UPS蓄電池的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)

摘要：本文系統(tǒng)介紹UPS中閥控式密封鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)、工作原理，對(duì)在日常維護(hù)中的常見(jiàn)故障進(jìn)行具體分析，并進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。
關(guān)鍵字：UPS；閥控式密封鉛酸蓄電池；維護(hù)

0 引言
UPS(Uninterruptibie Power Supply，不間斷電源)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型不間斷電源技術(shù)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速持續(xù)發(fā)展，眾多企事業(yè)單位都使用了UPS，閥控式密封鉛酸蓄電池是UPS的重要組成部分。蓄電池在UPS中能夠起到在市電斷電時(shí)放出能量，轉(zhuǎn)換成負(fù)載設(shè)備不停電而繼續(xù)可用的作用。所以蓄電池的性能直接影響到UPS的效能。因此很有必要對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的學(xué)習(xí)研究。

1 鉛酸蓄電池的種類(lèi)
1)防酸隔爆鉛酸蓄電池
這種蓄電池在早期的UPS中應(yīng)用較多，若使用維護(hù)得當(dāng)，也會(huì)有較長(zhǎng)的使用壽命，但由于在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)大量的電解液水分散失，需經(jīng)常性地測(cè)量電解液的溫度、密度，添加電解液或蒸餾水，造成維護(hù)的工作量加大，目前的UPS中已很少使用。
2)閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA)
因其體積較小，密封性能好、維護(hù)量少而被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)UPS中。閥控式密封鉛酸蓄電池防止電池內(nèi)部電解液散失有兩種技術(shù)方法：
一種技術(shù)是將硫酸電解液與硅膠體混合后充滿(mǎn)電池殼內(nèi)部，制成膠體電池(簡(jiǎn)稱(chēng)GIEL)。
另一種技術(shù)是利用超細(xì)玻璃棉將電解液不飽和地吸附住，制成吸液式電池或貧液式電池(簡(jiǎn)稱(chēng)AGM)。
由于后者具有貧液結(jié)構(gòu)，因此，閥控式密封鉛酸蓄電池具有體積小、重量輕、安裝簡(jiǎn)便、維護(hù)量少、較好的大電流放電性能等特點(diǎn)，在UPS中采用得較多，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家也大多生產(chǎn)AGM蓄電池。

2 蓄電池的工作原理
(以閥控式密封鉛酸蓄電池作例)
1)閥控式密封鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)
正極板：二氧化鉛(PbO2)
負(fù)極板：海綿狀鉛(Pb)
電解液：稀硫酸(H2SO4)
超薄玻璃纖維隔板
鉛鈣合金極板柵架
蓄電池殼
2)工作原理
正極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：
Pb02+H2S04+2H++2e-→PbSO4+H2O
負(fù)極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：
Pb+H2S04→PbSO4+2H++2e-
蓄電池內(nèi)部總的化學(xué)反應(yīng)：

由上面的化學(xué)反應(yīng)式可知，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)水分子分解，正極析出氧氣，負(fù)極析出氫氣，因此，這是防酸隔爆鉛酸蓄電池需要經(jīng)常添加電解液或蒸餾水的直接原因。而閥控式密封鉛酸蓄電池在正極板和負(fù)極板之間留有一定的間隙，以備析出的氣體可以交換流通參加正常的化學(xué)反應(yīng)。其結(jié)構(gòu)、技術(shù)、工藝可以使蓄電池本身不需要經(jīng)常添加電解液或蒸餾水，減少了大量的維護(hù)工作。

3 UPS電源系統(tǒng)中閥控式密封鉛酸蓄電池使用
1)UPS中閥控式密封鉛酸蓄電池電壓的設(shè)定UPS分為三相進(jìn)線(xiàn)三相出線(xiàn)、三相進(jìn)線(xiàn)一相出線(xiàn)、一相進(jìn)線(xiàn)一相出線(xiàn)三種方式的連接結(jié)構(gòu)。無(wú)論哪一種都必須嚴(yán)格依照設(shè)備供應(yīng)商對(duì)設(shè)備蓄電池的只數(shù)、電壓等要求進(jìn)行設(shè)定。
2)UPS電源系統(tǒng)中蓄電池容量的配置實(shí)際使用中電池的容量與很多因素有關(guān)，如充電飽和程度、環(huán)境溫度、放電電流大小、蓄電池的使用年限等等。
一般應(yīng)用下面的公式：

公式中：C是蓄電池容量，t是蓄電池放電時(shí)間，S是UPS容量，cosφ是功率因數(shù)，E是蓄電池電壓，N是蓄電池的只數(shù)，η是UPS的效率。
3)正確安裝
(1)檢查安置蓄電池的支架是否牢固，連接處螺絲是否擰緊，要排除非正常使用造成的殼體損壞。
(2)要保證正負(fù)極柱之間的安全凈距。
(3)極柱間連接線(xiàn)要牢固，接觸要吻合，必要時(shí)要涂抹凡士林或?qū)щ姼啵€(xiàn)徑要達(dá)到要求。
4)保證環(huán)境溫度
(1)環(huán)境溫度適宜會(huì)保證蓄電池的額定端電壓，見(jiàn)下表：

(2)環(huán)境溫度適宜會(huì)保證蓄電池的額定容量隨溫度變化蓄電池的容量有如下公式：

C25：環(huán)境溫度為25℃時(shí)蓄電池的額定容量
C15：環(huán)境溫度為15℃時(shí)蓄電池的容量
K：溫度系數(shù)，一般取7‰～9‰
由上面的公式可知：溫度適宜會(huì)保證蓄電池的容量更接近額定容量。
5)正確充電
(1)浮充：電解液、極板中攙雜著雜質(zhì)，形成內(nèi)部自放電，浮充目的是抵消因自放電而造成的蓄電池虧電。即讓蓄電池處于充滿(mǎn)電狀態(tài)。
(2)均充：因個(gè)體原因，自放電程度會(huì)有不同，浮充后每一只蓄電池的容量不會(huì)達(dá)到統(tǒng)一。定期提高浮充電壓達(dá)到均充值，使每一只蓄電池恢復(fù)原有容量。
6)正確放電
根據(jù)蓄電池的容量、性能以及綜合負(fù)載設(shè)備的宕機(jī)電壓值設(shè)定終止電壓；市電斷電時(shí)要首先保證重要的設(shè)備，必要時(shí)可以斷掉非重要設(shè)備。

4 常見(jiàn)故障及其原因
1)電壓(容量)驟然下降
蓄電池僅僅用了一年后或是距其額定使用壽命還有很長(zhǎng)時(shí)間，在浮充和在放電時(shí)測(cè)量，與其他蓄電池相比較，明顯的低于其他蓄電池單體端電壓(容量)。
(1)電壓(容量)驟然下降的原因之一電壓(容量)驟然下降的原因可能是貧液結(jié)構(gòu)的超細(xì)玻璃棉和蓄電池的正、負(fù)極板不能完全的吻合，造成化學(xué)反應(yīng)只能局部進(jìn)行，影響蓄電池的容量放出。
(2)電壓(容量)驟然下降的原因之二運(yùn)輸中可能造成正、負(fù)極板斷裂。
2)貧液過(guò)貧
在浮充過(guò)程中測(cè)量時(shí)與其他蓄電池單體端電壓區(qū)別不大，在放電時(shí)測(cè)量，與其他蓄電池相比較，明顯的低于其他蓄電池單體容量。
(1)貧液過(guò)貧的原因之一
閥控式密封鉛酸蓄電池在浮充過(guò)程中，有部分氣體析出，即有部分電解液在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中散失。表現(xiàn)為蓄電池的排氣閥功能失效，周?chē)小芭浪帷爆F(xiàn)象。
(2)貧液過(guò)貧的原因之二
浮充電壓過(guò)高，化學(xué)反應(yīng)加劇，單位時(shí)間內(nèi)析出的氣體過(guò)量，氣壓過(guò)高，達(dá)到排氣閥的開(kāi)啟壓力而開(kāi)啟，散失電解液。
(3)貧液過(guò)貧的原因之三
閥控式密封鉛酸蓄電池安裝的環(huán)境溫度過(guò)高。
3)蓄電池殼體變形
(1)殼體變形的原因之一
閥控式密封鉛酸蓄電池在浮充或大電流充／放電時(shí)，浮充電壓過(guò)高或充／放電電流過(guò)大，化學(xué)反應(yīng)加劇，化學(xué)反應(yīng)放出的熱量逐漸積累，蓄電池極板自身溫度升高，引起蓄電池內(nèi)阻增大，熱量進(jìn)一步增加，形成惡性循環(huán)。
(2)殼體變形的原因之二
安置蓄電池的支架隨著時(shí)間的遷移發(fā)生變形，極柱間短連接銅排松動(dòng)。
(3)殼體變形的原因之三
蓄電池排氣閥發(fā)生堵塞。