蓄電池管理與維護中應注意的問題
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2013-12-17 00:00:00
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蓄電池組配備得是否合理和如何正確使用維護，最終決定著UPS供電系統不停電功能 的發揮。用戶需要熟悉電池的特性、規格以及容量配置的方法，特別是要掌握正確的使用和 維護方法，這對延長電池壽命和確保UPS系統的不停電功能是至關重要的。當前UPS設備 使用的蓄電池主要是閥控式鉛酸蓄電池（VRLA)，在UPS設備的故障中，與蓄電池有關的 原因占30%以上。在這些故障中，有一部分是蓄電池本身的質量問題，但更多的是使用和 維護不當造成的。
1.電池質量與使用中的常見問題
電池本身存在質量問題或者因為使用不當，都會使電池的實際容量下降、內阻增大，甚 至會發生嚴重事故，危及UPS的正常運行和不停電供電功能的正常發揮Q下面簡要說明蓄 電池的幾種常見故障的具體表現。
1)電池失水
電池是在“貧液”狀態下工作的，其電解液完全儲存在電極和多孔的隔膜之中。一旦 電池失水，其容量就要下降。當水量損失達到3. 5ml/Ah時，電池容量會降至初始容量的 75%以下，當水損失達25%時，電池壽命就會終止。
控制電池使用環境溫度、電池的充電電流及充電電壓、采用整體閥結構并選擇合理的開 閉閥壓力、采用無鋪板柵合金技術降低析氫過電位、提高密封反應效率等措施對防止電池失 水是有效的。
2)電池槽變形
一旦電池殼體變形，就會使極板靠得不緊，電解液也就不能充分發揮作用，使電池內阻 增大、放電容量減小。電池槽變形的原因主要是電池內部溫度過高。在使用過程中應控制電 池使用環境溫度，控制電池的充電電流及充電電壓，防止電池過充；同時，采用超強ABS 材料和設計合理的裝配壓力也很重要。
3)電池漏液
電池極柱旁出現爬酸現象將會使連接線受到腐蝕，或增加極柱與連接條的接觸電阻，嚴 重時還會影響供電系統的其他設備。電池漏液現象主要是由電池設計和制造水平較低或原材 料使用不當引起的。為了防止電池漏液現象的發生，應在生產工藝中改進極柱密封技術，采
用優質極柱密封膠和ABS槽蓋熱封技術。
4)電池容量不足
由于電池質量較差，雖然其初始容量可以達到設計額定值，但用了不久，容量就顯著下 降，沒有到規定的使用期，其容量已降至額定值的80%以下。造成電池容量不足的原因很 多。其中，電池本身質量的原因有：
(1)正板柵腐蝕變形或斷裂；
(2)電池原材料配置不當或不合格；
(3)生產工藝條件控制不嚴；
(4)正極活性物質軟化脫落。
電池的使用條件和環境溫度等因素有：
(1)放電率過大；
(2)環境溫度過低；
(3)環境溫度高使壽命降低；
(4)長期存儲老化；
(5)充電參數設置不當。
為了防止電池容量下降，除了要正確使用與維護之外，當前技術先進的電池生產廠家已 經開始采用4BS鉛膏技術和無銻板柵合金技術。4BS鉛膏技術可以有效防止電池發生早期容 量下降，而無銻板柵合金技術可以改善板柵與活性物質之間的界面結構，提高電池的充電接 受能力。
5) 電池浮充電壓均勻性差
在正常情況下單塊電池的浮充電壓與整組電池的平均值之差應大于50mV。造成浮充電 壓均勻性差這一現象的主要原因是生產工藝問題。為了提高電池浮充電壓均勻性，在生產過 程中應嚴格控制每道工序的偏差。
6) 熱失控
電池使用維護不當，致使恒壓充電期間出現一種臨界狀態，此時電池的充電電流及溫度 會發生一種積累性的相互增強的作用，輕者會使電池槽變形、縮短電池壽命，重者還會殃及 整個電源系統的安全。
造成熱失控的原因是多方面的：
(1)電池內部發生氣體復合反應（這本身就是熱反應）使得電池溫度升高，進而使浮 充電流增加，析氣速度加快，復合反應加劇。
(2)電池本身是“貧液”式和緊裝配結構設計，使電池內部散熱困難。
(3)浮充電壓或充電末期電壓太高。
(4)電池環境溫度過高，在較高溫度下，溫度每升高1T,單塊電池電壓下降約3mV， 浮充電流相應增加，使電池溫度進一步升
7)排氣閥失效
排氣閥有故障時其開閥壓力就會發生變化，開閥壓力增大時會引起電池槽變形，開閥壓 力變小時失水量就大，長此下去，會給電池組的均勻性帶來不良影響。排氣閥失效的主要原 因是生產用料和生產工藝問題。
2.蓄電池的安裝與維護
根據UPS的容量范圍和后備時間，電池的安裝有三種情況，如圖4. 54所示。
(1)密封型，安裝在UPS機柜內；
(2)密封型，安裝在1〜3個電池柜內；
(3)非密封或密封型，安裝在專門的電池架上。
為保證電池的良好使用，應在安裝和使用初期、使用一段時間后和使用過程中，以及使 用后期這三個階段做好維護工作。
1)安裝和使用初期的維護工作重點
(1)及時安裝投入使用，避免長期存儲和人為故障。
(2)連接可靠，不得出現虛接、壓降過大等問題，記錄開路電壓。
(3)開通需均充補充電，以彌補運輸和存儲周期帶來的容量損失。
(4)認真做好首次容量檢查，測量實際容量值，放電參數盡可能靠近10h率，并保證結 束后完全充滿。
(5)容量檢査時，同時檢查端子壓降、單體溫度、排氣閥是否可靠。
(6)設定好和蓄電池相關的開關電源參數，做好詳細維護記錄。
2)使用一段時間后（一個月至三個月之間）的維護工作重點
(1)連接是否可靠。
(2)浮充電壓的一致性，檢査有無落后電池。
(3)設定參數有無漂移，是否穩定，特別是電池充電電壓值和充電電流值必須穩定 可靠。
(4)檢查單體電池有無泄漏、反極。
(5)檢查排氣閥工作是否正常（常閉或常開）。
3)使用過程中及使用后期的維護工作重點
(1)系統連接檢査。
(2)做好安全隱患的排除，如可能泄漏的部位，端子、排氣閥、殼蓋間的密封檢查。
(3)設置參數和實際參數的校對。
(4)浮充電壓與浮充電流的檢查及調整。
(5)檢查房間通風換氣情況，將酸霧排出。
(6)做好定期容量檢査，使用前三年，容量檢查時放電50%即可。三年后每年做全容 量檢査，同時檢査內阻是否增大。
蓄電池與其他產品一樣，使用中也會出現問題。故障出現后，需要結合故障產生的原因 確定問題的處理方式，表4. 14列出了 VRLA蓄電池的常見故障、問題及原因分析。
表4.14電池常見故障，問題及原因分析
故障類型 故障現象 故障發生原因 責任歸屬
單體電池容量 不足 電池電壓低于1.8 V/ceU (通 常只有0〜1.5V/Cell) 電池連接松動 電池性能不一 用戶使用、維護不當 電池制造質量較差
整組電池容量 不足 電池組不能滿足放電時間需求 (1) 浮充電壓長期低于要求的范圍， 電池長年虧電
(2)長期停止充電
(3)循環使用的電池再充電不足
(4)放電到終止電壓后仍繼續放電， 放電后又不及時充電或充電不足
(5)電池存儲期過長
(6)單體電池容量不足 用戶使用、維護不當 電池制造質量較差
電池過充電 (1) 電池外殼鼓脹，明顯變形
(2)電池容量變小（電液趨 于干枯）
(3)嚴重者端極柱基部滲酸
(4)一組電池中電壓參差不齊 (1) 浮充電壓超過規定值
(2)環境溫度高于451，但浮充電 壓未按要求進行縮減
(3)充電器失控或誤調，造成充電 電流超過規定值，且時間較長 用戶使用、維護不當
短路
(1)電池端電壓為0
(2)一組電池中，只一格電 池電壓低于2V,
(3)單元格電池經均衡充 電，電壓仍達不到額定電壓2V, 且短路的一個單元格發熱嚴重 (1) 隔板破損或穿透
(2)有鉛粒落人電池內部 工廠制造不良
電池滲漏電液
(1)由池殼或由池蓋因撞擊 摔打而破裂
(2)電池的極柱閥帽滲漏
(3)電池殼與蓋封合處漏酸
(4)電池殼底座漏液
(1)運輸、安裝或其他意外造成撞擊
(2)大電流充電造成外殼變形，滲漏
(3)外觀完好情況下極柱閥帽滲漏
(4)極柱扭曲。撞擊造成極柱滲漏
(5)熱封或黏合殼蓋不牢固
(6)電池殼注塑口質量控制不好 用戶充電問題 制造質量較差 用戶操作不當
外觀破損 極柱斷裂或電池外表損傷嚴重 接線不當，扭斷或運輸搬運撞斷極柱 或造成電池外觀破損 用戶造成
氣閥故障
(1)電池中某單元格外殼嚴 重鼓脹甚至造成脹破了外殼
(2)電池在存放一段時間 (2〜6個月）后某電池的開路 電壓或閉路電壓明顯比其他電池 低，將電池上蓋片打開時其中的 一個或兩個閥帽的頂面中心部位 無凹陷（正常應有凹陷）現出 閥帽與閥座在頂面的接觸部位發生了 異常的黏結造成電池不能向外排氣 制造質量較差。
