用閥控蓄電池組作臨時代用，該組閥控蓄電池可作全核對性放電。
（2)兩組閥控蓄電池
當(dāng)系統(tǒng)具有兩組閥控蓄電池時，可先對其中一組閥控蓄電池組進行全核對性放電。用I10電流恒流放電，當(dāng)蓄電池組端電壓下降到1.8V×N時，停止放電。隔1～2h后，再用I10～2I10電流進行恒流限壓充電恒壓充電浮充電。反復(fù)放充2～3次，蓄電池存在的問題也能查出，容量也能得到恢復(fù)。若經(jīng)過3次全核對性放充電，蓄電池組容量均達不到額定容量的80%以上，可認(rèn)為此組閥控蓄電池使用年限已到應(yīng)安排更換。
（3)閥控蓄電池核對性放電周期
新安裝或大修后的閥控蓄電池組，應(yīng)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(yīng)每年作一次核對性放電試驗。
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電池的維護
蓄電池的維護要求在IEEE文件1188（VRLA電池）中有清楚的說明，而且要由熟練人員按照標(biāo)準(zhǔn)上的要求來執(zhí)行，任何嚴(yán)格執(zhí)行IEEE標(biāo)準(zhǔn)的用戶，都會有一個可靠的后備電池系統(tǒng)。
維護工作中所牽涉到的最大問題就是人員安全，尤其是UPS中的高壓電池。不甚了解歐姆定律的不熟練人員，是不能從事高壓蓄電池方面工作的。許多新安裝的UPS系統(tǒng)使用了未經(jīng)隔離變壓器，這樣會在電池串中每一個極柱端子上產(chǎn)生一個對地的交流高壓，再加上實際上已知沒有更多的空間去接近極柱端子。因此，UPS機柜內(nèi)的安裝工作是極其危險的。
維護程序必須使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)測量和記錄方法，以便能對蓄電池做進一步的分析。同時，推測出應(yīng)被替換的電池，又可以用這些數(shù)據(jù)找出存在的問題，使系統(tǒng)存在的問題變得明顯，。保證后備電源系統(tǒng)的安全，同時為索賠提供必要的證據(jù)。
6.1日常維護內(nèi)容：蓄電池每周應(yīng)檢查下列項目：
（1)清除表面灰塵，需用不脫毛軟布或其他類似材料。
（2)檢查連接處有無松動，發(fā)熱和腐蝕現(xiàn)象。及時清理，作好防銹措施。
（3)電池殼體有無滲漏和變形。
（4)極柱和安全閥周圍是否有酸霧逸出，密封閥控電池。
（5)電池組浮充電壓。
（6)每個單體浮充電壓，對低于2.18V時,應(yīng)對該電池進行均衡充電。
（7)每天檢查環(huán)境溫度，及時調(diào)整浮充電壓。最好使用帶有自動溫度補償?shù)碾娫?。?zhǔn)確數(shù)據(jù)需參考電池生產(chǎn)商提供的數(shù)據(jù)。
6.2季度和年度保養(yǎng)
6.2.1內(nèi)阻及電阻測試
蓄電池內(nèi)阻和單體模塊之間連接電阻，應(yīng)每季度測一次內(nèi)阻和連接電阻；對閥控電池使用4年以上，應(yīng)將測試周期縮短一半。對測量的阻值明顯高于上一次或接近失效判定值，接近基值1.25倍時。測試周期應(yīng)縮短為原來的一半或1/4達到或超過基值時，應(yīng)做整組完整容量測試或掉電測試。對于整組電池的內(nèi)阻平均值接近內(nèi)阻接近達到或超過基值時，應(yīng)做該單體的充放電測試?；罨瘻y試時，當(dāng)單體內(nèi)阻值超過基值50%以上時，應(yīng)毫不猶豫地更換該電池。對無條件作容量測試或活化測試時，在系統(tǒng)安全條件許可下，利用系統(tǒng)作短時間，半小時左右的充放電實驗。再次測量其內(nèi)阻，如超過失效限值，則應(yīng)更換該電池。如無條件作上述測試，應(yīng)立即更換內(nèi)阻達到或超過失效值的單體。更換電池時要考慮內(nèi)阻匹配的原則。在更換電池數(shù)較多，總數(shù)達到10%以上，而未能找到內(nèi)阻較好匹配的電池時，應(yīng)該考慮更換整組電池。
6.2.2容量測試
密封閥控電池至少每年做一次完整容量測試或深度放電測試。對整組內(nèi)阻平均值等于或超過失效限值時，須做完整容量測試。對單體的內(nèi)阻等于或大于失效限值時，必須做單體容量及活化。
6.3特殊保養(yǎng)
如果蓄電池組有過異常條件的經(jīng)驗(如服務(wù)放電，過充或超高的環(huán)境溫度等)，那么應(yīng)作一次檢測。以確認(rèn)電池組未被損壞。檢查內(nèi)容與年檢所要求內(nèi)容一樣。
測試
一個蓄電池系統(tǒng)是否能發(fā)揮作用，可以用以下幾種方法對它進行測試：
（1）容量測試：因為這是基于正規(guī)的理論所進行的測試，而且能確定蓄電池在壽命周期中所處的位置。新安裝的系統(tǒng)必須將容量測試作為驗收測試的一部分。
（2）掉電測試：這種方法是用實際的負(fù)載來測試蓄電池系統(tǒng)，通過測試的結(jié)果，可以計算出一個客觀準(zhǔn)確的蓄電池容量。建議在測試時，盡可能地接近或滿足時間要求。如果一個使用VRLA電池的系統(tǒng)，在加載后無法保持原來的電壓，應(yīng)考慮對它做全面測試。VRLA電池加入負(fù)載后，出現(xiàn)局部干涸，屬正?，F(xiàn)象。但是如果端子上的電壓出現(xiàn)迅速下降，則說明能量已耗盡，蓄電池已無法支持系統(tǒng)的正常運作。
（3）測量內(nèi)部歐姆電阻：內(nèi)阻是電池狀態(tài)的最佳指示器。這種測試方法，雖然沒有負(fù)載測試那樣100%絕對，但測量內(nèi)阻至少能檢測出95%以上有問題的蓄電池。負(fù)載測試是確定蓄電池性能的最好辦法，但是進行測試所需的費用非常昂貴。在必要情況下，測試內(nèi)阻則是一個相對合理的折中方案。根據(jù)這個方案，VRLA應(yīng)在每各季度測量一次內(nèi)阻。
（4）閥控蓄電池在運行中電壓偏差值:閥控式密封鉛酸蓄電池 標(biāo)稱電壓2v 6v 12v運行中的電壓偏差值 0.09v 0.24v 0.48v
因此，單純地依靠測量電壓來判斷蓄電池的好壞是不夠科學(xué)的。要想使蓄電池系統(tǒng)達到很高的可靠性，應(yīng)該從購買適用的蓄電池開始，還要確保它們能被正確的儲存和安裝，并且按IEEE標(biāo)準(zhǔn)中的指引來維護和測試蓄電池。配置一個永久安裝的監(jiān)示器或在線監(jiān)控系統(tǒng)，將為系統(tǒng)的可靠性提供最大程度的保障。
蓄電池更換標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)蓄電池的實際容量低于制造商的額定容量值的80%時，應(yīng)更換蓄電池。更換的時序是容量大小標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的一個功能，也能比較各種負(fù)載條件下的容量邊界可能值。80%的容量表明即使電池具有滿足直流系統(tǒng)負(fù)載能力的安培（電流）能力，其退化速度也在增加，如不滿足服務(wù)測試的結(jié)果或增加新負(fù)載的要求，都可能要求更換電池。諸如異常高單體/元溫度的物理特性。通常也是決定更換整組或單個電池的條件，單體極性反向?qū)π枰鼡Q而作進一步查證的單體/元是個很好的指示器。如要更換單體/元，其電器特性一定和備換的單體/元相容，并且在安裝前必須經(jīng)過測試。不推薦在蓄電池組接近失效時更換單體/元。
一個單體的電壓在經(jīng)過校正操作（均充）后仍然低，那么也是對需要更換而作進一步查證的單體/元是個很好的指示器。在連續(xù)性測試中失效的單體/元，只要存在一個不可校正的條件，就必須立即更換。
本文就蓄電池的選購、驗收、使用和維護進行了詳細(xì)的介紹。正確認(rèn)識蓄電池、科學(xué)使用蓄電池、掌握測試和挑選蓄電池的方法、合理可靠地對蓄電池進行管理和維護，能夠保證蓄電池有較長的壽命，維護投資者的利益。
