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影响铅酸蓄电池使用寿命的主要因素

2013-09-23   |  来源:www.yzc366.com

蓄电池是UPS供电系统中的一个重要组成部分,其优劣直接关系到整个UPS供电系统的可靠程度,不管UPS设计的多么先进,功能多么完备,一旦电池失效,再好的UPS也无法提供不间断供电。用户千万不要因贪图便宜而选用劣质电池,这样会影响整个UPS系统的可靠性,并能因此造成更大的损失。   

蓄电池是整个UPS供电系统中平均无故障时间(MTBF)最薄弱的部分。如果能够正确使用和维护,则能够延长其使用寿命,反之会使其使用寿命会大大缩短。因此,要了解蓄电池的基本原理和使用注意事项。   

蓄电池的种类一般可分为铅酸电池、铅酸免维护电池及镍镉电池等,考虑到负载条件、使用环境、使用寿命及成本等因素,UPS一般选择阀控式铅酸免维护电池。其主要特点是在充电时正极板上产生氧气,通过再化合反应在负极板上还原成水,使用时在规定浮充寿命期内不必加水维护,因此又称为免维护铅酸蓄电池。免维护只是与普通蓄电池相比,使用过程中免去了添加纯水或蒸馏水,调整电解液液面的工作,并非免去一切维护工作。相反,为实现UPS的不间断供电,要更加细致地维护和保养好铅酸免维护蓄电池。   

以下先容一些影响电池使用寿命的主要因素和使用过程中应注意的事项:   

(1)环境温度对电池的影响较大,环境温度过高,会使电池过充电产生气体,环境温度过低,则会使电池充电不足,这都会响电池的使用寿命。因此一般要求环境温度在25℃左右,UPS浮充电压值也是按此温度来设定的。实际应用时,蓄电池一般在5℃~35℃范围内进行充电,低于5℃或高于35℃都会大大降低电池的容量,缩短使用寿命。   

(2)放电深度对电池使用寿命的影响也非常大,电池放电深度越深,其循环使用次数就越少,因此在使用时应避免深度放电。虽然UPS都有电池低电位保护功能,一般单节电池放电至10.5V左右时,UPS就会自动关机,但是如果UPS处于轻载放电或空载放电的情况下,也会造成电池的深度放电。   

(3)电池在存放、运输、安装过程中,会因自放电而失去部分容量。因此,在安装后投入使用前,应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量,然后采用不同的方法对蓄电池进行补充充电。对备用搁置的蓄电池,每3个月应进行一次补充充电。可以通过测量电池开路电压来判断电池的好坏,以12V电池为例,若开路电压高于12.5V,则表示电池储能还有80%以上,若开路电压低于12.5V,则应该立即进行补充充电,若开路电压低于12V,则表示电池存储电能不到20%,电池不堪使用。   

(4)电池充放电电流一般以C来表示,C的实际值与电池容量有关。例如100Ah的电池:C=100A。松下铅酸免维护电池的最佳充电电流为0.1C左右,充电电流不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。放电电流一般要求在0.05~3C之间,UPS在正常使用中都能满足此要求,但也要防止意外情况的发生,如电池短路等。

(5)充电电压,由于UPS电池属于备用工作方式,市电正常情况下处于充电状态,只有停电时才会放电。为延长电池的使用寿命, UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制,电池充满后即转为浮充状态,每节浮充电压设置为13.6V左右。如果充电电压过高就会使电池过充电,反之会使电池充电不足。充电电压异常,可能是由电池配置错误引起,或因充电器故障造成,因此在安装电池时,一定要注意电池的规格和数量的正确性,不同规格、不同批号的电池不要混用。外加充电器不要使用劣质充电器,而且安装时要考虑散热问题。目前,为进一步提高电池寿命,先进的UPS都采用一种ABM(Advanced Battery Management)三阶段智能化电池管理方案,即充电分成初始化充电、浮充电和休息三个阶段:第一阶段是恒流均衡充电,将电池容量充到90%;第二阶段是浮充充电,将电池容量充到100%,然后停止充电;第三阶段是自然放电,在这个阶段里,电池利用自身的漏电流放电,一直到规定的电压下限,再重复上述的三个阶段。这种方式改变了以前那种充满电后,仍使电池处于一天24h的浮充状态,因此延长了电池的寿命。   

(6)免维护电池由于采用吸取式电解液系统,在正常使用时不会产生任何气体,但是如果用户使用不当,造成电池过充电,就会产生气体,此时电池内压就会增大,会将电池上的压力阀顶开,严重时会使电池爆裂。   

(7)UPS在运行过程中,要注意监视蓄电池组的端电压值、浮充电流值以及每只蓄电池的电压值、蓄电池组及直流母线的对地电阻和绝缘状态。   

(8)不要单独增加或减少电池组中几个单体电池的负荷,这将造成单体电池容量的不平衡和充电的不均一性,降低电池的使用寿命。   

(9)电池应尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方,并要避免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。电池应正立放置,不可倾斜。每个电池间端子连接要牢固。   

(10)定期保养,电池在使用一定时间后应进行定期检查,如观察其外观是否异常、测量各电池的电压是否平均等;如果长期不停电,电池会一直处于充电状态,这样会使电池的活性变差,因此即使不停电,UPS也需要定期进行放电试验以便电池保持活性。放电试验一般可三个月进行一次,做法是UPS带载最好在50%以上,然后断开市电,使UPS处于电池放电状态,放电持续时间视电池容量而言一般为几分钟至几十分钟,放电后恢复市电供电,继续对电池充电。   

清楚影响铅酸蓄电池使用寿命的主要因素和在使用过程中应注意的事项,对在UPS系统中正确使用和维护铅酸蓄电池有很大的帮助。

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