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蓄電池知識,孫亮,閥控密封蓄電池工作原理,閥控密封電池都是利用陰極吸收原理使電池得以密封。電池充電時，正極會析出氧氣，負極會析出氫氣。正極在正極充電量達到70%時開始析氧。析出的氧氣達到負極，跟負極的氫氣發(fā)生反應生成水。達到陰極吸收的目的。2Pb+O2=2PbO2Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O負極則要在充電達到90時才開始析氫，加上氧在負極的還原作用及負極本身氫過電位的提高，從而避免了大量析氫反應。,影響蓄電池壽命的主要因素,設計和制造因素使用條件和維護方面的因素,設計和制造因素,正極板柵耐腐蝕性能和電池的水損耗速度是兩個最主要的因素。由于現(xiàn)在的蓄電池的正極板柵的厚度加大，采用PBCASNAI四元耐蝕合金，根據(jù)板柵腐蝕速度推算，電池壽命可達1015年。從電池使用結果來看，水損耗速度卻成為影響密封電池使用壽命的最關鍵因素。,蓄電池失水和使用壽命之間的關系,對一般密封鉛蓄電池而言，由于采用“貧液式”設計，電池的正極和負極活性物質的量及電解液的量處于最佳匹配狀態(tài)，所以電池容量對電解液量極為敏感，存在如下關系。電池失水10，容量降低20；失水25，電池壽命結束。,蓄電池失水途徑,電池失水途徑有：電池槽、蓋滲漏；環(huán)境溫度過高；減壓閥頻繁開啟或閥門開啟后關閉不了，導致氫氣和氧氣逸出，同時帶走酸霧；熱失控現(xiàn)象。熱失控現(xiàn)象：電池在充電后期（或浮充狀態(tài)），由于沒有及時調整充電電壓，使電池的充電電流和溫度發(fā)生一種累積性的相互增強作用，此時電池溫度急劇上升，從而導致電池槽蓋膨脹變形，失水速度加大，甚至電池損壞。,使用條件和維護對壽命的影響,蓄電池使用的環(huán)境溫度、充放電電流、放電深度、電池容量的合理配置、定期維護是保證電池正常壽命的關鍵。環(huán)境溫度過高，蓄電池中的化學反應加劇，在充電過程中蓄電池的減壓閥會頻繁開啟加速失水速度，從而降低蓄電池壽命；放電深度以及放電電流和終止電壓與蓄電池壽命之間的關系也是非常密切的。,放電深度與壽命的關系,放電深度（%）設計充放電循環(huán)次數(shù)51000020200050800100350,放電終止電壓與放電電流的關系,放電率單節(jié)電池終止電壓電池組終止電壓20H1.85V44.4V10H1.80V43.2V3H1.75V42.0V1H1.70V40.8V0.5H1.60V38.4V,蓄電池的放電過程,蓄電池的放電電流不宜太大，一般情況選用10小時放電率來進行放電，盡量避免大電流（小于1H放電率）。放電到終止電壓時必須采取保護措施，不得繼續(xù)放電。10H放電率放電時，終止電壓為43.2V。當電源系統(tǒng)直流斷路器將負載斷開后，蓄電池的端電壓會向上反彈5V左右。,蓄電池的放電過程,從放電曲線可以看出：在放電初期電池端電壓下降是比較快的，在放電10分鐘，電壓下降到53.0V。大約半小時后，電池端電壓降至49V左右，1小時后降至48V；蓄電池在48V時，放電時間最長，大約要持續(xù)7到8小時；8小時后，蓄電池端電壓開始下降，下降速度比較快，降至43.2V時系統(tǒng)直流斷路器斷開，以便保護蓄電池，此時蓄電池端電壓會有所上升，上升值約為5V左右。,蓄電池的充電過程,蓄電池充電過程是電能轉化成化學能的過程，充電電壓和電流要合適，偏大和偏小均會影響蓄電池的壽命。一般情況下采用0.1C電流來充電，浮充和均充電壓的選擇要依據(jù)電池廠家的推薦值來設定。電池放電超過50容量后，以0.1C充電率來充電。,蓄電池容量的配置,選擇蓄電池容量主要是根據(jù)負載電流、蓄電池的效率、停電時間長短和頻繁程度以及擴容情況來決定?？筛鶕?jù)下列公式來進行蓄電池容量的選擇：C=（負載電流備用負載電流）10蓄電池效率A。式中C代表蓄電池容量，A表示所需放電時間的加權系數(shù)所需放電時間（小時）10。,蓄電池的日常維護,蓄電池在運行一段時間后，就會出現(xiàn)個別電池落后（一般情況下落后電池端電壓不得小于正常的20mV）或失效的現(xiàn)象，如果不及時發(fā)現(xiàn)，那么落后的電池會越來越落后，直至失效。失效的電池會導致其他好的電池隨時間推移慢慢失效，進而使整個電池組報廢。所以一般要對蓄電池每隔3個月進行一次維護，主要是檢查蓄電池組中有無漏液、有無“臌肚子現(xiàn)象”、有無落后電池存在、蓄電池連接處有無銹蝕和固定螺釘松動、環(huán)境溫度是否正常等等。只有做到及時發(fā)現(xiàn)及時處理，才能確保蓄電池的正常壽命。,開關電源容量配置,選擇依據(jù)是：第一要保證蓄電池在最大充電（均充）電流情況下電源系統(tǒng)能可靠工作；第二要配置合理以保證能節(jié)約資源和建設成本。電源的配置可根據(jù)下面的經驗公式來計算選擇。電源容量（負載容量0.15C）1201個整流器容量，單位：A。式中：C為蓄電池的總容量，120為設計的余量加權系數(shù)，1為N+1冗余備份。,開關電源對蓄電池的管理功能,開關電源系統(tǒng)在保證設備安全可靠供電的同時，其最重要的功能就是蓄電池管理。不同的廠家實現(xiàn)的方法各有不同，但是都必須完成以下管理功能：溫度補償、充電智能限流、自動均充功能、周期均充、欠壓保護告警功能。,溫度補償功能,正確的浮充電壓是蓄電池正常壽命的基本保證：電壓過低，電池充不滿；電壓過高，容易造成電池失水；溫度高電池化學反應加劇，此時需通過降低浮充電壓來減緩化學反應；溫度低化學反應減緩，此時需通過升高浮充電壓來增強化學反應，以保證充電能量的正常轉換。所以電源設備的前臺監(jiān)控單元需帶溫度補償功能，它是通過檢測蓄電池溫度，然后根據(jù)實測的溫度來調節(jié)蓄電池的浮充電壓的。溫度補償是以25為基準，以每節(jié)（2V）3mV/進行調節(jié)，,充電智能限流功能,蓄電池的充電電流要求在0.1C-0.25C，C為蓄電池的容量。推薦值為0.15C，如果過大，電池就會迅速產生大量氣體造成膨脹變形、活性物質脫落甚至出現(xiàn)“熱失控現(xiàn)象”，導致蓄電池及早失效而報廢；如果充電流過小，那么充電時間就會變得比較長，甚至導致蓄電池充不飽，長期也會影響電池的正常壽命。開關電源的智能限流就是系統(tǒng)根據(jù)蓄電池的容量（事先必須在監(jiān)控參數(shù)中正確設定蓄電池容量）、負載所需電流的大小來自動計算整流器的限流點。計算公式為：單體（整流器）限流點（0.15C+負載電流）單體個數(shù)，C為系統(tǒng)蓄電池的總容量。,自動均充功能,均充就是均衡充電，一般是在下列情況下蓄電池需要均衡充電：市電停電后電池釋放的能量超過15，市電來電時；蓄電池長期處于浮充狀態(tài)（電網穩(wěn)定，長期不停電）；電池組中，出現(xiàn)了落后電池，在浮充狀態(tài)下單體電壓低于2.2V；更換新電池后。均充電壓為56.4V，均充時間不大于10小時。,欠壓保護功能,電源系統(tǒng)為了保護蓄電池放電時不至過放，采用直流斷路器將蓄電池和負載斷開，以達到保護蓄電池的目的。現(xiàn)在的通信電源為了延長重要負載的工作時間，增加了“二次下電”的功能。所謂二次下電就是電源系統(tǒng)將輸出負載分成兩組：一組為一次下電負載，它脫離系統(tǒng)的下電電壓較高，一般為44.5V以上（用戶亦可自行設定），接駁一些不太重要的設備；另一組為二次下電負載，它脫離系統(tǒng)的下電電壓比較低，一般不得低于43.2V，接駁一些重要設備。,蓄電池的安裝,在安裝蓄電池時，要避免蓄電池放在陽光直射的地方和遠離熱源；要避免放置環(huán)境過于潮濕和有帶電粉塵存在。電池應垂直擺放，盡量避免傾斜；要保證蓄電池的正常散熱。,蓄電池連線的選擇,蓄電池連線一般都選用多股銅芯軟線纜，絕緣層為雙護套。,蓄電池連線線徑的選擇,在選擇蓄電池導線的線徑時不但要考慮到載流量，還要考慮導線的壓降，一般情況下壓降不得大于0.5V。所以選擇導線線徑時要將如下因素考慮進去：蓄電池均充時的最大電流0.25C、每平方毫米導線的最大允許通過電流，導線長度帶來的壓降（截面積2IL，I為最大充電電流，L為蓄電池連接導線的最大長度，為銅導線的導電率）。在選取蓄電池的連接導線時，一般在一定的范圍內截面積越大越好。,電流在141A時，每平方毫米載流量為4A；電流在41100A時，每平方毫米載流量為2A；電流在100200A時，每平方毫米載流量為1.6A；電流在200A以上時，每平方毫米載流量為1.2A。,蓄電池連線線徑的選擇,蓄電池與電源之間的連接,在安裝蓄電池時，為了在安裝蓄電池時的安全，將蓄電池的熔絲拔掉或在蓄電池組中斷開某兩節(jié)蓄電池之間的連接銅片。在連接前首先要用萬用表測量蓄電池的端電壓，然后將電源設備的輸出電壓微調到蓄電池端電壓值。此時可將蓄電池的熔絲推上或將連接銅片連接上。,注意事項,在安裝蓄電池時，所用的扳手必須用絕緣膠布纏好；蓄電池之間的連接導線或連接銅條的螺釘一定要擰緊，不得有任何松動；蓄電池的引出線要有明確的正負標志，一般情況下正極采用藍色或紅色導線，負極采用黑色導線；蓄電池的正極接到電源的工作地上，負極接到電源的蓄電池接線端子上；在接蓄電池之前應將其熔絲拔掉，安裝好蓄電池并確認正負連接無誤時方可將熔絲推上。,蓄電池的放電實驗,為了保護蓄電池和對蓄電池的正確充電，在做蓄電池放電試驗時必須通過電源系統(tǒng)來放電，也就是將放電用的假負載