《通信电源》第6章-蓄电池.ppt

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1、,蓄电池,本 章 内 容,通信蓄电池发展阀控蓄电池构成、分类阀控蓄电池工作原理阀控蓄电池技术指标阀控蓄电池的维护使用与注意事项,本章重点、难点,本章重点 阀控蓄电池的组成与工作原理 阀控蓄电池的维护与使用 本章难点 阀控蓄电池的使用容量因素 阀控蓄电池维护中的失效原因分析,本章的目的和要求,掌握阀控蓄电池的工作原理，理解阀控蓄电池的特点。掌握阀控铅蓄电池的基本结构及各组成部分的作用，了解阀控蓄电池的分类。掌握阀控铅蓄电池容量的概念，理解使用因素对实际容量的影响。理解阀控铅蓄电池的失效原因，了解阀控铅蓄电池故障判断与维护时的注意事项。了解阀控蓄电池的发展历史及趋势。,通信蓄电池发展概述,蓄电池的

2、内容提要,1,阀控蓄电池的结构与原理,2,VRLA蓄电池的电特性,3,讨论题,5,VRLA蓄电池的运行与维护,4,蓄电池,通信电源蓄电池 电池放电电流小，容量大，寿命长，每节单体2V（一般2.23V左右），一组48V电池由24节单体串联组成。UPS蓄电池 电池能大电流放电，容量小，寿命较短，常见的UPS蓄电池每个单体电压为12V，如果配置32节电池，则电池组端电压可达384V。启动电池 由于油机启动时间十分短促，仅为58秒，因此要求蓄电池满足高速率大电流放电的要求。油机启动电池多采用24V电池组。,通信蓄电池发展概述,铅酸蓄电池的发明距今已有140余年的历史，以往的铅酸蓄电池均为开口式或防酸隔

3、爆式，充放电时析出的酸雾污染及腐蚀环境，又需经常维护既补加酸和水。自50年代起，科学技术发达国家先后解决了防酸式铅酸电池的致命缺点，而可以把铅蓄电池密封起来。进入80年代，随着分散式供电方案启用，需求基础电源设备与通信设备同装一室，激励了密封固定型铅酸电池的生产。进入90年代后，阀控密封铅酸蓄电池生产技术有了很大进展，进入了成熟期。,阀控式密封铅酸蓄电池的特点,电池荷电出厂，安装时不需要辅助设备，安装后即可使用；在电池整个使用寿命期间，无需添加水，调整酸比重等维护工作，具有“免维护”功能；不漏液、无酸雾、不腐蚀设备，可以和通信设备安装在同一房间，节省了建筑面积和人力；采用具有高吸附电解液能力的

4、隔板，化学稳定性好，加上密封阀的配置，可使蓄电池在不同方位安置；电池寿命长，25下浮充状态使用可达10年以上；与同容量防酸式蓄电池相比，阀控式密封蓄电池体积小、重量轻、自放电低。,1、蓄电池在通信电源系统中的作用,阀控式铅酸蓄电池的英文名称为Valve Regulated Lead Battery(简称VRLA)，作用有：后备电源（包括直流供电系统和UPS系统）：当市电异常或在整流器不工作的情况下，由蓄电池单独供电，担负起对全部负载供电的任务，起到备用作用。平滑滤波：在市电正常时，虽然蓄电池不担负向通信设备供电的主要任务，但它与供电主要设备整流器并联运行，能改善整流器的供电质量。调节系统电压动

5、力设备的启动电源,蓄电池在通信电源系统中的应用,2、蓄电池的分类,（1）按不同用途和外形结构：分有固定式和移动式两大类。（2）按极板结构分为：涂膏式、化成式、半化成式、玻璃丝管式等。（3）按电解液的不同分为：酸性和碱性。酸性蓄电池：以酸性水溶液作电解质 碱性蓄电池：以碱性水溶液作电解质（4）按电解液数量分为：贫液式和富液式。密封式电池一般为贫液式，半密封电池均为富液式。,型号（1）,型号(2),100A型号代表每块正极板的电流容量（8小时率至终了电压1.75V25)例如：100A21型号单体含10片正极及11片负极，因此100A21型号的容量是1000安时。,6.2.2 阀控蓄电池的结构与原理

6、,1、阀控式铅酸蓄电池的基本结构2、阀控蓄电池的工作原理,1、阀控式铅酸蓄电池的基本结构,（1）正负极板组（2）隔板（3）电解液（4）安全阀（5）壳体,结构框图,蓄电池的结构,（1）正负极板组,正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb）。VRLA的极板大多为涂膏式，这种极板是在板栅上敷涂由活性物质和添加剂制成的铅膏，经过固化、化成等工艺过程而制成。,（2）隔板,阀控式铅酸蓄电池中的隔板材料普遍采用超细玻璃纤维。隔板与极板紧密保持接触。它的主要作用有：吸收电解液；提供正极析出的氧气向负极扩散的通道；防止正、负极短路。,（3）电解液,铅蓄电池的电解液是用纯净的

7、浓硫酸与纯水配置而成。它与正极和负极上活性物质进行反应，实现化学能和电能之间的转换。,（4）安全阀,一种自动开启和关闭的排气阀，具有单向性，内有防酸雾垫。只允许电池内气压超过一定值时，释放出多余气体后自动关闭，保持电池内部压力在最佳范围内。,（5）壳体,材料应满足耐酸腐蚀，抗氧化，机械强度好，硬度大，水气蒸发泄漏小，氧气扩散渗透小等要求。一般采用改良型塑料：如PP、PVC、ABS等材料。,2、蓄电池的工作原理,正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质为纯铅（Pb）。电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定的比例配制而成。正负极板上活性物质的性质不同，当两种极板放置在同一硫酸溶液中时，各

8、自发生不同的化学反应而产生不同的电极电位。,(1)蓄电池的化学反应原理,放电时化学反应：,放电 PbO2+2H2SO4+Pb PbSO4+2H2O+PbSO4 正极 硫酸 负极 正极 水 负极,蓄电池在放电过程的特点,正、负极板上的活性物质都不断转变为硫酸铅（PbSO4）。蓄电池的内阻增加。电解液的比重逐渐下降，电动势逐渐降低。至放电终了时，蓄电池的端电压下降到1.8V左右。,充电过程的化学反应：,蓄电池在充电过程的特点,正极板上的硫酸铅（PbSO4）逐渐变为二氧化铅（PbO2）。负极板上的硫酸铅逐渐变为海绵状铅（Pb）。蓄电池的内阻减小。电解液的比重逐渐增加，蓄电池的电动势也逐渐增加。,（2

9、）蓄电池的氧循环原理,阀控蓄电池的氧循环原理就是：从正极周围析出的氧气，通过电池内循环，扩散到负极被吸收，变为固体氧化铅之后，又化合为液态的水，经历了一次大循环。,VRLA的结构特点,阀控式铅酸蓄电池采用负极活性物质过量设计，正极在充电后期产生的氧气通过隔板（超细玻璃纤维）空隙扩散到负极，与负极海绵状铅发生反应变成水，使负极处于去极化状态或充电不足状态，达不到析氢过电位，所以负极不会由于充电而析出氢气，电池失水量很小，故使用期间不需加酸加水维护,克服了传统式铅酸蓄电池的主要缺点。在阀控式铅酸蓄电池中，负极起着双重作用，即在充电末期或过充电时，一方面极板中的海绵状铅与正极产生的氧气（O2）反应而

10、被氧化成一氧化铅（PbO），另一方面是极板中的硫酸铅（PbSO4）又要接受外电路传输来的电子进行还原反应，由硫酸铅反应成海绵状铅（Pb）。,氧循环原理图(1),密封原理示意图,氧循环原理图(2),6.2.3 VRLA蓄电池的电特性,1、VRLA蓄电池的电压2、VRLA蓄电池的充放电特性3、VRLA蓄电池的容量,1、VRLA蓄电池的电压,（1）工作电压 指电池接通负载后在充放电过程中显示的电压，又称负载电压。（2）浮充电压 在邮电通信局（站）直流电源系统中，蓄电池采用全浮充工作方式。在市电正常时，蓄电池与整流器并联运行，蓄电池自放电引起的容量损失便在全浮充过程被补足，这时，蓄电池组起平滑滤波作用

11、。因为电池组对交流成分有旁路作用，从而保证了负载设备对电压的要求。在市电中断或整流器发生故障时，由蓄电池单独向负荷供电，以确保通讯不中断。,浮充电压的选择,各种类型的VRLA电池的浮充电压不尽相同，在理论上要求浮充电压产生的电流足以达到补偿电池的自放电损失及电池单独放电用量，和维持氧循环需要。实际工作还应考虑下列因素：选择在该充电电压下，电池极板生成的PbO2较为致密，以保护板栅不致于很快腐蚀；尽量减少O2与H2析出，并减少负极硫酸盐化；电解液浓度对浮充电压的影响；板栅合金对浮充电压的影响；通信设备对浮充系统基础电压的要求,浮充电流的选择,浮充电流设定的依据 浮充电流应足以补偿每昼夜自放电损失

12、的电量；对于VRLA电池而言，应确保维护氧循环所需的电流；当蓄电池单独放电后，能依靠浮充，很快地补足容 量，以备下一次放电,浮充电压的温度补偿,浮充充电与环境温度有密切关系。通常浮充电压是指环境25而言，所以当环境温度变化时，为使浮充电流保持不变，需按温度系数进行补偿，即调整浮充电压。在同一浮充电压下，浮充电流随温度升高而增大。若进行温度换算可得出：环境温度自25升或降1，每个电池端压随之减或增34mV方可保持浮充电流不变。,2、VRLA蓄电池的充放电特性,补充充电浮充充电：54V 补偿电池自放电损耗（平时）均衡充电：56.4V迫使各单体电池的特性均衡快速充电,补充充电(初始充电),阀控铅酸蓄

13、电池是荷电出厂，由于自放电等原因，投入运行前要做初始均充充电和一次容量实验。补充充电应采用低压恒压充电方法，充电电压应按厂家使用说明书进行。,浮充充电,浮充电压：2.23伏2.27伏单体（25)浮充电压需依照环境温度的变化，而作相应调整。为使浮充电流保持不变，需按温度系数进行补偿，即调整浮充电压。环境温度自25升或降1，每个电池端压随之减或增34mV方可保持浮充电流不变。,快速充电,在某种情况下，要求电池尽快充足电，可采用快速充电，最大充电电流0.2C10 A，充电电流过大会使电池鼓涨，并影响电池使用寿命。,均衡充电,蓄电池在使用过程中，有时会产生比重、端电压等不均衡情况，为防止这种不均衡扩展

14、成为故障电池，所以要定期履行均衡充电。凡遇下列情况需进行均衡充电：浮充电压有两只以上低于2.18V只；搁置不用时间超过三个月。全浮充运行达六个月。放电深度超过额定容量的20%。,思考题,什么是浮充？什么叫浮充电压，什么叫均充电压，如何确定电池的浮充电压和均充电压?浮充是指电池与负载并联，处于备用状态，由充电设备同时给电池与负载供电的过程。浮充时的电压叫浮充电压。均充电压比浮充电压要高，它能保证在相对较短的时间内使放过电的电池能充足电，使蓄电池达到满容量的状态，同时在这个电压下又不会对蓄电池造成过充电，从而使充电对蓄电池造成损坏达到最低程度。,（2）铅酸蓄电池的充电特性,VRLA电池在放电后应及

15、时充电。充电时必须认真选择以下三个参数：恒压充电电压、初始电流、充电时间。不同蓄电池的充电电压值由制造厂家规定，充电电压和充电方法随电池用途不同可以不同。电池放电后的充电推荐恒压限流方法，即充电电压取U（厂家定），限流值取0.1C10A，充入电量为上次放电电量的1.11.2倍即可。,（3）铅酸蓄电池的放电特性,铅蓄电池投入运行，是对实际负荷的放电，其放电速率随负荷的需要而定。各种放电小时率下的放电方法一般有标准小时率（10小时率）下的放电，高放电率下的放电，冲击放电和核对性放电等几种。放电速率不同，放电终止电压也不相同，放电速率越高，放电终止电压越低。温度对电池放出的容量也有较大影响，通常，环

16、境温度越低，放电速率越大，电池放出的容量就小。,3、VRLA蓄电池的容量,1电池容量的分类 电池容量是电池贮存电量多少的标志，有理论容量、额定容量、实际容量之分。理论容量：理论容量是假设活性物质全部反应放出的电量。额定容量：规定在25环境下，以10小时率电流放电至终了电压所能达到的容量，用符号C10表示。I10 C10/10。实际容量又称为使用容量，它表示在预定的放电条件下，电池实际所放出的电量。不是恒定的常数。,2影响实际容量的因素,放电率的影响电解液温度的影响电解液浓度的影响终止电压的影响电池的新旧程度、局部放电等因素影响,放电率的影响,放电至终了电压的快慢叫做放电率，分为时间率和电流率。

17、对于一给定电池，在不同时率下放电，将有不同容量。下表为一GFM1000电池在常温下不同放电率放电时的容量。,电解液温度的影响,在一定环境温度范围内放电时，使用容量随温度升高而增加，随温度降低而减小。阀控式密封铅蓄电池放电时，若温度不是标准温度（25），则需将实测电量Ct换算成标准温度的实际容量Ce，即 Ct Ce 1+k(t-25)公式中：Ct 非标准温度下电池放电量 t放电时的环境温度 k温度系数 10小时率容量试验时 k=0.006/,电解液浓度的影响,在实用范围内，电池容量随电解液浓度的增大而提高。但也不可浓度过大，因浓度高则粘度增加，反而影响电液扩散，降低输出容量。,终止电压的影响,终

18、止电压：指电池放电时电压下降到某个值而停止或下降到不宜再继续放电的最低工作电压，称终止电压。终止电压是按实际需要确定的，小电流放电时，终止电压要定得高些；大电流放电，终止电压要定得低些。,阀控蓄电池的运行与维护,1、阀控式铅酸蓄电池维护的技术指标2、VRLA蓄电池对充电设备的技术要求 3、阀控铅酸蓄电池的日常维护与测量 4、阀控式铅酸蓄电池在维护过程中的注意事项 5、阀控式铅酸蓄电池一般故障分析与处理,1、AGM电池主要技术指标,容量：额定容量是指蓄电池容量的基准指，容量指在规定放电条件下蓄电池所放出的电量，小时率容量指N小时率额定容量的数值，用CN表示。最大放电电流：在电池外观无明显变形，导

19、电部件不熔断条件下，电池所能容忍的最大放电电流。耐过充电能力：完全充电后的蓄电池能承受过充电的能力。容量保存率：电池达到完全充电后静置数十天，由保存前后容量计算出的百分数。密封反应性能：在规定的试验条件下，电池在完全充电状态，每安时放出气体的量(ml)。安全阀动作：为了防止因蓄电池内压异常升高损坏电池槽而设定了开阀压，为了防止外部气体自安全阀侵入，影响电池循环寿命，而设立了闭阀压。防爆性能：在规定的试验条件下，遇到蓄电池外部明火时，在电池内部不引爆、不引燃。防酸雾性能：在规定的试验条件下，蓄电池在充电过程，内部产生的酸雾被抑制向外部泄放的性能。,放电率电流和容量,C1010小时率额定容量 Ah

20、 C10 C33小时率额定容量 Ah 0.75C10 C11小时率额定容量 Ah 0.55C10 10小时率放电电流（I10），数值为0.1C10A 3小时率放电电（I3），数值为2.5I10A 1小时率放电电流（I1），数值为5.5I10A,终止电压Uf,10小时率蓄电池放电单体终止电压为1.8V 3小时率蓄电池放电单体终止电压为1.8V 1小时率蓄电池放电单体终止电压为1.75V,充电电压、充电电流,蓄电池在环境温度为25条件下，浮充工作单体电压为2.232.27V，均衡工作单体电压为2.302.35V。最大充电电流不大于2.5I10A。，,2、VRLA蓄电池对充电设备的技术要求,1稳压精

21、度稳压精度是指在输入交流电压或输出负载电流变化时，充电设备在浮充或均充电压范围内输出电压偏差的百分数。2自动均充功能VRLA蓄电池需要定期进行均充电，VRLA蓄电池进行均充的目的就是为了确保电池容量被充足，防止VRLA蓄电池的极板钝化，预防落后电池的产生，使极板较深部位的有效活性物质得到充分还原。,均充功能启用条件,凡遇下列情况需进行均衡充电：浮充电压有两只以上低于2.18V只；搁置不用时间超过三个月。全浮充运行达六个月。放电深度超过额定容量的20%。自动均充启动条件可以根据VRLA蓄电池的新旧程度和不同生产厂家的技术要求进行人工设置。,自动均充终止的判据,充电量不小于放出电量的1.2 倍。充

22、电后期充电电流小于0.00510（10电池的额定容量）。充电后期，充电电流连续小时不变化。达到上述三个条件之一，可以终止均充状态自动转入浮充状态。,（3）电压一温度补偿功能,对VRLA蓄电池浮充端电压一般(在25)设置在225V，浮充电流一般在045mAAh左右。温度补偿的电压值通常为以环境温度25为界，温度每升高或降低l，其浮充电压就相应降低或升高(34)mV只。,（4）限流功能,充电设备输出限流和电池充电限流是两个不同的功能。充电设备的输出限流是对充电设备本身的保护，而电池充电限流是对电池的保护。整流设备输出限流是当输出电流超过其额定输出电流的105时，整流设备就要降低其输出电压来控制输出

23、电流的增大，达到保护整流设备不受损坏。而电池的充电限流是根据电池容量来设定的，一般为015C10(A)左右。,（5）智能化管理功能,VRLA蓄电池是贫液式的密封铅酸电池，其对浮充电压、均充电压、均充电流和温度补偿电压都要严格控制。因而对VRLA蓄电池使用环境的变化，均充的开启和停止、均充的时间、均充周期等智能化管理就显得非常必要。,3、阀控铅酸蓄电池的日常维护与测量,容量的选择阀控铅酸蓄电池的安装蓄电池使用维护工作内容 VRLA蓄电池的定期测量,（1）容量的选择,蓄电池一般设置两组并联。交流不间断电源设备（UPS）的蓄电池组一般只设一组，当容量不足的时候可以并联，最多不超过4组。不同厂家、不同

24、容量、不同型号的蓄电池组严禁并联使用。不同时期的蓄电池并联使用时其投产使用年限相差应不大于2年。蓄电池总容量应按规定配置。铅酸蓄电池的总容量应按以下公式计算：Q KIT/1+(t-25)建议蓄电池组容量选择可查相关电池厂家的不同放电时间下蓄电池组放电电流值来选择蓄电池组容量。,蓄电池容量计算及配置:,（2）蓄电池的安装,电池为荷电出厂，必须小心操作，忌短路。连接螺丝必须拧紧，但也不要拧紧力过大而使极柱嵌铜件损坏。安装末端连接件和整个电源系统导通前，应认真检查正负极性及测量系统电压。不能将容量、性能和新旧程度不同的电池连在一起使用。,（4）VRLA蓄电池的定期测量,电池外观的检查电池端电压及偏差

25、 标示电池 电池极柱压降电池极柱温升的测量VRLA蓄电池全容量测试 VRLA蓄电池核对性放电试验法蓄电池单组离线操作,电池外观的检查,用目测法检查蓄电池的外观有无漏液、变形、裂纹、污迹、极柱和连接条有无腐蚀及螺母是否松动等现象。,电池端电压及偏差,电压的均匀性有二个指标，一个为静态，另一个为动态。各单体电池开路电压最高与最低的差值应不大于20mV(2V电池)、50mV(6V电池)、100mV(12V电池)。蓄电池处于浮充状态时，各单体电池电压之差应不大于100mV(2V电池)、240mV(6V电池)、480mV(12V电池)。,例如:,某基站有一组24V VRLA蓄电池，在浮充状态下测得每只电

26、池的端电压分别为2.28V、2.25V、2.21V、2.24V、2.26V、2.25V、2.27V、2.19V、2.22V、2.23V、2.24V、2.28V。Umax一Umin=2.28V一2.19V=0.09V=90mV 100mV 该组电池的端电压均匀性合格。,标示电池,标示电池的选定应在电池放电的终了时刻查找单体端电压最低的电池一至二只为代表，但标示电池不一定是固定不变的，相隔一定时间后应重新确认。,电池极柱压降,电池间的连接条和极柱的连接处有接触电阻存在,在电池充电和放电过程中连接条上将会产生极柱压降。接触电阻越大，充放电时产生的压降越大，结果造成受电端电压下降而影响通信，其次造成连

27、接条发热，产生能耗。严重时甚至使连接条发红，电池壳体熔化等严重的安全隐患。,极柱压降的测量,电池放电率与放电容量,具体测量步骤如下：,a.调低整流器输出电压或关掉整流器交流输入，使电池向负载放电。b.几分钟后（待电池端电压稳定后）测放电电流及每两只电池间的极柱间连接压降，并选出压降最大的一组。测量时，必须是在两只电池的根部。c.由该电池组的额定容量算得1小时率放电电流值。I1=5.5I10d.按公式：算得极柱压降。f.判断：极柱压降10mv为合格；否则为不合格。,例题,有一组48V/500AH的电池组，在对实际负载放电时的电流为125A时，测量每两只电池根部间的连接压降，其最大的一组为4.8m

28、V。试分析极柱压降是否满足要求？我们知道1h率放电电流:则1h率放电时的极柱压降为：,因为=10.6 mV10 mV，所以极柱压降不合格。,注意事项,确认测试在电池放电状态。测点要准确，必须在相邻两只电池极柱的根部。正确使用仪表进行测量，并会通过换算鉴别系统内某个压降数据是否符合设计指标。主要实验器材:四位半数字万用表 直流钳形电流表,极柱压降的测量,极柱压降的测量,极柱根部,思考题,1、为什么要测量电池极柱压降？又是如何进行操作测量的？2、测量电池极柱压降时为什么要关掉整流器让蓄电池组单独放电？,电池极柱温升的测量,VRLA蓄电池极柱与连接条一般都由螺栓做紧固连接，其接触电阻的大小同样会直接

29、影响该电池组的放电效果，除了测极柱间的电压降外，还有一种检测手段就是测量极柱连接条螺栓处的温升。测量方法如下：a.测量的电池组必须有一定的充放电电流，一般在均充状态下，或者在放电状态下进行(为了确保供电的可靠性，检测时可将整流器或开关电源的输出电压调到下限值，使电池单独放电)；b.用红外测温仪分别瞄准对应的极柱螺栓连接处，测量该处温度时被测点与测温仪枪口的距离应在lm左右，并应垂直于测试点的表面；c.测温仪要根据不同的测试材料介质，预先调整好红外线反射率系数，一般铜、铁为095，铅为03 d.测温仪与测试点之间应无温度干扰环境；e.从测温仪的显示屏上分别读出各连接点的温度；f.换算公式：温升=

30、实测值一环境温度,部分器件温升允许范围,红外点温仪常见物体反射率系数表,VRLA蓄电池全容量测试,蓄电池容量检测方式主要有离线式和在线式两种。离线式一般适用于新安装，还未正式投运的蓄电池，脱离供电系统。,具体的测量步骤如下：,a.检查市电、油机发电机和整流器(开关电源)都应正常可靠；b.关闭整流器(开关电源)或调低其输出电压，由电池单独放电；c.测量电池放电电流，验算放电电流倍数，查表得额定容量的百分数；d.测室温、测各电池端电压(每小时记录一次，临近放电终了时10min左右记录一次),避免过放电；e.整组电池中只要有一只电池端电压到达放电终止电压应立即停止放电，并恢复整流器的正常供电。f.核

31、算电池容量。核算出来的电池容量要大于该电池额定容量的80为合格。,核对性容量试验,核对性容量试验通常按3h率的放电电流进行1小时放电，即放出电池总容量的三分之一左右。放电结束时，将各单体电池端电压与厂家给出的3h率标准放电曲线（原始曲线）进行对比，若曲线下降斜度与原始曲线基本接近，说明该电池的容量基本不变，反之则说明电池容量变化明显。只放出部分容量，较为安全,误差相对较大。,电池3小时率放电原始曲线,标示电池核对性容量试验,最安全的测试方法.因为一组电池的容量大小决定于整组中容量最小的那只电池，即标示电池的容量。因此可以通过对标示电池单独进行容量检测来判断整组电池的容量。,蓄电池单组离线操作,

32、实验步骤a.做方案；b.确认需离线的电池处于浮充状态，电流小；c.操作前检查有无安全因素如导体裸露等；d.浮充电流小负荷最小时开始操作；e.工具要用做好绝缘处理的呆板手；f.在电池馈线与电池组第一节电池连接处将螺丝拆开，先拆负极，并在拆开处作临时绝缘处理，再拆正极，电池馈线端也作绝缘处理；g.安装时确认电池端电压与系统电压相差不超过0.5V先接正极，再接负极；,4、维护过程中的注意事项,（1）为保证蓄电池的使用寿命，最好不要使蓄电池有过放电。（2）一些整流器（开关电源）的参数设置（如浮充电压，均充电压，均充的频率和时间，转均充判据，转浮充判据，环境温度，温度补偿系数，直流输出过压告警，欠压告警

33、，充电限流值等），要跟各蓄电池厂家沟通后再具体确定。（3）每个机房的蓄电池配置容量最好在8-10小时率比较合适。频繁的大电流放电会使蓄电池使用寿命缩短。,维护过程中的注意事项,（4）每月应检查的项目如下：单体和电池组浮充电压；电池的外壳和极柱温度；电池的壳盖有无变形和渗液；极柱，安全阀周围是否渗液和酸雾溢出；（5）每半年做一次连接条的拧紧工作，以保证蓄电池安全运行。（6）要定期考察电池的储备容量。,电池放电率与放电容量,电池工作参数比较（1）,电池工作参数比较（2）,电池检测项目（1）,电池检测项目（2）,5、蓄电池的失效原因分析,蓄电池失效系指电池性能逐渐退化，直至不能使用。造成VRLA电池

34、的失效模式主要有失水、早期容量损失（PCL）、热失控、负极不可逆硫酸盐化、板栅腐蚀与伸长、隔板质量下降等。,失水,从阀控铅酸蓄电池中排出氢气，氧气，水蒸气，酸雾，都是电池失水的方式和干涸的原因。失水的原因有：气体再化合的效率低；从电池壳体中渗出水；板栅腐蚀消耗水；自放电损失水；安全阀失效或频繁开启。,早期容量损失（PCL）,VLRA电池的早期容量损失（PCL）是指电池初期进行容量循环时，每经过一次充放电循环，容量下降明显。早期容量损失常容易在如下条件发生：不适宜的循环条件，诸如连续高速率放电，深放电，充电开始时低的电流密度；缺乏特殊添加剂如Sb,Sn等；低速率放电时高的活性物质利用率，电解液高

35、度过剩，极板过薄等；活性物质密度过低，装配压力过低等。,热失控,热失控是指蓄电池在恒压充电时，充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用，并逐渐损坏蓄电池。热失控使电池迅速失水,隔膜内电解液很快干涸,最终使电池失效。措施：充电设备应有温度补偿功能或限流；严格控制安全阀质量，以使电池内部气体正常排出；蓄电池要设置在通风良好的位置，并控制电池温度。,负极不可逆硫酸盐化,铅蓄电池在正常工作中，负极板上PbSO4 颗粒小，充电时很容易恢复为绒状铅，但有的电池生成了难以还原的大颗粒硫酸铅，称为硫酸盐化。负极板硫酸盐化原因很多，主要由下几个原因造成。,负极板下部（1/4极板面积左右）硫酸盐化,产生极板硫酸

36、化的原因,经常使蓄电池过量放电长期充电不足(例浮充电压设置过低)放电后,不及时充电长期搁置在高温下长期放电缺少应有的定期过充电电解液浓度过高,板栅腐蚀与伸长,浮充电压过高，除引起水损失加速外，也引起正极板栅腐蚀加速。当合金板栅发生腐蚀时，产生应力，致使极板变形，伸长，从而使极板边缘间或极板与汇流排顶部短路。措施：增加正极板栅的厚度。采用更耐腐蚀的板栅合金材料。在电池设计上采用隔板紧密装配。,隔板质量下降,目前世界通信界选用的阀控式铅酸电池普遍为AGM（吸附式玻璃纤维棉）型电池。由于VRLA电池为紧密装配，电池中的AGM使用一定时期之后，产生弹性疲劳，使电池极群失去压缩或压缩减小，结果在AGM隔

37、板与极板间产生裂纹，电池内阻增大，电池性能下降。,使用维护的常见问题及解答,对实际维护使用中常见的问题进行解答。,阀控密封电池是如何实现密封的？,1）负极板栅采用无锑铅钙合金，提高负极析氢过电位，比低梯合金高200mv，也就是抑制了氢气的析出，保持一定的内压。并且有很强的耐腐蚀性。2）负极容量高于正极容量，充电时防止负极析出氢气，并使O2在负极复合。3）采用特制单向安全阀，使电池内压保持一定的平衡，并且抑制外界气体（O2）进入电池内部腐蚀负极板栅，开阀压力为1823KPa，闭阀压力不小于8KPa，并且有滤酸片保持电解液浓度一定。4）采用孔率为90%以上的超细玻璃纤维隔板，吸附一定量的电解液，达

38、到贫液式设计，并且留有足够的气体通道，能使气体在内部复合。,电池表面为什么会爬酸或极柱漏夜？,1）制造工艺方面：极柱的漏酸爬酸，这是柱和盖相结合的工艺问题，密封胶质量达不到标准所致。2）使用因素：如果电池在运行期间属用户使用不当，电池工作环境比较恶劣如：长时间过充电；频繁均充将导致安全阀频繁开启；内压升高从而出现冒气、爬酸等现象。3）判断该现象的方法，漏液的位置首先擦净，然后涂抹少许的凡士林油，经过一段时间后依然存在漏液现象，属电池漏液，若没有则电池不再漏酸。,电池极柱旁为什么有少量的白色结晶体？,主要原因是电池表面存在残留电解液，而出厂时由于装封比较及时，内部存有一定的水蒸汽，从而在电池表面

39、往往形成比较稀薄的硫酸膜，与极柱中的铅发生反应形成白色结晶体覆盖在极柱周围。或者水蒸汽凝结在金属铅的表面使之发生氧化。,蓄电池组单体电池的浮充电压为什么会出现不均一现象？,它是由于制造过程中极板之间的不均，各电池的电解液密度不均一，吸酸饱和变不均，一，隔板厚度不均一等因数累积的结果。电池经过一段时间浮充（约6个月）以后，浮充电压会趋于均匀。,电池在运行维护过程中，需经常检查哪些项目？,（1）电池的总电压、充电电流及各电池的浮充电压：（2）电池连接条有无松动、腐蚀现象；（3）电池壳体有无渗漏和变形：（4）电池的极柱、安全阀周围是否有酸雾溢出。,什么叫浮充电压？怎能样确定电池的浮充电压？,浮充使用

40、时蓄电池的充电电压必须保持一恒定值，在该电压下，充放电压应足以补偿蓄电池由于自放电而损失的电量和氧循环的需要，保证在相对较短的时间内使放过电的电池充足电，这样就可以使蓄电池长期处于充足电状态，同时，该电压的选择应使蓄电池因过充电而造成损坏达到最低程度，此电压称之为浮充电压。,电压浮充运行时，落后电池如何判断？,落后电池在放电时端电压低，因此落后电池应在放电状态下测量，如果端电压在连续二次放电循环中测量均是最低的，就可以判为该组中落后电池。,为什么新旧电池、不同类型电池、不同容量电池最好不要混合使用?,由于新旧电池、不同类型电池、不同容量电池的内阻大小不一，一般来说新电池、容量大的电池内阻小，旧

41、电池、容量小的电池内阻较大，而不同类型、不同厂家的电池在设计时配方不一样、设计的富裕量不一样均造成电池间的内阻有差异。这些差异会使电池在充放电时产生各种不均一，从而对电池造成比较大的影响。串连：放电时容易造成部分电池过放电，充电时会造成部分电池过充电，部分电池欠充电。并联：充放电时会造成偏流，一组电流大，一组电流小，甚至会形成内循环。,新安装的电池为什么压差较大，会影响电池的使用吗?,影响电池浮充电压的因素很多，它的不均匀原因是生产各道工序的累计误差造成的，造成电池的电解液饱和程度不一致。新安装的电池，电解液饱和程度偏差较大，饱和程度大的电池浮充电压一般偏高，其气体复合效率也偏低。但经过一定时

42、间浮充运行后，电压偏高的电池由于气体复合效率低，运行后饱和度会略有下降，从而电压也慢慢降低，使浮充电压趋于均匀。,电池有时略有鼓胀。会影响电池使用吗?,VRLA蓄电池的全名为阀控式密封铅酸蓄电池，它的阀控式是指电池在使用过程中可能会产生气体，造成电池内部压力增加，为此需要增加一个安全阀。当电池内部压力超过一定的数值，安全阀就会自动开启，将电池内部的气体释放出一部分，以防止电池内压过高，使电池爆裂。既然电池内存在着内压，电池壳体一定会出现微小的鼓胀，只不过鼓胀程度有所区别，这视壳体的厚度与壳体材料的强度。一般来说，很微小的变形不会影响电池的使用，但如果变形严重时会造成电池内极板与隔板之间压力丧失

43、，极板与隔板之间导电性能变差，电池容量下降，以及电池壳体可能会出现损坏。因此，一方面要注意安全阀的开阀压，使电池内压不致太大，同时选择合适的壳体材料和壳体厚度；另一方面要对电池进行正常的维护保养，以免过充等造成电池内部产生大量气体与热量。,电池漏液分哪几种。主要有哪些现象?,阀控密封电池的关键是密封，如电池漏液，则不能与通信机房同处一室，必须进行更换。电池的密封主要有3个环节。(1)电池盖与安全阀之间的密封：这种密封漏液比较少，但电池盖与安全阀配合不好时也会出现漏液，也有可能电池的密封反应效率太低，造成酸雾在安全阀口凝结。这种现象为安全阀处出现酸液。(2)电池盖与极柱之间的密封：这种漏液最常见

44、，因为极柱密封最困难，它产生的可能原因为极柱与电池盖之间的密封结构不合理或操作不到位，材料老化，电池严重过充，生产中酸液未清理干净。这种现象为极柱四周有白色晶体，明显发黑腐蚀，有硫酸液滴，如电池卧放，地面有酸液腐蚀的白色粉末，极柱铜芯发绿。(3)电池盖与电池槽之间的密封：可能与材料及生产工艺有关，现象为电池槽盖之间有酸液渗出。,电池使用中。为什么有时“放不出电”?,电池在正常浮充状态下放电，放电时间未达要求，程控交换机上电池电压即已下降至其设定值，放电即处于终止状态。产生这种现象的原因为以下几方面。(1)电池放电电流超出额定电流，造成放电时间不足，而实际容量达到。浮充时实际浮充电压不足，造成电

45、池长期欠电，电池容量不足，并可能导致电池硫酸盐化。电池之间连接条松动，接触电阻增大，造成放电时连接条上压降大，整组电池电压下降较快(充电过程则相反，此电池电压上升也较快)。(2)放电时环境温度过低。随着温度的降低，电池放电容量亦随之下降。,电池在充电时，为什么有时会有“扑扑”声?,一般情况下电池充足电后继续充电，充电时会产生部分氧气，这些气体通过扩散通道达到负极并与之化合，达到氧的迅速传递与化合。但在电池过充时，产生的气体较多来不及复合，电池内部压力升高。当内部压力超出安全排气阀正常值时，安全阀自动开启，待压力恢复到正常值时自动关闭，在此过程中，由于气体流动而产生声响。,电池发烫，温度升高会影

46、响电池使用吗?,一般情况，电池处于充放电过程时由于电流较大，电池存在一定内阻，电池会产生一部分热量，温度有所升高。当电池充电电流过大，电池间间隙过小会使充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用，并损坏蓄电池，造成热失控。特别是用户使用的充电设备为交流电源，充电设备虽经滤波，但仍有波纹电压。而一个完全充电的电池的交流阻抗很小，即使电压变化很小在电池内也会产生明显的交流电流，使电池的温度上升，而电池热失控导致温度上升，电池壳强度下降以致软化，电池内压造成电池鼓胀，甚至损坏。,如何对电池进行集中监控?,VRLA蓄电池产生的故障模式比常规电池多，在一些无人值守的使用单位，电池使用后往往由于充电不良而

47、导致电池电压不均，部分电池过充或充电不足，造成电池逐步失效。电池的热失控可能造成灾难性故障，因此在特定的环境或条件许可的情况下对其实行集中监控是很有必要的。随着通信事业的迅速发展，各电信电源单位等开始实施电源集中监控，测量电池的电压、温度等，并监控VRLA蓄电池的阻抗，以预测VRLA蓄电池的容量和寿命。目前国内外许多厂商都已开发了这类电池监测系统，逐个对电池端电压监视，抽样对电池内部温度与环境温度比较。电池端电压在一定程度上能够反映电池的技术状况，电池端电压的表达式如下：U端=E士IR内 式中，I充放电电流，放电时为正，充电时为负：R内电池内阻，“+”时为充电状态，“一”时为放电状态；E电池静

48、态电压E=085+D(其中D为电解液密度)。由上述可见，当电信部门利用蓄电池组进行大电流放电时，蓄电池内阻大的电池端电压明显下降：反之，在电池充电时，蓄电池电阻大的电池端电压明显上升。当蓄电池组在实际带载放电时，维护中心可以对每个电池的放电情况通过监控一目了然。,低温和高温对电池有什么影响?,阀控式密封铅酸蓄电池对温度颇为敏感，环境温度的变化对电池的使用寿命、放电容量、浮充电压都有影响。对放电容量的影响：温度越高，蓄电池的放电容量随之升高，但两者不是简单的线性关系。对浮充寿命的影响：温度每升高10，电池的浮充寿命缩短一半。对浮充电压的影响：温度每升高l，电池的浮充电压要下降3 mV4 mV。,

49、为什么电池在使用前要进行补充电?,电池在搁置过程中会自放电，白放电的结果是电池容量下降。当搁置时间很长时，由自放电损失的容量会比较多，甚至造成极板表面硫酸盐化，影响电池的性能。一般厂家在生产电池后会有一段储存时间，运输也需要一段时间，安装也需要一段时间，从而使蓄电池从生产出厂到开始使用可能会有较长的时间处于开路状态。因此，电池在使用前需要进行补充电，以弥补电池自放电造成的容量损失。,什么是过放电?它对电池会造成什么影响?,蓄电池在放电时的深度有一定的要求，一般通过放电的终止电压来控制，例如10h率放电的终止电压为1.8V。电池制定终止电压的目的是防止极板深层的活性物质也参与反应，从而对电池进行

50、保护。当电池放电电压低于这个终止电压时就表示电池处于过放电的状态。过放电会造成电池容量下降，甚至寿命缩短。,讨论题（1）,1、蓄电池组在通信工作中起什么作用？2、蓄电池的分类。3、阀控式铅酸蓄电池是由哪些部分组成的？各部分的作用如何？4、写出阀控铅蓄电池充放电时的化学反应方程式，并说明正负极板上主要物质的变化情况。5、什么是阀控蓄电池的氧循环原理？6、什么叫阀控蓄电池的额定容量？7、实际容量受哪些因素的影响？,讨论题（2）,8、大电流放电时为何将放电终了电压设置得低些？9、小电流放电时为何将放电终了电压设置得高些？10、阀控铅蓄电池失水的主要原因是什么？11、热失控会对蓄电池造成什么危害？12