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传统的容量测试有下列缺点:
1、 需将电池组脱离系统,增大系统死机风险;
2、 放电时间长,且需人工测试记录,工作量大,此外UPS电池一般装于箱式柜子里,测试工作也不是很容易;
3、 电阻丝笨重且有红热现象,不安全且工作强度大。
五、 UPS蓄电池的正确使用与维护
除了选配正规品牌蓄电池以外,应从以下几个方面入手正确地使用与维护蓄电池:
1、保持适宜的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度,一般电池生产厂家要求的环境温度是在20-25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高,但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定,环境温度一旦超过25℃,每升高10℃,电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是免维护的密封铅酸蓄电池,设计寿命普遍是5年,这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求,其寿命的长短就有很大的差异。另外,环境温度的提高,会导致电池内部化学活性增强,从而产生大量的热能,又会反过来促使周围环境温度升高,这种恶性循环,会加速缩短电池的寿命。
2、定期充电放电。UPS电源中的浮充电压和放电电压,在出厂时均已调试到额定值,而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的,使用中应合理调节负载,比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下,负载不宜超过UPS额定负载的60%。在这个范围内,电池的放电电流就不会出现过度放电。
UPS因*与市电相连,在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中,蓄电池会*处于浮充电状态,日久就会导致蓄电池内部产生大量的硫酸铅,并吸附到蓄电池阴极上,形成所谓的阴极“硫酸盐化”,结果造成了电池内阻增大,电池化学能与电能相互转化的活性降低,加速老化而缩短使用寿命。因此,一般每隔2-3个月应*放电一次,放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后,按规定再充电8小时以上。
3、利用通讯功能。目前,绝大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作性能。在微机上安装相应的软件,通过串/并口连接UPS,运行该程序,就可以利用微机与UPS进行通讯。一般具有信息查询、参数设置、定时设定、自动关机和报警等功能。通过信息查询,可以获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等信息;通过参数设置,可以设定UPS基本特性、电池可维持时间和电池用完告警等。通过这些智能化的操作,大大方便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。
4、及时更换废/坏电池。目前大中型UPS电源配备的蓄电池数量,从3只到80只不等,甚至更多。这些单个的电池通过电路连接构成电池组,以满足UPS直流供电的需要。在UPS连续不断的运行使用中,因性能和质量上的差别,个别电池性能下降、储电容量达不到要求而损坏是难免的。当电池组中某些电池出现损坏时,维护人员应当对每只电池进行检查测试,排除损坏的电池。更换新的电池时,应该力求购买同厂家同型号的电池,禁止防酸电池和密封电池、不同规格的电池混合使用。
六、UPS蓄电池维护全面解决方案
本方案由三个部分组成:蓄电池组容量监测、单体电池充放电活化、蓄电池智能保护。
蓄电池组容量监测:
可以在线监测记录UPS电池的浮充电压、电流及充放电电压、电流;记录放电数据后即可判别电池组性能的优劣、找出落后单体及给出每个单体的剩余容量。
单体电池充放电活化:
对于发现的落后单体电池,进行充放电,以激活失效的活性物质、降低内阻、补偿压差并补充剩余容量,避免该落后单体进一步恶化并影响到其它单体,即对电池进行早期治疗及预防,对于无法补偿的单体电池及时进行更换。
蓄电池智能保护:
铅酸蓄电池智能保护是采用电子脉冲技术,对在用的铅酸蓄电池进行自动的日常维护保养的*代高科技技术。保护器对因极板上产生硫酸铅盐化而休克、疲劳、过草失效的铅酸蓄电池亦有修复的功能。它巧妙地利用电池自身的能源来产生电子脉冲并反馈给电池,用电子的方法有效地防止电池稳定的容量输出,提高蓄电池的工作效率,从根本上改善铅酸蓄电池的工作性能,大大延长蓄电池寿命,节约资金和能源,同时对环境保护也起到了积极的作用。
这三个过程互相配合进行,解决了目前UPS蓄电池缺乏必要维护手段及工具等问题,不仅能为您测试电池性能,寻找落后单体,而且能帮您活化落后电池,对电池进行早期治疗,有效预防故障的发生。
为了保持后备铅酸蓄电池的容量并延长其使用寿命,我们根据实践经验总结出以下维护方法:
(1)保持适宜间距。氧的再化合过程使电池内产生较多的热量,但是排出的气体量少,减少了热量的散失,蓄电池内部温度通常会很高,所以蓄电池应放置在通风良好的位置,排列不可过于紧密,单体电池之间应至少保持10mm间距。
(2)保持适宜温度。温度过高,化学反应加速,铅、酸的相互作用加强,容易产生硫酸化,降低使用寿命;温度过低,硫酸粘稠,电子游离速度慢,电极活性差,电池容量下降。10~30℃是较适宜的温度,根据实际情况可使用各种手段调节温度。
(3)保持清洁卫生。每周定期擦拭蓄电池和机架上的灰尘,保持蓄电池的清洁。灰尘积累太多,会使蓄电池组连接点接触不良,改变蓄电池充放电时的电压值,容易引起故障。擦拭蓄电池时切记要用干布或毛刷,好使用吸尘器。
(4)每天一次。每天要定时察看蓄电池,一要闻空气中是否有微酸气味,如果有微酸气味,是蓄电池排出的酸雾,要及时进行通风处理;二要看蓄电池的外形有无变形,蓄电池的端子和安全阀有无渗液,安全阀能否正常开启,必要时要更换蓄电池。
(5)每周测试电压值。蓄电池的单格浮充电压值为2.25V,不要低于2.16V。电压选择过低时,个别电池会由于*充电不足造成浮充钝化而失效,电压过高,则气体溢出量增加,气体再化合效率低。蓄电池的均充电压值为2.35V,不应超过2.40V,充电电压过高将引起充电电流过大,产生的热量会使电解液温度升高,温度升高又会导致电池内阻下降,内阻的下降又加大了充电电流,如此循环会使蓄电池变形、开裂。注意:在测试蓄电池的电压值时,一定要在电池组两端点上测量,如果在其他处测试,将会产生电压降,测试的结果不十分准确。
(6)每月测量单体蓄电池的电压值。较多数目的蓄电池串联使用容易存在电压不均衡的现象,电压*不均衡就易产生落后电池,落后电池如果充电不*,在以后的放电中放电深度会进一步加重,在充电后就更加落后。这样,充放电次数越多,不均衡就越突出,致使落后电池失效。所以每月应测量每个单体蓄电池的电压值,对低于2.2V的蓄电池要进行“均充”,使其恢复到*充电的状态,以避免个别落后电池的失效。
(7)每半年进行一次充、放电,这样有两个好处:①可对蓄电池的容量进行检测,评估蓄电池的容量;②可以消除硫酸盐化。放电方式有两种,一种是负载直接放电(负载较大时采用),即切断外电源,直接用蓄电池供电放出全部容量的70%;另一种是假负载放电(负载较小时采用),假负载采用可变的电阻器并联到蓄电池组的两端,切断外电源由蓄电池供电,在开始放电时用小电流,逐步加大电流,放电完毕后不要立即卸下假负载,应等待充满蓄电池组后再卸下,以免在大电流均充蓄电池组时产生电弧的危险。
(8)放电时电压不要低于终止电压值。蓄电池放电至终止电压后,电压会急剧下降,如果再继续放电,所获得的电量很少,意义不大,相反会降低蓄电池的使用寿命,所以通过放电使电压降低到终止电压值时应停止放电。不同的放电速率,终止电压值也不同,放电速率大,生成的硫酸铅较少,即使放电到电压相当低时,极板也不会被损坏,单格蓄电池可放电到1.75V;放电速率小则硫酸铅量明显增加,并且活性物质膨胀会产生应力,造成极板弯曲或活性物质脱落,影响蓄电池的使用寿命,所以要求取较高的终止电压值,一般在1.80~1.85V。
(9)不要过度放电。免维护铅酸蓄电池在循环使用时,其寿命主要依赖于放电深度。放电深度越深,PbO2粒子之间的相互结合越松驰,易于脱落,循环寿命就会缩短。在放电深度达到50%时,要接入发电机进行供电,待蓄电池容量恢复后再供电。
(10)新旧蓄电池尽量不要混用,因为在充电过程中新电池电压升得快,容易造成旧电池充不饱,始终处于欠电压工作状态,这样影响蓄电池的使用寿命。
(11)闲置的蓄电池每季度充电一次,因为*闲置的蓄电池负极将形成一种粗大的、难以接受充电的PbSO4结晶,此现象称为不可逆硫酸盐化,会引起蓄电池过早失效。蓄电池的使用寿命一般在8年左右,由于我们坚持采用上述维护方法,本公司1994年购置的蓄电池经容量测试,至今仍在设计容量范围以内,还可以继续使用。
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