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[经验] 蓄电池检测仪在通信行业的应用

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发表于 2011-12-07 13:23:22 只看楼主

在通讯行业的应用
发表时间：2011-11-21 05:11:09浏览次数： 82

铅酸新电池检测仪
在通信电源系统维护中的应用
摘要：通过阀控式密封铅蓄电池的原理及结构特点出发，结合蓄电池的运行参数，分析了影响蓄电池寿命主要因素，结合实际维护管理的经验，提出了运用铅酸蓄电池检测仪对密封铅蓄电池的一些维护意见和看法，早期诊断和预防蓄电池可能出现的故障，以延长电池的使用寿命，确保通信电源系统的可靠性。
关键词：铅酸蓄电池检测仪通信系统电源系统蓄电池维护可靠性
一、引言
随着电信事业的飞速发展和蓄电池技术的不断进步，阀控式密封蓄电池在电信方面的应用越来越广泛。各个端局、接入网及宽带室外节点的直流供电系统，以及基站的UPS中都是采用阀控式密封蓄电池。由于蓄电池的类型多样，容量大小不同，增加了维护工作的复杂性。
通信电源系统是整个通信系统的基础，而阀控式密封蓄电池在通信电源系统中处于重要的位置。大部分通信设备都是使用直流供电，所以当市电或整流器故障时，由蓄电池提供供电，以保证通信设备的正常运行。如果蓄电池因使用和维护不当而放不出电来，其后果是非常严重的。因此，通过对蓄电池的正确和必要的使用和维护，确保通信电源系统的可靠性，为整个通信网络的安全生产提供保障。
二、蓄电池的基本原理和结构特点
下面我们以某型密封铅蓄电池为例，简单介绍阀控式蓄电池的基本原理。铅蓄电池在充放电过程中产生的化学反应式如下：

氧气复合为H2O又重新回到系统中，实现电池内部氧的循环复合。而负极亦因生成PbSO4而使极化电位降低，从而达到负极不析氢，因此阀控式密封铅蓄电池可以实现密封，所以与其他防酸隔爆式蓄电池对比具有以下特点：
（1）固定的电解液。目前有两种方法固定电解液：一种是贫液式，另一种是将电液凝固为胶体。其目的一是电池放置位置可以倒置，另外是控制正负极间氧气迁移最大速度。固定的电解液电池在维护时不需添加蒸馏水，大大减少了工作量。
（2）上负极板上活性物质过剩。采用负极板容量比正极板容量大些，可减少氢气析出量。这种消氢的方法称为阴板吸收法。若在负极活性物质中或电解液中添加提高氢析出过电位物质，也有抑制氢气析出速度的作用。
（3）改进的板栅材料。正极板采用高纯度的铅锑合金材料，负极板采用高纯度的钙合金材料，这样的结构可大大减少腐蚀程度。
（4）自动开关阀门。当电池内部气体压力上升到一定程度时，安全阀门自动打开析放气体；当压力下降到规定程度以下，阀门自动关闭。
（5）环境污染小。由于电池本身使用固定的电解液，硫酸数量减少，而且是密封的，所以电池析放出的酸气比防酸隔爆式蓄电池少很多，对周围的环境污染比较小。
（6）可以做到少维护。
（7）对环境温度要求较高。因为温度过高，蓄电池压力上升较快，迫使阀门频繁打开，引起蓄电池内部水分损失较多影响电池寿命。因此，环境温度最好控制在25℃左右。
三、影响蓄电池寿命的因素
（一）外部因素。
1、放电率对电池容量的影响。
铅蓄电池容量随放电倍率增大而降低，在谈到容量时，必须指明放电的时率或倍率。电池容量随放电时率或倍率不同而不同。
（1）容量与放电时率的关系。
对于一给定电池，在不同时率下放电，将有不同的容量，下表为某电池在常温下不同放电时率放电时的额定容量。

（2）高倍率放电时容量下降的原因。
放电倍率越高，放电电流密度越大，电流在电极上分布越不均匀，电流优先分布在离主体电解液最近的表面上，从而在电极的最外表面优先生成PbSO4。PbSO4的体积比PbO2和Pb大，于是放电产物硫酸铅堵塞多孔电极的孔口，电解液则不能充分供应电极内部反应的需要，电极内部物质不能得到充分利用，因而高倍率放电时容量降低。
（3）放电电流与电极作用深度关系。
在大电流放电时，活性物质沿厚度方向的作用深度有限，电流越大其作用深度越小，活性物质被利用的程度越低，电池给出的容量也就越小。
在大电流放电时，由于极化和内阻的存在，电池的端电压低，电压降损失增加，使电池端电压下降快，也影响容量。
2、充电方法对电池寿命的影响。目前，国内外阀控密封铅蓄电池的充电方法基本都是采用恒压限流方法充电，其充电过程如图二所示。充电第一阶段采用限（恒）流充电，第二阶段为恒压充电。初始充电电流一般采用0.1C10，这是因为长时间大电流充电将会导致正极板弯曲膨胀，如长时间处于充放电状态，将会引起极板腐蚀，产生硫酸铅堆积、活性物质软化、脱落，最终导致极板短路而失效。若充电电流密度过小，则电池内部逆向化学反应不能充分进行，即使充电时间延长，也不能100%恢复电池的容量，使电池容量损失，有效服务寿命减少。
所以，一般要求浮充电压选择在25℃情况下2.25V/单体，当浮充运行时，如果单体电压低于2.18V，则需要进行均衡充电；均衡充电一般采用恒压限流进行，电压按25℃情况下2.35V/单体，温度补偿系数为：-5mV/℃，充电频率：一次/年。
3、环境温度对电池寿命的影响。当环境温度偏离标准温度时，阀控密封电池的充、放电容量及使用寿命将随之而急剧变化。一般来说，每种电池在出厂时厂家都给出了一个相应的环境温度范围，在此温度范围内使用可以发挥出电池的最佳效能。由于阀控密封电池的结构特殊，其电解液浓度较大，在低温、大电流密度下放电时，负极容易生成致密的PbSO4结晶层，减慢电极化学反应速度，影响放电；如果电池温度过高，超过40℃时正极析氧加速，加快了正极腐蚀速度，从而使电池寿命急速下降。
（二）内部因素。
一般外部因素对电池寿命的影响都是通过内部结构的变化实现的，因此内部的变化才是电池缩短寿命的直接原因。内部的影响因素一般有以下几个：
1、板栅对电池寿命的影响。
板栅合金材料一般为铅钙合金或低锑合金，就阀控密封电池而言，对板栅材料的要求是进一步提高氢氧的过电位，提高析气的临界电压值，以及耐腐蚀等。对于经常停电地区，选用低锑合金板栅电池可靠性较高。下表是两种合金板栅电池寿命比较。

电池的正极板栅厚度决定电池的寿命，不同厚度正极板栅电池的寿命不同。据有关资料介绍，当厚度从2.0mm增加到5.2mm时，设计正常浮充寿命将从2年增加到20年。
2、AGM隔膜对电池寿命的影响。
如果AGM隔膜材质不良，灌酸后收缩比大，造成电池内阻大；如果孔径大或灌酸充电后强度差，造成使用过程中铅易渗透，引起内部短路。
3、安全阀对电池寿命的影响。
安全阀起到密封、安全和提供氧气循环所需的压强，以保证氧气循环顺利进行的利用。安全阀的开启压力一般为1~49KPa，闭阀压力在1 KPa以上，二者差值控制在10 KPa以内。较高的闭阀压力，可确保安全阀的“关闭”状态，保证电池内部与大气切实隔开，电池处于真正密封状态。适当提高开阀压力并保持使用过程中处于稳定状态，有利于减少失水、自放电，有利于改善低压充电效果，也有利于增强电池的耐过充电性能，从而提高蓄电池的循环寿命。
四、蓄电池的维护技术。
阀控密封蓄电池不用加酸加水维护，但并不是不需要维护管理，为了保证电池使用良好，需要做一些必要的维护工作，才能使电池发挥出最大的效能，才能有效地延长电池的有效使用寿命。
前面我们分析了阀控密封蓄电池的工作原理、结构特点，以及影响电池寿命的因素，深入地了解这些对于我们日常的维护管理有指导帮助。那么，日常的维护管理应该做哪些工作呢？我觉得下面几点要求是很必要的。
1、每个单体之间的连接必须可靠。
如果连接不可靠，使各接触点电阻过大，在大电流工作环境下，将引起发热，使电池内部产生大量气体，容易引起电池严重失水，甚至将导致爆炸及燃烧。
要求：每年都要进行单体连接部件的检查，上紧各连接点的螺栓。
2、蓄电池要选择正确的浮充电压。
蓄电池的工作电压和电池内部的气体的发生量成正比，如果浮充电压过高，蓄电池将产生大量的气体。如果内部气体化合速度比气体产生慢的话，气体将从排气阀排出，产生失水，从而使容量丢失。所以建议蓄电池的浮充电压控制在25℃情况下2.23±0.02V/单体之间，我公司生产的铅酸蓄电池检测仪能有效记录电池的浮充电压，便于维护者日常管理、维护。
3、使用适当的均衡充电。
当电池浮充电压偏低或电池放电后需要再充电或电池组容量不足时，需要对电池组进行均衡充电，合适的均充电压和均充频率是保证电池长寿命的基础，对阀控铅酸蓄电池平时不建议均充，因为均充可能造成电池失水而早期失效，均充电压与环境温度有关。一般单体电池在25℃环境温度下的均充电压为2.35V或2.30V，如温度发生变化，需及时调整均充电压，均充电压温度补偿系数为-5mV/℃。
一般均充频率的设置，应为电池全浮充运行一年，按规定电压均充一次，时间为12小时或24小时。
4、进行蓄电池内阻测试。
（1）常规性内阻测试。
常规性内阻测试除了检测单体蓄电池的内阻外，还对蓄电池的充电电压进行检测，上面已经提到蓄电池充电电压的稳定与否，直接影响着蓄电池的使用寿命，我公司生产的蓄电池检测仪配备专用数据管理软件，数据导入软件后，可自行判别蓄电池的好坏，减少大量的人工成本，数据库自动生成，可随时比对、打印；
（2）定期比对内阻测试
每季度必须做一次比对内阻测试，测试方法
（1）将首次测得的每个单体电池的内阻值Rfirst记录下来。
（2）根据IEEE-1188-1996标准，每季度对每个单体电池内阻测试一次，并把测试值Ron和Rfirst作比较：
当Ron＞1.5×Rfirst 时，该蓄电池已有故障；
当 Ron＞2×Rfirst 时，该蓄电池已有严重故障，建议立即更换。
5、创造良好的工作环境。
大多数电池体系都存在发热问题，在阀控铅酸蓄电池中可能性更大，这是由于：氧气再化合过程使电池内产生更多的热量；排出的气体量小，减少了热的消散。
若阀控铅酸蓄电池工作环境温度过高，电池内部温度随之增加，电池散热不佳，从而产生过热，电池内阻下降。如得不到很好的解决，直到热失控使电池壳体严重变形、涨裂。为杜绝热失控的发生，要采用相应的措施：蓄电池要安装在通风良好的位置，有条件应当安装空调设备，很好地控制电池温度。
五、结束语
总之，蓄电池长期运行维护是一门综合性的工作，应该严格按照规范要求加强日常维护和定期管理。并结合我公司生产的铅酸蓄电池检测仪、虚心借鉴完善的管理维护经验，通过检测和维护，早期诊断和预防蓄电池可能出现的故障，以延长电池的使用寿命，确保通信电源系统的可靠性。
推荐阅读：铅酸蓄电池检测仪产品介绍

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luxiaofeng

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学习了，很好很强大

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