南都电池的使用与维护.ppt

南都电池的使用与维护,内容大纲蓄电池原理结构失效模式应用领域电池的储存参数设置维护使用与维护常见问题分析,蓄电池的原理和结构,1.定义:一种能量的转换装置.在充电时把电能转化为化学能,在放电时把化学能转化为电能提供给用电负载.2.电池的结构:电池的壳盖安全阀极拄正极板负极板隔板电解液.,南都电池的剖面图,铅酸蓄电池各配件作用,1、板栅：支撑活性物质，传导电流2、隔板：防止电池正负极短路，氧气复合的通道，以及吸收电解液作用3、电解液：提供反应离子及导电通道4、极板：提供活性物质5、槽盖：盛装极群和提供反应场所6、极柱：传导电流，形成回路7、汇流排：汇集电流8、安全阀：使电池保持一定的内压，防止电池变形或者发生爆炸，防止外界的空气进入电池，防止电解液挥发,正负电极的主反应(双极硫酸盐化理论)正极：PbO2+HSO4+3H+2ePbSO4+2H2O负极：Pb+HSO4-PbSO4+H+2e总反应：PbO2+Pb+2HSO4-+2H+2PbSO4+2H2O正负电极的副反应正极：H2O2e2H+1/2O2（充电达70%时）负极：2H+2eH2（充电达90%时）总反应：H2OH2+1/2O2,铅酸蓄电池充放电过程中的反应,VRLA电池密封原理,VRLA电池实现密封的条件,1.高孔隙率的AGM隔板,为氧气的复合,提供气体通道.电池极群的紧装配,装配压力在4060KPa之间过量的负极活性物质,正负极板的容量比为:1:1.11.2左右高纯度的无锑合金,提高析氢过电位.(铅钙合金)开闭阀可靠的安全阀.开阀压:315KPa,闭阀压:1035KPa之间.恒压限流的充电方式.,VRLA电池的主要失效模式,1.电池的干涸失效模式.(电池的失水)2.电池的容量过早损失.(PCL现象)PCL-1是指界面的影响:突然容量损失(无锑效应)PCL-2是指正极活性物质的影响:慢慢的容量损失PCL-3是指负极的影响:负极的无法再充电(负极的硫酸盐化现象)3.热失控的失效模式4.负极的不可逆硫酸盐化现象5.板栅的腐蚀与伸长.6.正极活性物质的软化和脱落.,蓄电池的应用领域,移动通讯系统;交换和传输系统;无线电广电系统;太阳能和风能发电系统;电力系统(输变电系统);航标和铁路系统;紧急照明系统;通讯专网和UPS系统;金融和石油化工领域;动力系统.,电池的储存,蓄电池在开路状态下储存，因为自放电容量有一定的衰减，3个月以后，剩余容量为94%左右，随着时间延长，损失愈发明显，不及时充电，可能产生不可逆硫酸盐化，影响蓄电池寿命。蓄电池储存3个月后应进行补充电，最长储存时间不得高于6个月。环境要求：通风、常温、干燥、清洁,僻免阳光照射,参数设置,浮充电压均充电压均充周期浮充转均充条件均充转浮充条件复电均充起始条件(容量转均充),放电电流与容量的关系,放电电流越大，能够放出的容量越少，同时终止电压较低,充电方式,恒压限流恒流充电恒压充电,不同放电深度充电所需时间,推荐的开关电源参数设置,影响阀控电池寿命关键因素,温度循环次数,温度对电池寿命的影响,由于阀控密封铅酸蓄电池本身散热条件比较差，热量积累的增加引起恶性循环易造成热失控。当环境温度超过25时，温度每升高10，使用寿命将减少一半所，以当环境温度在非25时，温度每降低一度浮充电压应增加3mv/只，以防出现亏电现象，温度每升高一度，浮充电压应降低3mv/只，防止过充电现象。采取这些措施可以适当延长电池的寿命。寿命和环境温度的经验关系：t25tT2（T25）/10其中：T为电池在实际运行时的环境温度；tT为在环境温度为T时，电池的设计寿命；t25为在环境温度为25时，电池的设计寿命；以上公式在1040范围内有效。,循环次数与电池寿命的关系电池在使用初期，容量上升，第5-6个循环时容量达到设计容量的100%，以后随着循环次数的增加，容量将不断衰减，低于80%额定容量，电池寿命终止,维护,设置清洁均充紧固测试,电池的安装和清洁注意事项,电池安装:电池的安装顺序一定安图纸上的顺序,不能反极,螺丝一定拧紧!电池的螺丝是白色的内六角,铁架螺丝是黑色的外六角,不要用错两组电池并连时,四根电源线要等长.安装完的电池一定要测单体电压和总电压,检查连接的松紧,防止反极和连接不紧电池组不能离匝刀和开关很近,只少距离1米以上电池的清洁只能用湿的抹布搽,坚决不允许用有机的溶剂搽洗(如酒精),会导致电池的开裂报废!新旧电池组绝对不允许装在同一个基站里面!比较封闭的基站要注意室内的通风,有利于氢气的扩散!新电池安装完毕,开关电源的参数一定按照用户手册里面的要求,或者电池厂家督导人员的要求设置!新安装完毕的电池一定要进行均衡充电.(均充充电)!基站内只有1组电池时,必须和开关电源里面的第一组电源线连接,请切记!电池安装时,电池组配带的各种标签一定要,按照规范粘贴在电池上面.,电池需要均充的条件,1.新安装完毕的电池组;2.全浮充运行3个月的电池组;3.储存或搁置时间超过3个月的电池组;4.浮充运行时有2只电池电压低于2.18V;5.电池组放出额定容量的5%的时候.,电池维护过程中的,防高温.在没有空调的使用环境中,要注意电池的通风和散热防过充.主要指没有空调使用环境,要启用开关电源的温度补偿功能,调节浮充电压防止电池的过放.避免电池的深度放电,造成活性物质的不能还原.低压报警值应在46V,电池的脱离电压不低于45V及时的给电池充电.这里要根据用电环境和基站负载的大小,及时的调整电池的均充周期,周期均充时间和停电充电时间;有时根据开关电源的功能,调整浮充电压均充电压和限流点,以及电池的保护电压和复位电压等.,测试方法,容量测试内阻测试电压测试,容量测试方法,离线测试在线测试智能放电测试,离线测试,脱离供电系统，使用假负载放电优点安全、可靠可自由选择放电电流，数据准确可进行深度放电缺点操作比较复杂充电难度较大注意事项:放电前要了解用电情况,如果是交换局或者模块局,首先要打书面报告,请上级领导批复,其次要有应急预案,油机要启动!,在线测试,不关断整流器，调整浮充总电压设置到46V，由蓄电池直接对真实负载供电。绝对不允许关断整流器!优点方便操作安全性高缺点放电电流受到限制需进行容量换算,智能放电测试,采用智能放电负载，对蓄电池端电压变化随时进行跟踪，能很方便的分析出蓄电池组的剩余容量。优点测试时间短测试结果一目了然缺点要求高，需具备智能监控仪、假负载、原始数据和蓄电池容量曲线,数据采集线,每只电池要连接,比较复杂.目前技术已经成熟，就是设备价格比较昂贵。,内阻测试,采用内阻仪或电导仪，测试单体电池的内阻或电导值，与参考值，比较推算剩余容量。优点简单、方便、迅捷测好不测坏，数据有指导意义缺点测试数据所受影响因素较多;测坏不测好,对单只明显,对正组落后的电池不好判断;内阻值与容量的对应性很差作为辅助的测试工具，特别是对移动基站的测试，是十分有效的。,（二）使用与维护的常见问题分析,一、产品问题二、基房起火三、电池鼓胀四、落后电池的判断五、电池白色结晶问题分析六、电压不均问题分析及解决措施七、放电方式分析八、基站电池容量不足的问题分析九、维护工作中应注意的重要问题,一、产品问题,产品本身问题包含许多因素，诸如工艺设计的误差，材料累积误差，人为操作误差等等。电池作为一种化学性质的消费品，其质量在使用中是难免存在问题的。它毕竟只是一种能源设备，作为备用电源是不能对它用太教条的标准去对待的，要从客观的因素、多角度去考虑和分析。因为产生质量问题的原因不是唯一的。,二、基房起火,基站遭到雷击造成起火事故基站内的防雷工作做的不到位，引起火灾基站内的防雷设备被盗，遭到雷击蓄电池的连接松动，发热起火，案例连接条松动试验.MOV防雷器引爆或者熔化引起交流起火蓄电池漏液引起起火事故漏液起火其他人为事故（电池防盗加固）,三、电池鼓胀,原因分析：过充、热失控、安全阀闭合的问题、电池间隙过小,小电流放电等。电池在强烈过充电情况下电池内部就会析出大量气体，来不及从阀体排出，从而电池内压过大，因为电池是密封的，压力超过电池壳体材料耐压极限时就会出现变形鼓胀（发现此种情况时，应该停止对电池的充电，打开安全阀，让其自然泄气，同时检查开关电源参数设置是否有误或者运行控制系统是否失控，及时调整参数（电流、电压）热失控是指电池的一种不稳定的运行状态，特定状态下，电池内部产生热量大于散失的热量，造成电池内部热量积累，电池温度上升，加速内部反应，内部压力增大，热量增加温度生高，形成恶性循环，直至电池损坏。,四、落后电池的判断（标准）,原因分析：过充、过放、电解液不足、电池本身的生产缺陷、未按照配组要求安装电池等等因素。、落后电池在放电时端电压就低，如果连续次放电的电压都是最低的，或者浮充电压长期低于，出现这种情况需要对电池组均衡充电、两组同时放电，出现电池，或者电压相对较低电池。同时要看整组电压是否均匀。判断标准：放电结束，如果有电池电压落后，此时要考虑当时的室内温度、电流大小、终止电压等情况。,五、电池白色结晶问题,原因分析：过充、运输、胶封生产控制不严灌酸时酸液溅出等方面的原因造成假漏夜。现象：一般情况下极柱四周有白色粉末状结晶，极柱螺纹内有结晶，或者有其他现象。真漏夜电池：极柱表面明显发黑，且有明显酸液渗出或流淌。时间长久的就会有坚硬的结晶。另：出厂新电池，在极柱铜芯面涂有导电油或者凡士林。由于温差等其他原因容易被认为是漏夜,六、电压不均问题(一),一）浮充电压不均原因分析：由于新电池刚使用，其硫酸饱和度较高，气体复合效率差，运行一段时间后饱和度略微会下降，电池电压会慢慢的趋于平均，这个时间一般要在个月内。因为每批电池所用材料在质量数量及人为操作等误差累积，所处的环境也不一样等等这些因素都会对电压不均造成影响。导致电压不均主要由于电池内阻不同以及电池吸酸饱和度不同两个原因而引起的。、内阻不同的原因：、部分电池存放时间长，充电不足。、生产周期不同。、开关电源参数设置过高易导致电池间差异性增大。、部分连接条接触不良致使电压不均。、吸酸饱和度不同的原因：主要是由于电池达到浮充平衡的时间长短各异。电池平衡时的吸酸饱和度为，使用初期可能比此值要高。使用到半年或到年后达到浮充平衡后会达到，剩余作为氧气复合反应通道。,二）均充电压不均,原因分析：主要原因是电池在储存使用过程中均有自放电，这样会导致电池容量下降。一般情况下，电池自放电很小，可以通过平常的浮充来弥补。但是不同电池之间的自放电有所偏差，而整组电池是串联的，这样会导致部分电池容量稍微偏低。在均充时，电池容量相对充足的电池短时间就完全充足了，再继续充电时电池内部产生较大的极化，从而电池的电压急剧上升。因为总电压是限制的，由于部分电池电压的上升造成电池充电电流下降，自放电相对大的电池充足电的时间也相对延长，其初始电压就偏低，随着时间的延长，整组电池的均充电压会逐渐趋于均匀。,三）电压不均的解决措施,、延长电池组的均充时间，一般周期性均充时间在24小时，出现电压不均情况后，最好把均充延长24个小时甚至还要长。这个时候容量相对不足的电池在较长时间的充电后容量会恢复，提高了单体电压，并使原先偏高的电压下降。、对电池组进行放电。放电深度超过，然后进行充电，这样有利于调整电池的电压。3、由电池厂家技术人员上门服务解决电压不均。在解决电池电压不均的同时要注意对电池组均、浮充电压值及均充周期时间的合理设定。,七、放电方式分析,、交换局的电池放电：需要制定放电方案、普通基站放电：、直接将交流电拉闸进行放电。放电前需作好相关的检查工作（危险系数大）。、用假负载放电。（操作麻烦，相对较安全）。、在线放电：设定浮充电压值的方式最为安全。、支局基站放电：放电前依然需要检查好各事项，电池螺丝是否紧固，开关电源参数设置是否正常等等。在满菏电状态下进行放电，要确保通信安全，建议启动油机及检查开关电源输出是否正常。然后用假负载一组组的放电。,八、基站电池容量不足的问题分析,1、电池组长期累计充电时间不足：电池组在运行阶段会因为每次放电时间的长短不同而产生不同比列的放电深度，从而要求的充电时间（充饱）也不尽相同，具体时间要求请参考放电容量比列与充电要求时间表附件1。如果累计长时间的对蓄电池组充电时间不足，就会造成蓄电池负极板的不可逆硫酸盐化从而导致电池组或者个别单体容量锐减，电池表现容量不足。,2、过放或者放电次数频繁：,电池组在运行阶段由于不可预见性的原因导致放电时间过长，或者小电流长时间放电，而又没有及时完成充电循环要求；或者电池组在一个阶段内由于市电经常性停电而导致电池有间断的连续放电。蓄电池过放电或者某段时间内放电次数频繁都将导致对电池活性物质的高使用频率发生，对电池容量损伤较严重，有过1次这样的情况就会降低电池容量从而影响了整组电池性能。,3、充电制度的不完善、参数运行有误差,有可能是由于开关电源的相关运行参数设置有误差、在运行中有变化未能及时发现改正调整而导致充电不足或过充而影响了电池容量下降。比如开关电源的均充周期、均充时间、容量转均充（复电起始均充条件）、浮充电压、均充电压、电池标称容量、温度补偿功能启用等等。,4、开关电源控制、均浮充转换功能失控,有的开关电源在电池组放电后，由于均浮充转换功能失控不能完成对电池组的正常均充要求而导致电池组整组容量下降。这种现情况对电池容量损伤也是比较严重的，有过2-3次这样的情况就会大大降低电池容量。开关电源相关参数的设置门限值是否能满足电池的工作需求。,5、环环境温度失控、温度补偿功能未能开启境温度失控、温度补偿功能未能开启,电池在使用情况下对温度的变化范围要求是比较严格的，一般需要保持在25度左右。如果温度每升高10度，而电池浮充电压保持不变，电池使用寿命就会减少一半；同样温度降低对电池使用容量也有很大影响，蓄电池长时间在温度低环境下运行，电池电压不能随温度降低而提高，负极板会因为充电不足而产生硫酸盐化现象，导致放出的容量就少，蓄电池在线使用时间也会大大缩短。温度的高低影响着对电池的充电正常与否，所以需要启用温度补偿功能。,6、电池本身有一定的质量问题：,在实际使用运行中也不能排除电池本身的质量问题。由于生产过程控制不严及材料累积误差等等因素也是引起质量问题出现的一个原因。当然还不能排除在使用过程中其他隐性的客观影响因素存在而导致电池容量下降。,九、维护工作中应主意的重要问题（一）,、蓄电池的使用环境：室温要求控制在摄氏度左右，工作温度范围摄氏度之间，保持通风、清洁无光照。因为电池一定的条件下，温度每升高摄氏度时，寿命减少一半。、市电的供应正常与否：不管断电与否，时间长短如何都要保证电池不要有过放现象，同时要保证及时充电。、整流器的参数设置：确保浮充均充电压、均充的频率和时间、转换均充判据、环境温度、温度补偿系数、直流过压告警、欠压告警、充电限流值等值的设置的正确无误,八、维护工作中应主意的重要问题（二）,、蓄电池设备的容量配置问题：在我们的巡检工作中发现，有些机房电池配置容量偏小，因为频繁的大电流放电会使蓄电池寿命缩短，最好配置在0小时率较合适。、蓄电池充电方法和注意事项：采取恒压限流方式，以单体均充，限流在以下，充电末期电流值在时连续小时不变，就认为是充足了。要避免过充、过放和欠充现象出现、电池混用：严禁新旧、不同型号、不同厂家的电池混用。、电池紧固及检测：定期检查连接条紧固情况。电池运行年后每年做次核对性放电测试（左右）,八、维护工作中应主意的重要问题（三）,、导致电池损坏的几种情况：、电池深放电后，超过小时才补充电，将造成严重损坏。、电池深放电后，充电期间又停电，这种方式的未充足又放电的现象，短时间内将使电池失去部分容量从而出现早期容量损失而报废（年内）。、均充电压失控或过高浮充电压设置过高，温度过高都将导致电池寿命缩短。电压高会导致电池因失水和板栅腐蚀而容量下降，引起电池报废,谢谢大家!,