湯淺蓄電池UXL2200-2N

湯淺蓄電池的維護使用及存儲

維護與保養的方法
1.定期檢測湯淺蓄電池電壓，對問題蓄電池及時進行更換
       測應該在斷開市電時進行，具體操作步驟如下：在UPS 電源蓄電池放電大約30 分鐘后，對湯淺蓄電池電壓逐節進行檢測，發現電池低于10.5V 時對該電池進行更換。蓄電池在充電時每單格電壓應保持在2.3~2.4V，對應到12V 蓄電池則在13.8~14.4V。UPS 電源在正常使用時，每隔一段時間（如1 個 月）需要對蓄電池的電壓進行一次全面檢測。檢對于備用的蓄電池，存放過程中應每2 個月充電一次，并且一定要充足。更換新蓄電池時，應該盡量購買同一廠家、同一規格、同一型號的蓄電池，避免密封電池和非密封電池以及不同規格的蓄電池相互混合使用。
2.關于免維護蓄電池的放電維護和放電深度
       在進行放電操作時，如果放電深度不夠，活性物質只有表面一層參與化學反應，而深層活性物質無法參與化學反應，致使活性物質參與化學反應的深度不夠。免維護湯淺蓄電池仍然需要定期進行放電維護，一般2~3 個月進行一次。長期不能參與化學反應會使里層活性物質的活躍度變低，甚至以后完全不能再參加化學反應，產生所謂的硫化現象，給蓄電池使用壽命帶來不利影響。然而，放電深度過深，又有市電突然斷電而UPS蓄電池電量不足、不能維持一定時間工作的風險。比如正常使用情況下，蓄電池參與逆變能維持8 小時的備用時間，那就可以在放電4~5 小時后加入市電，結束蓄電池放電逆變過程，重新給蓄電池充足電。因此，二者必須兼顧，既要達到一定的放電深度，避免蓄電池產生硫化現象，又要為蓄電池留有一定電量，防止市電突然斷電帶來的風險。根據經驗，參照實際負荷量，一般放電到正常使用情況下蓄電池能維持正常使用時間的，50%~60% 即可。
               此外，UPS 電源的放電維護工作不可在市電停電時進行。有的工作人員認為市電停電了，正好順便為蓄電池進行一次放電維護，豈不知這樣做存在一定風險，由于停電時間存在不確定性，即使知道何時來電，萬一不按時間送電而發電機又遇到啟動故障，其后果不堪設想，正確的做法應該在停電后立即啟動備用發電機，另外再找其他時間進行放電維護。
3. 關于免維護蓄電池的使用壽命
       免維護蓄電池的使用壽命與蓄電池維護與保養的好壞密切相關。維護保養得差，壽命僅3 年左右；維護保養得好，可以延長至少1 年的使用壽命，達到4~5 年，超過5 年期限的蓄電池必須更換。需要注意的是，對于計算機中心數據機房這樣的要害部門，為了確保機房設備安全運行，一般在蓄電池使用4 年的情況下，不管性能如何必須進行強制性全部更換，以保障機房其他設備的安全運行。
4. 免維護蓄電池的存儲
       湯淺蓄電池最好存放在5~35℃的環境下，存放地點應干燥、清潔、通風，且防止在陽光下直曬。切不可在蓄電池沒有外包裝裸露的情況下，在上面放置金屬工具之類的東西，這樣容易造成蓄電池正負極之間的短路。
       根據以往經驗，首先，檢查備用發電機的狀態是否良好，燃油是否充足，并啟動運行10 分鐘，然后關閉發電機備用；切斷市電，對 UPS 電源進行逆變放電，待UPS 電源出現報警聲音時再加入市電。這樣一來，即使在UPS蓄電池放電即將結束時市電突然斷電，也可以緊急啟動發電機保障其他設備的正常運行。最好在做好備用發電機的前提下，每年對湯淺蓄電池進行一次完全放電操作。

湯淺蓄電池最佳性能的實現方法
1  工作原理
    閥控式密封湯淺蓄電池電池充電時, 當充電量達到70 %后正極開始析氧, 充電到90 %后負極開始析氫, 正極析出的氧擴散到達負極并在負極發生反應后被吸收。可以采用玻璃纖維隔板(AGM)或硅凝膠來“固定”硫酸電解液, 沒有游離的電解液, 而且都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的[ 1] 。氧在負極上的還原作用及負極本身較高的氫過電位可避免負極的大量析氫。
    膠體型密封鉛蓄電池的電解液由硅溶膠和硫酸配成, 作為隔膜的硅溶膠凝固后, 骨架收縮出現貫穿于正負極板之間的裂縫, AGM 密封鉛蓄電池采用硫酸溶液作電解液, 玻纖隔膜保持10 %的孔隙, 正極生成的氧通過孔隙到達負極。給正極析出的氧提供了到達負極的通道。另外, 為了保證電池有足夠的壽命及正極氣體釋放的過電位, 常常在板極的材料及結構方面進行了優化。
2  影響閥控式密封鉛酸蓄電池性能的因素
2. 1  電池的設計及制造
(1) 耐腐蝕性能考慮板柵耐腐蝕性能及正極更易腐蝕的特點, VRLA 的正極板通常設計得較厚(一般情況下正負極板的厚度之比=6 ∶4), 同時采用了pb-Ca-Sn-Al 四元耐蝕合金, 根據板柵腐蝕速度推算, 電池的設計壽命可達10 ～ 15 年。
(2) 析氣問題板柵材料是影響板極析氣的因素之一, 由于BRLA 的正板柵合金大部分采用pb-Ca-Sn-Al 四元等合金, 在25 ℃工作環境下一般單體充電電壓在2. 35 V 以上時才開始釋放氣體, 相對其他蓄電池而言, 減少了氣體釋放量。(3) 水損耗速度在電池實際使用中水損耗速度是影響密封電池使用壽命的最關鍵因素之一[ 2] 。AGM 密封鉛蓄電池的電解液全部吸附在電池的隔膜中, 沒有游離的電解液, 是一種典型的貧液式電池, 電池的正極和負極活性物質的量及電解液的量處于最佳匹配狀態。貧液式電池容量受電解液量的影響極為敏感。由于電池裝配緊密, 這種電池的內部散熱困難, 如不及時將熱量排除造成熱失控;電池內失水10 %, 電池的電容量將降低20 %;而一旦損失25 %水份電池壽命結束。膠體密封鉛蓄電池電解液的硫酸濃度比AGM 密封鉛蓄電池低, 板柵合金腐蝕速度本來就較慢, 電解液量又多15 %～ 20 %, 近似富液式設計[ 3] , 因此對失水的敏感性較低, 所含的水量足以使電池運行12 ～14 年。AGM 和膠體密封鉛蓄電池兩者在重量有較大區別, 對運行環境的要求也有區別, 但由于設計的優化, 目前的AGM 密封鉛蓄電池已能達到理想效果, 應用也更普遍。
2. 2  用戶使用和維護方式
(1) 過度充電充電時如果不適當地提升浮充電壓, 那么隨著充電電流劇增電極反應中氫氧再化合的效率將變小。設C 為額定容量與小時率的比值(例如, 200 Ah , 10 小時率電池, 則C =20 A), 在電池充電狀態為0. 05 C 時復合率為90 %, 而在0. 1 C時氣體再化合效率將近似為零,
(2) 環境溫度環境溫度過高, 蓄電池的極板腐蝕就會加劇, 同時將消耗更多的水, 從而使電池壽命縮短。
(3) 數量設計變電站在新使用閥控密封鉛酸蓄電池時, 受過去鉛蓄電池蓄電池運行的影響,其個數選擇往往偏多, 導致蓄電池長期處于“欠沖”狀態。這也是導致其性能下降的原因之一。如圖1 所示。這時聚集在負極的氧氣和負極表面析出的氫氣都很多, 導致電池內壓徒升、排氣閥開啟, 以及蓄電池嚴重缺水。長期過充過多的氫離子將導致正極附近酸度增加, 板柵因腐蝕加速迅速變薄, 電池容量降低,從而影響到蓄電池的壽命。
(4) 過度放電或小電流放電一旦蓄電池被過度放電就會在陰極造成"硫酸鹽化"。其中的硫酸鉛作為一種絕緣體, 它的形成必將使蓄電池的內阻增加, 電池的充、放電性能變差, 蓄電池的使用壽命縮短。小電流放電條件下形成的硫酸鉛氧化還原十分困難, 若硫酸鉛晶體長期得不到清理, 必然會影響蓄電池的容量和使用壽命。
(5) 長期浮充電對閥控式蓄電池而言, 直流系統的開關電源提供的浮充電流供日常性負載電流、補充蓄電池自放電的損失和維持蓄電池內氧循環;若蓄電池在長期浮充電狀態下只充電而不放電, 蓄電池的陽極極板將鈍化, 內阻增大、容量大幅下降,使用壽命下降[ 4] 。
3  閥控式密封鉛酸蓄電池最佳性能的實現模式
3. 1  數量的確定
根據浮充電壓確定蓄電池個數, 以220V 額定電壓直流為例, 當浮充電壓為2. 25 V 時, 取102 個。n =1. 05 ×額定電壓/ 浮充電壓=1. 05 ×220 /2. 25 =102. 673. 2  浮充電壓與充放電對于供電質量高、很少發生停電的電源來說, 所使用的蓄電池應該定期對進行活化放電, 每隔一定周期(2 ～ 3 個月)人為地中斷交流電, 讓電源系統中的蓄電池放電一次, 放電的幅度在30 %～ 50 %之間(避免過度放電), 然后再重新充電。正常運行時浮充電壓應等于開路電壓與極化電壓之和, 或用下列計算方法估算:浮充電壓:U =(電解液比重+0. 85) +(0. 10 ～ 0. 18)V例如, 美國圣帝公司的電池電解液比重為1. 240 g /cm3 , 所以它的浮充電壓為2. 19 V 。日本YUASA 公司的浮充電壓為2. 23 V 。
3. 3  工作溫度
研究表明:蓄電池在25 ℃的環境下可獲得較長的壽命, 但如果在35 ℃的環境下長期運行, 蓄電池
的使用壽命將降低約一半。因此如果條件允許, 可以把蓄電池安放在有空調的環境中, 使工作溫度保持在15 ～ 20 ℃間。充電時采用溫度補償措施也可以延長電池壽命, 這時溫度采樣點的選取直接關系著補償的效果:把蓄電池附近的空氣溫度作為采樣點在技術上最容易實現(目前基本都采用此法), 但采樣溫度不能準確反映蓄電池的工作溫度, 特別是因種種原因引起的蓄電池自身的溫升, 不能得到準確的采集;在蓄電池內部采集溫度數據最能反應蓄電
池的實際情況, 但較難實現;在外殼上采集溫度數據可以基本反映蓄電池的工作情況, 而且也較容易實現, 目前已有生產商采用這種方式來設計溫度補償單元。另外, 閥控式蓄電池的容量是隨著溫度的變化而變化的, 維護人員必須認真做到根據實際溫度的變化合理地調整蓄電池的放電電流。
3. 4  容量與類型
在實際應用中, 根據具體情況選擇適當的電池類型和容量是提高電源性能和延長電池壽命的重要措施。例如100 Ah /220 V 日本湯淺電池:一組36節電池, 10 小時率100 Ah 或1 小時率時60 Ah , 15年壽命;另一組18 節電池, 20 小時率100 Ah 或1小時率時56 Ah , 3 年壽命。可見在容量上有差別,在壽命上亦有差別。變電站蓄電池全部采用10 小時率類型, 其容量選擇由此決定。例如某220 kV 變電所220 V 直流負荷為:經常負荷16. 0 A , 事故照明18. 2 A , 通信電源9. 1 A , 遠動電源4. 5 A , 電流統計47. 8 A , 1 小時容量統計47. 8 Ah 。蓄電池容量= 可靠系數×放電容量容量系數=1. 4 ×47. 80. 656=102(Ah) 故選擇蓄電池的標稱容量200 Ah 。可靠系數這里取1. 4 , 其中已考慮低溫對蓄電池的影響、電池的參數不一致的影響及當電池容量低80 %時為壽命終止;容量系數可查表, 這里取0. 656 。
3. 5  定期檢驗
運行中的湯淺蓄電池每隔2 ～ 3 年必須進行一次全核對性實驗, 用電流恒流放電, 當蓄電池組端電壓下降到蓄電池放電終止電壓Uz 后停止放電。Uz 的確定如下:
Uz ≥0. 85 ×額定電壓/nUz ≥0. 85 ×220 102 =1. 83 V以220 V 額定電壓102 個電池為例:當Uz 靠近1. 83 V 時停止放電, 隔1 ～ 2 h 后采用分級充電方式進行充電, 即在充電初期用恒流限壓均充, 充到均充電壓并恒壓一定時間后改用常規的恒壓浮充方式。浮充電壓應為1. 05 Un , 均充電壓應為1. 1 Un(Un 為蓄電池組的額定電壓)。若經過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, 可認為此組閥控蓄電池使用年限已到, 應安排更換。
3. 6  在線監測
為蓄電池配置在線監測管理技術, 對蓄電池進行內阻在線測量與分析, 以便及時了解蓄電池的運行數據并發現蓄電池的缺陷, 對蓄電池及時進行維護。在以上措施中, 除定期檢驗屬鉛酸蓄電池一般維護外, 其他均為閥控式蓄電池要特別注重的地方,其他的常規維護還有保持電池房清潔, 檢查電池極柱, 安全閥是否有滲液和酸霧溢出。每半年檢查連接部分是否有松動, 重新擰緊連接處的螺釘, 正確設置電池的運行管理參數, 新舊電池組不能混用等。
   該模式經變電站長期實踐運行表明, 在減少湯淺蓄電池性能故障以及延長蓄電池使用壽命等方面, 取得了明顯的效果, 證明該模式確實可行。使其工作年限得以延長, 在實際使用的過程中就需要做好工作溫度及均浮充電壓等相關參數的設置, 考慮工作環境及工作場地等因素, 做好在線監測及運行周期維護等相關工作, 并根據產品特點制定一套科學的維護措施, 基本上能夠實現閥控密封鉛酸蓄電池能的最佳性能。