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    UPS電源蓄電池12V65AH
    發(fā)布者:xdc19950922  發(fā)布時(shí)間:2018-07-17 14:31:00

    UPS電源蓄電池12V65AH

    北京金業(yè)順達(dá)科技有限公司
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     一、鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)及特性

      鉛酸蓄電池主要?dú)んw、正負(fù)極板、隔板,電解液在電場作用下將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)電能貯存,又將化學(xué)電能轉(zhuǎn)為直流電能,并可反復(fù)進(jìn)行數(shù)次充放電循環(huán)的一種裝置,電化學(xué)反應(yīng)式為:
      上式可知鉛酸蓄電池是一個(gè)復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)體系,鉛酸蓄電池性能壽命長短取決于制造正負(fù)極板的材料,工藝環(huán)境、活性物質(zhì)純度組合構(gòu)成及使用環(huán)境和維護(hù)等有很重要的影響。
      二、鉛酸蓄電池正負(fù)極板(電極)中活性物質(zhì)與容量重要關(guān)系
      1、由于鉛酸蓄電池容量的多少與正負(fù)極板中能參加電化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)的數(shù)量面積有重要關(guān)系,這里所講活性物質(zhì)量指的是能參加可逆性電化學(xué)反應(yīng)的真實(shí)表面積,而不是幾何尺寸的計(jì)算面積。當(dāng)鉛酸蓄電池加入電解液后,正負(fù)極板都在電解液(硫酸)的浸泡之中,一部分電解液中的硫酸被正負(fù)極板吸收,正負(fù)極板表面全是硫酸鉛。
      而正負(fù)極板在電場的作用下,正極板的表面形成致密的二氧化鉛,而負(fù)極板的表面形成致密的純鉛,其正極板形成的二氧化鉛越致密鉛酸蓄電池容量就越大。因此,在常規(guī)的充放電過程中,正負(fù)極板在充電時(shí)得到二氧化鉛和純鉛,放電后正負(fù)極板形成硫酸鉛,其活性物質(zhì)應(yīng)是迸性的,可相互換置的離子結(jié)構(gòu)的活性物質(zhì)才對(duì)電化學(xué)反應(yīng)有效。
      按規(guī)定規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)制造的任何一種額定容量的鉛酸蓄電池,在常充電下其鉛酸蓄電池的容量應(yīng)在額定容量的95%以下,說明其鉛酸蓄電池不合標(biāo)準(zhǔn),其原因有制造材料、生產(chǎn)工藝、環(huán)境、產(chǎn)品貯存時(shí)間過長其活性物質(zhì)老化失效等原因。
      三、極板酸化,自放電、活性物質(zhì)脫落與鉛酸蓄電池失效
      1、極板硫化:所謂硫化是指正負(fù)極板上形成不可逆硫酸鉛鹽化組成一層白色粗粒結(jié)晶的硫酸鉛而言。這種結(jié)晶體很難在正常的充電時(shí)消除,硫化的形成程度與鉛酸蓄電池容量有很大的關(guān)系,硫化越嚴(yán)重,電容量越少,直至報(bào)廢,極板硫化的因素很多,主要是鉛酸蓄電池貯存時(shí)間過長,因?yàn)闃O板在化成處理時(shí)活性物質(zhì)表面存在硫酸,導(dǎo)致活性物質(zhì)表面的硫酸鉛老化后失去電離的作用。鉛酸蓄電池帶電擱置時(shí)處于放電狀態(tài),放電后未及時(shí)給電池充電,電解液密度過高或不純,都會(huì)使正負(fù)極板中活性物質(zhì)的表面形成不可硫化。所以,硫化是導(dǎo)致極板活性物質(zhì)失效報(bào)廢的主要原因。
      2、自放電,是指鉛酸蓄電池內(nèi)電自行消耗,一般認(rèn)為每晝夜容量下降不大于2%,就認(rèn)為正常,因鉛酸蓄電池本身有自放電缺點(diǎn),如果每晝夜容量下降大于2%時(shí),那就是有故障了,自放電原因主要有:生產(chǎn)制造中材料不純(如含銻過高或其它有害雜質(zhì)),電解液中含有害雜質(zhì)(鐵、錳、砷、銅等離子),正負(fù)極板硫化后極隔板孔隙堵塞,導(dǎo)致鉛酸蓄電池內(nèi)阻消耗增大,都有導(dǎo)致鉛酸蓄電池產(chǎn)生自放電的原因,所以,要求電解液必須是專用硫酸,水必須是蒸餾水或去離子水。
      3、極板活性物質(zhì)脫落
      規(guī)范的使用鉛酸蓄電池,正負(fù)極板中的活性物質(zhì)是不易脫落的。正極板活性物質(zhì)的脫落主要是電不足或低溫時(shí)大電流放電,而負(fù)極板活性物質(zhì)的脫落主要是過充電或充電電流過大,過充電會(huì)引起水的電解產(chǎn)生大量的氫氣和氧氣,當(dāng)氫氣向孔隙沖出時(shí),會(huì)使活性物質(zhì)脫落,鉛酸蓄電池在顛震的環(huán)境使用也會(huì)加速活性物質(zhì)的脫落。所以,要求鉛酸蓄電池在使用中一定要避免過充過放電發(fā)生。
      4、電池的失效報(bào)廢
      是指新鉛酸蓄電池未使用就失效報(bào)廢了,原因在于:鉛酸蓄電池制造材料中的活性物質(zhì)組合不合理;極板在化學(xué)處理時(shí)未達(dá)到充放標(biāo)準(zhǔn);極板貯存環(huán)境不良或存放時(shí)間過長,密封受損,長期處于空氣的氧化之中,致使極板活性物質(zhì)被老化;在使用過程中維護(hù)不當(dāng),某一單體長時(shí)間處于去電狀態(tài),大電流放電時(shí)去電單體出現(xiàn)反極電壓后,仍未及時(shí)給蓄電池維護(hù):如調(diào)整電解液密度,加蒸餾水,給蓄電池補(bǔ)充電,導(dǎo)致該單體不可逆硫化而失效。在鉛酸蓄電池的使用過程中,往往是夏季未及時(shí)給蓄電池加水,氣溫高蒸發(fā)快導(dǎo)致電解液不足或干枯,使極板露出電解面后受空氣而氧化氫脆導(dǎo)致極板硫化而壞死。所以,鉛酸蓄電池的損失是夏季時(shí)期,動(dòng)力是在夏季時(shí)氣溫高易起動(dòng),對(duì)鉛酸蓄電池容量要求高,可是鉛酸蓄電池在夏季時(shí)極板活性物質(zhì)局部面積形成硫化,冬季時(shí)要求鉛酸蓄電池大電流供電已不可能。如果起動(dòng)或牽引用鉛酸蓄電池經(jīng)充電額容量的70%時(shí),只有報(bào)廢,更換新的蓄電池了。

    隨著高頻開關(guān)電源的普及,德國陽光蓄電池已在電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。由于其全密封、無須加水維護(hù),以前曾經(jīng)被稱為“免維護(hù)”蓄電池。由于“免維護(hù)”這一詞的誤導(dǎo),使得用戶放松了對(duì)閥控鉛酸蓄電池的日常維護(hù)和治理,造成了蓄電池的早期容量降低和損壞,由于蓄電池容量不足或者失效造成的變電所和發(fā)電廠的事故已屢見不鮮。因此,正確使用和維護(hù)閥控鉛酸蓄電池,進(jìn)步其使用壽命,具有十分重要的意義。
    2、影響德國陽光蓄電池使用壽命的主要因素
      閥控鉛酸蓄電池的正常使用壽命在10年以上,理論上可到20年,但在實(shí)際使用中經(jīng)常出現(xiàn)容量不足或者早期失效的現(xiàn)象。影響閥控鉛酸蓄電池使用壽命的因素很多,主要有:
      2.1環(huán)境溫度的影響
      蓄電池在25℃的環(huán)境下可獲得較長的壽命[1]。溫度升高時(shí),蓄電池的極板腐蝕將加劇,同時(shí)將消耗更多的水,從而使電池壽命縮短,長期運(yùn)行溫度若升高10℃,使用壽命約降低一半。閥控鉛酸蓄電池的容量是隨著溫度的變化而變化的,25℃時(shí)蓄電池的容量為100;在25℃以上時(shí),每升高10℃蓄電池的容量會(huì)減少一半。

      因此必須認(rèn)真做到根據(jù)實(shí)際溫度的變化公道地調(diào)整蓄電池的放電電流,同時(shí)要控制好蓄電池室的溫度使其保持在22℃~25℃以內(nèi)。
    2.2過度充電的影響
    長期過充電狀態(tài)下,正極因析氧反應(yīng),水被消耗,h+增加,從而導(dǎo)致正極四周酸度增加,板柵腐蝕加速,使板柵變薄加速電池的腐蝕,使電池容量降低;同時(shí)因水損耗加劇,將使蓄電池有干涸的危險(xiǎn),從而影響蓄電池壽命。
    2.3過度放電的影響
    蓄電池過度放電主要發(fā)生在交流電源停電后,蓄電池長時(shí)間為負(fù)載供電。當(dāng)蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時(shí),會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面,在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種盡緣體,它的形成必將對(duì)蓄電池的充、放電性能產(chǎn)生很大的負(fù)面影響,因此在陰極上形成的硫酸鹽越多,蓄電池的內(nèi)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。
    2.4小電放逐電條件的影響
    在小電放逐電下形成的硫酸鉛顆粒的尺寸遠(yuǎn)比大電放逐電條件下的尺寸大,就是說在大電流條件下晶體形成的速度要比小電流條件下慢,晶體來不及生長就很快被氧化還原了,因而顆粒比較小,而在小電流條件下,較大的硫酸鉛晶體就不輕易被還原。如硫酸鉛晶體長期得不到清理,必然會(huì)影響蓄電池的容量和使用壽命。因此對(duì)蓄電池在實(shí)際放電電流下運(yùn)行的容量應(yīng)有一個(gè)正確的計(jì)算。
      2.5不均衡性充放電的影響
      有關(guān)的研究結(jié)果表明:板柵不同部位合金成分與結(jié)構(gòu)的分布有所不同,因而會(huì)導(dǎo)致板柵電化學(xué)性能的不均衡性[2],這種不均衡性又會(huì)使在浮充和充、放電狀態(tài)下的電壓產(chǎn)生差異,且會(huì)隨著充、放電的循環(huán)往復(fù),使這種差異不斷增大,形成所謂的“落后電池(蓄電池失效)”。目前國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)要求,在一組電池中最大浮充電壓的差異應(yīng)≤50mv,而發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)是≤20mv,所以應(yīng)重視并減小浮充狀態(tài)下蓄電池運(yùn)行電壓的差異。
      2.6熱失控現(xiàn)象
    由于德國陽光蓄電池采用貧液設(shè)計(jì),電池中灌注的電解液都吸附在玻璃纖維板上,當(dāng)充電電流增大時(shí),就需要通過安全閥來開釋氣體,因而造成了蓄電池失水、內(nèi)阻增大、容量衰減并在充、放電過程中產(chǎn)生大量的熱量,這些熱量如來不及擴(kuò)散使溫度劇增,就會(huì)形成熱失控。熱失控產(chǎn)生的原因還有沒及時(shí)減小浮充電壓、安全閥不嚴(yán)或開閥壓過低等等,在熱失控嚴(yán)重的情況下假如放電,有可能使蓄電池瞬間電壓驟降和蓄電池殼體溫度上升至70℃~80℃,因此對(duì)熱失控的題目必須引起高度的重視。
    2.7長期浮充電的影響
      蓄電池在長期浮充電狀態(tài)下,只充電而不放電,勢必會(huì)造成蓄電池的陽極極板鈍化,使蓄電池內(nèi)阻增大,容量大幅下降,從而造成蓄電池使用壽命縮短。
    3.進(jìn)步閥控式鉛酸蓄電池使用壽命的措施
     通過對(duì)上述影響閥控鉛酸蓄電池使用壽命的因素的分析,為了進(jìn)步閥控鉛酸蓄電池的使用壽命,我們就必須做到:
    3.1嚴(yán)把蓄電池的定貨質(zhì)量。在蓄電池選型和采購的過程中,要充分了解廠家的生產(chǎn)工藝、制造流程和質(zhì)量控制手段,以及技術(shù)特點(diǎn)等,必要時(shí)可要求在廠家進(jìn)行首次容量實(shí)驗(yàn),以篩選差異較小的蓄電池。
    公道選擇充電設(shè)備。由于開關(guān)電源較具有實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能化治理功能,能使密封電池時(shí)刻工作在最佳狀態(tài)下,所以要選用高質(zhì)量的開關(guān)電源作為充電設(shè)備。高頻開關(guān)電源系統(tǒng),要采用模塊化設(shè)計(jì),當(dāng)出模塊現(xiàn)故障時(shí),應(yīng)能夠立即退出運(yùn)行,不影響其他模塊的正常運(yùn)行,備用模塊應(yīng)能夠自動(dòng)投進(jìn),保證蓄電池不因模塊故障而造成過放電。
    3.2注重安裝質(zhì)量。安裝質(zhì)量包括儲(chǔ)存、安裝、容量實(shí)驗(yàn)等多個(gè)方面,因此在運(yùn)輸、儲(chǔ)存的過程中應(yīng)留意不要發(fā)生碰撞,在安裝過程中要留意匯接條與電池極樁之間的吻合,小心將不平的極樁整平。在緊固極樁時(shí),用力既不能太大也不能太小。氣力太大會(huì)使極樁內(nèi)的銅套溢扣,太小又會(huì)造成匯流條與極樁接觸不良,因此安裝中最好采用廠家提供的有過力脫扣的扳手,或按照廠家提供的參考公斤力,使用相應(yīng)的公斤的扳手。安裝中還應(yīng)該留意要使蓄電池與直流屏之間各組蓄電池正極與正極、負(fù)極與負(fù)極的是非盡量一致,以在大電放逐電時(shí)保持電池組間的運(yùn)行平衡。
     在投進(jìn)使用前一定要進(jìn)行補(bǔ)充電。一般密封電池的安裝日期距出廠日期時(shí)間較長,密封電池經(jīng)過長期的自放電,容量必然大量損失,靠單純的浮充難以恢復(fù)其初始容量。此外,由于單體電池自放電大小的差異,致使電池的比重、端電壓等出現(xiàn)不均衡,投進(jìn)使用前不進(jìn)行補(bǔ)充,個(gè)別電池會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展成落后電池甚至出現(xiàn)反極現(xiàn)象。
    3.3進(jìn)步維護(hù)質(zhì)量
    維護(hù)職員要在充分理解德國陽光蓄電池產(chǎn)品說明書所提出的各項(xiàng)要求的條件下從事維護(hù)工作,進(jìn)步維護(hù)質(zhì)量。
      3.3.1環(huán)境溫度對(duì)蓄電池的放電容量、壽命、自放電、內(nèi)阻等方面都有較大影響,固然開關(guān)電源有溫度補(bǔ)償功能,但其靈敏度和調(diào)整幅度究竟有限。因此,蓄電池室應(yīng)安裝空調(diào)設(shè)備并將溫度控制在22℃~25℃之間。這不僅可延長蓄電池的壽命,還能使蓄電池有最佳的容量。
      3.3.2每月應(yīng)檢查一次充電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)是否在合格范圍之內(nèi),有無故障告警信號(hào)。不論在任何情況下,蓄電池的浮充電壓不應(yīng)超過廠家給定的浮充值,并且要根據(jù)環(huán)境溫度變化,隨時(shí)利用電壓調(diào)節(jié)系數(shù)±3mv/℃來調(diào)整浮充電壓的數(shù)值。
      3.3.3鑒于不均衡性對(duì)閥控鉛酸蓄電池的影響,應(yīng)采用浮充電壓的下限值進(jìn)行浮充供電。
      3.3.4在蓄電池不均衡性比較大、較深度地放電以后,以及在蓄電池運(yùn)行一個(gè)季度時(shí),應(yīng)采用均衡的方式對(duì)電池進(jìn)行補(bǔ)充充電。在均衡充電時(shí)要留意環(huán)境溫度的變化,并隨環(huán)境溫度的升高而將均衡電壓設(shè)定的值降低。例如,如環(huán)境溫度升高1℃,那么均衡充電的電壓值就要降低3mv。
      3.3.5嘗試用脈沖充電的方式對(duì)“落后電池”進(jìn)行充電,促使蓄電池的活化和恢復(fù)。
    3.3.6精心維護(hù),在閥控式電池組投產(chǎn)運(yùn)行前應(yīng)認(rèn)真記錄每只單體電池的電壓和內(nèi)阻數(shù)據(jù),作為原始資料妥善保存,以后每運(yùn)行半年,需將運(yùn)行的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。
    3.3.7每月應(yīng)測一次電池單體電壓及終端電壓。密封電池端電壓的丈量不能只在浮充狀態(tài),還應(yīng)在放電狀態(tài)下進(jìn)行。端電壓是反映密封電池工作狀況好十的一個(gè)重要參數(shù)。浮充狀態(tài)下進(jìn)行電池端電壓丈量,由于外加電壓的存在,丈量出的電池端電壓易造成假象。即使有些電池反極或斷路也能丈量出正常數(shù)值(實(shí)際上是外加電壓在該電池兩端造成的電壓差),這極易在交流失電時(shí)造成變電所和發(fā)電廠事故。定期在放電狀態(tài)下進(jìn)行電池端電壓丈量,這種情況就完全可以避免了。
    3.3.8為保證電池有足夠的容量,每年要進(jìn)行一次容量恢復(fù)試驗(yàn)(即大充大放),讓電池內(nèi)的活化物質(zhì)活化,恢復(fù)電池的容量。其主要方法是將電池組脫離充電機(jī),在電池組兩端加上可調(diào)負(fù)載,使電池組的放電電流為額定容量的0.1倍,每半小時(shí)記錄一次電池電壓,直到電池電壓下降到1.8v/只(對(duì)于2v/只的單體電池)或10.8v/只(對(duì)于12v/只的單體電池)后停止放電,并記錄時(shí)間。靜置2h后,再用同樣大小的電流對(duì)蓄電池進(jìn)行恒流充電,使電池電壓上升到2.35v/只或14.1v/只,保持該電壓對(duì)電池進(jìn)行8h的均衡充電后,將恒壓充電電壓改為2.25v/只或13.5v/只,進(jìn)行浮充電。上述方法,可以放出蓄電池容量的80,由于考慮到安全運(yùn)行,也可以放出蓄電池容量的30~50,這需要查對(duì)蓄電池的放電曲線進(jìn)行。
      3.3.9閥控鉛酸蓄電池運(yùn)行到使用壽命的1/2時(shí),需適當(dāng)增加測試的頻次,尤其是對(duì)單體12v的電池增加測試。假如電池內(nèi)阻忽然增加或丈量電壓有數(shù)值不穩(wěn)(特別是小數(shù)點(diǎn)后兩位),應(yīng)立即作為“落后電池”,進(jìn)行活化處理。
    3.3.10定期檢查一下外觀閥控鉛酸蓄電池的有無異常變形和發(fā)熱,仔細(xì)檢查安全閥的四周是否有被噴射的污點(diǎn),以此確定安全閥是否擰緊或損壞。
    3.3.11蓄電池因單只容量不夠需更換時(shí),只能一次性全部更換,不能僅把性能指標(biāo)不夠的蓄電池單獨(dú)更換下來,否則會(huì)因蓄電池的內(nèi)阻不平衡而影響整組電池的發(fā)揮,縮短整組電池的使用壽命。
    3.3.12不要單獨(dú)增加或減少電池組中幾個(gè)單體電池負(fù)荷,這將造成單體電池容量的不平衡和充電的不一致性,降低電池壽命。如在整組電池抽出一部分作其它電源,或充電不在一起,放電時(shí)疊加一起。
    3.3.13采用技術(shù)手段加強(qiáng)監(jiān)視,如使用蓄電池在線監(jiān)測裝置,實(shí)時(shí)監(jiān)測蓄電池工作狀態(tài)。對(duì)無人值班變電所還應(yīng)當(dāng)將采集的信息送到監(jiān)控中心,出現(xiàn)異常情況及時(shí)報(bào)警,盡早處理。
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