| 随着信息、能源、电子技术的快速发展，VRLA电池目前已被广泛地应用于邮电、通信、电力、交通、船舶、航空航天、应急照明等诸多领域。与普通的铅酸蓄电池相比，VRLA电池由于采用了内部氧复合技术，大大缓解了电解液的损耗，从而使蓄电池在免维护状态下长期服役，深受各个行业的青睐。
为了充分发挥蓄电池作为后备电源的作用，以保证通信、电力系统的正常运行，使得对后备电源的维护问题成为了我们探讨的中心。
一、蓄电池使用寿命
影响阀控式铅酸蓄电池实际使用寿命的因素很多，起主要作用的有以下几方面。
1.1温度与容量的关系
阀控式蓄电池在环境温度为25℃时的容量为100％；超过25℃时，每升高10℃蓄电池的容量会减少一半；而在25℃以下时，温度与容量的关系如表1所列。
表1 在25℃以下时温度与容量的关系
温度/℃ 当前容量/％
25 100
20 95
15 90
10 84
5 76
0 71
从表1不难看出，阀控式蓄电池的容量是随着温度的变化而变化的，维护人员必须认真做到根据实际温度的变化合理地调整蓄电池的放电电流，同时要控制好蓄电池的环境温度使其保持在22℃～25℃以内。
1.2不同的充电方式对蓄电池寿命的影响
对阀控式铅酸蓄电池的维护需要建立精确的充放电制度并加以实施，才能使该蓄电池达到最优的性能和最长的使用寿命。国内外大量研究的结果表明，充放电方式决定了蓄电池使用的寿命，有一些蓄电池与其说是使用坏的，不如说是充电方式不妥被损坏的。在这方面，国内有许多蓄电池生产厂家和科研院所或学校都做过类似的实验。经泰伦电源技术研究所试验证明，将蓄电池分成两组进行实验，一组采用普通恒压限流方式进行全容量寿命的试验，另一组则采用阶段恒流充电方式控制充电的容量，并在充电后期采用短时间中等电流冲击方式进行容量循环寿命的试验。结果，两组蓄电池因采用不同的充电方式而得到相差甚大的循环寿命，其中采用阶段恒流充电方式的蓄电池循环寿命较长。可见，目前被广泛采用的恒压限流充电方式，特别在充电后期是有相当缺憾的。
1.3放电与容量的关系
大家知道，不同倍率的放电电流会使蓄电池有不同的容量，如表2所列。
表2 放电与容量的关系
放电率/h 蓄电池额定容量的百分数/% 放电电流倍数 终止电压/V
0.5 45 7 1.7
1 55 5.14 1.75
3 75 2.5 1.8
10 100 1.0 1.8
在通信电源直流供电系统中配置的蓄电池容量是不相同的，对蓄电池在实际放电电流下运行的容量应有一个准确的计算。
这里值得注意的是，在小电流放电条件下形成的硫酸铅，要氧化还原是十分困难的，这是因为在小电流放电下形成的硫酸铅颗粒的尺寸远比大电流放电条件下的大，就是说在大电流条件下晶体形成的速度要比小电流条件下慢，晶体来不及生长就很快被氧化还原了，因而颗粒比较小。而在小电流条件下，较大的硫酸铅晶体就不容易被还原。如硫酸铅晶体长期得不到清理，必然会影响蓄电池的容量和使用寿命。
1.4浮充电压的设置对蓄电池寿命的影响
浮充运行是蓄电池的最佳运行条件，运行时电池一直处于满荷电状态，理论上在此条件下运行蓄电池将达到最长的使用寿命。
浮充电压的设置对蓄电池的寿命具有相当重要的影响，浮充电压产生的电流量应达到补偿自放电及电池单体放电电量和维持氧循环的需要。
不合理的浮充电压主要在两个方面影响电池，即正极板栅腐蚀速率和电池内气体的排放。特别是当电池的浮充电压超过一定值时，板栅腐蚀现象会进一步加剧，电池内的氧气和氢气产生较高气压，通过排气阀排放，从而造成电池失水，正极腐蚀则意味着电池失水，进一步加剧电池劣化、寿命缩短。若将浮充电压超过一定幅度，增大的浮充电流会产生更多的盈余气体，这样便使氧在负极复合受到阻力，从而削弱了氧的循环机能。
此外浮充运行时，充电电压还应随环境温度作适当调整，具体可以参考有关技术资料或者电池厂家给出的相关参数要求。
1.5均充电方法对蓄电池寿命的影响
均充电是为了防止某些蓄电池因容量、端压的不一致而进行的补充电。一般做法是将浮充电压提高0.05～0.07V/℃，但最高不得超过2.35V。由于在均衡充电时气体的产生量比浮充充电时多几十倍，所以充电时间不能太长，以避免盈余气体影响氧的再复合效率，使失水量增加，而且使板栅腐蚀速度增加，从而损坏电池。一般对于新电池或状态较好的电池，均充充电时电压应相对较低，而对于使用时间较长或者性能较差的电池，均充电压可适当升高。
1.6蓄电池容量检测中注意的问题
蓄电池容量测试受到实际操作条件的影响，如在非标准条件（如放电倍率、溶液温度等）下检测时，应先换算成标准情况下的容量，以便在此基础上进行分析研究和比较判断，不过对于普通维护人员，换算工作显然比较繁杂。
在容量检测时，操作也要谨慎，首先，应了解直流供电和市电供电情况，油机发电机能否启动。检测时应时时注意直流供电系统的情况和市电的供电情况，一旦发现不正常，应立即停止蓄电池容量检测工作，恢复整流器的正常输出，以免影响正常供电。
二、传统的蓄电池维护测试技术发展历程及效果分析
2.1早期蓄电池电压的测量法
蓄电池的性能状态最终体现在电池的容量与落后程度上，电池的电压可以在一定程度上反映出电池性能的好坏，当电池放电到一定程度后，其电压值便开始明显降低，在早期的电池维护中，由于测试仪器的匮乏，维护人员普遍采用万用表对电池电压进行测量，通过电压高低来简单判断电池性能的好坏，而电池的实际放电能力只能通过电池实际容量反映出来，通过测量电池端电压只能在一定程度上反映电池的落后情况。实际操作中，我们经常会发现，在浮充状态下，坏电池或者落后电池与正常电池的电压没有太明显区别，也没有太好的规律性可言，大量研究实践证明，即便是浅度放电状态，单纯通过电压高低完全不足以判别电池性能的好坏。
2.2核对放电法
长期以来，蓄电池放电试验主要沿用以下两种方式：一是利用实际负载进行核对性放电试验，二是利用传统电阻箱进行放电试验。传统电阻箱放电容量试验，蓄电池组须脱离系统，利用电阻箱对电池组进行放电试验，经过数小时后，可以找出最落后的一到几节电池，以落后电池到达终止电压时的放电时间与放电电流来估算其容量，并以此容量作为整组电池的容量。
容量试验是检测电池容量最直接、最可靠的方法，无论是在线还是离线进行检测，都必须设置备用电源作为防范措施，以保证通信安全。
传统的核对放电设备普遍采用电阻丝或者水阻进行核对放电，并且是人工操作，程序繁琐，存在一定的人身危险，这种传统的核对放电试验方式正在逐步被淘汰。目前，国内外普遍采用了新型的智能核对放电技术，该技术利用PWM控制原理，根据放电过程中电池组放电电压的变化，对放电假负载可以进行实时调整，以保证电池组恒流放电。
核对放电法具有容量测试准确可靠的优点，因此，仍然是目前世界上检测电池性能的最可靠方法，同时由于核对放电本身可以对电池起到一定的维护作用，所以，核对放电是其他设备暂时还不能替代的。不过它的缺点也很突出，主要表现为：
——核对放电时间长，风险大，电池组须脱离系统，蓄电池组所存储的化学能全部以热能形式消耗掉，既浪费了电能又费时费力，并且增加了系统断电风险；
——进行核对性放电试验，必须具备一定条件，首先，尽可能在市电基本保障的条件下进行；其次，机房必须有备用电池组，所以，更适于具备一主一备电池组结构的机房。
目前，核对放电只能测试整组电池容量，不能测试每一节单体电池容量，以容量最低的一节作为整组容量，而其他部分电池由于放电深度不够，其劣化或落后程度还不能完全充分暴露出来。
频繁地对蓄电池进行深放电，会产生硫酸铅沉淀，导致极板硫酸化，容量下降，电池落后，因此不适宜对铅酸蓄电池频繁进行深放电。
所以，核对放电只能对蓄电池进行定期维护，无法满足日常维护的需要。
|
|
您所在的位置： 
