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  2. 湯淺蓄電池使用常見問題

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    UPS電源湯淺蓄電池的測試和維護保養

    時間:2015-06-16   訪問量:1093

      UPS電源湯淺蓄電池的測試和維護保養

      UPS電源鉛酸湯淺蓄電池在UPS不間斷電源設備中占有十分重要的地位。目前,中小型UPS不間斷電源中廣泛使用的免維護密封式鉛酸蓄電池,占據UPS不間斷電源總成本的1/4~1/2之多。不僅如此,實際維修也表明,約有50%以上的UPS不間斷電源故障與UPS電源鉛酸蓄電池有關。無論作為UPS故障的起因還是結果,UPS電源鉛酸蓄電池的失效都會直接表現為內阻增大、端電壓不夠、容量不足或瞬間放電電流不滿足帶載啟動要求等。因此,在使用和維修UPS不間斷電源時,正確認識UPS電源鉛酸蓄電池、科學使用UPS電源鉛酸蓄電池、掌握測試和挑選UPS電源鉛酸蓄電池的方法就顯得尤其重要(為說明問題方便,UPS電源鉛酸蓄電池簡稱為電池。)

      一、UPS電源鉛酸蓄電池的主要技術指標

      在衡量UPS電池的指標中,電池的額定電壓和額定容量是兩個最常用的技術指標。例如,日本湯淺NP6—12型蓄電池的額定電壓為12V,額定容量是6Ah/20h;德國陽光A406/165型蓄電池的額定電壓為6V,額定容量是165Ah/20h。

      電池的容量是指充足電的電池放電到終止電壓時輸出的電量。在恒流放電的情況下,容量 Q=It? 式中 Q——電池放出的電量,Ah; ?

      I——放電電流,A; ?

      t——放電時間,h。

      所謂終止電壓指電池低于這一規定的電壓時,電池就無法正常工作的電壓。換言之,電池在低于終止電壓的情況下繼續放電使用,可能會造成電池永久性損壞。電池的額定容量或標稱容量用字母C表示。例如,額定容量為6Ah的電池,C=6Ah;額定容量為24Ah的電池,C=24Ah。

      容量的概念實質是電池能量轉化的表示方式。例如,考慮到湯淺蓄電池的端電壓E=12V在實際使用時保持近乎不變的事實及輸出能量表達式W(t)=IVt=IEt,因此,6Ah從能量效果的角度,可理解為NP6—12型蓄電池在保持端電壓不變的情況下釋放能量,若以6A電流放電可釋放1h或以1A的電流放電6h。

      二、放電制與放電速率

      在研究電池時,常常規定統一的放電時間,稱為放電制。利用給出的放電制就能通過額定的容量求出放電電流。放電電流(A)=電池的額定容量(Ah)/放電制時間(h) ,為了對容量不同的電池進行比較,放電電流不用絕對值(安培)表示,而用額定容量C與放電制時間的比來表示,稱作放電速率或放電倍率。20h制的放電速率就是C/20=0.05C,單位為A。

      因此,上述NP6—12型電池的容量指標6Ah是在20h制的放電速率,即0.05C放電速率下測定的。對于NP6—12型電池,0.05C等于0.3A的電流。

      三、測試UPS電源鉛酸湯淺蓄電池

      測試UPS電池的目的是確定該電池是否滿足UPS不間斷電源的使用要求。這在更換UPS電池和判定原有UPS電池是否失效時是必須的。

      在實際維修UPS時,一般的UPS不間斷電源對電池的要求:滿足原來使用電池的端電壓;電池應具有在啟動放電瞬間就能輸出大電流的特性;滿足一定容量和內阻,以保證逆變供電的時間。

      從以上UPS不間斷電源對電池的要求可見,單憑測量UPS電池的端電壓是不能確定電池好壞的。

      1.測量UPS電池的端電壓

     ?。?)離線測量電池的端電壓

      離線測量電池的端電壓是指電池在脫離原連接線路的情況下,使用萬用表的DC電壓檔或電壓表直接測量電池兩端的電壓。被測電池端電壓為12V左右,最低不能低于10.5V。不足10.5V的電池即為欠壓或可能已失效的電池。若這種電池在經過充電或激活充電后端電壓仍達不到12V,即為失效電池。

     ?。?)在線測量電池的端電壓

      在線測量電池的端電壓是指在UPS不間斷電源工作的情況下,使用萬用表的DC電壓檔或電壓表測量電池兩端的電壓。市電供電狀態的UPS,由于電池處于充電狀態,端電壓大于12V。當電池的端電壓下降到10.5V時,正常的UPS不間斷電源會啟動機內的電池欠壓自動保護電路,使UPS進入既無市電供電又無逆變供電的保護狀態   2.測試UPS電池是否具有啟動瞬間輸出大電流的特性

      后備式UPS不間斷電源由市電供電向逆變供電的切換時間要求小于7ms,一般設計為4~5ms左右。這就是說,一旦市電供電中斷,UPS電池必須在小于4~5ms時間內輸出負載所需的電流。有些失效的電池能夠滿足端電壓和容量的要求,但不能在少于4~5ms內放電電流達到大電流的要求。由這種電池造成的UPS故障表現為:UPS在空載或輕載時能逆變切換成功,增大到正常負載時逆變失敗。

      3.判別UPS電池的內阻和容量

      質量良好的UPS電池內阻在20~30mΩ左右,當內阻超過80mΩ時,需要對電池做均衡充電處理或活化處理。電池內阻的增大,必然伴隨實際輸出能量的降低,從而表現為電池的容量減小。此外,還有造成湯淺蓄電池的容量減小其他因素,如電解液損失等。

      測試電池內阻是否增大,決不可用萬用表的電阻檔直接測量,應采用間接測量計算的方法,實際維修時可用如下簡單方法判別電池的內阻是否增大:

      用一節好的電池和一節懷疑內阻增大的電池做串聯充電實驗(如在500VA的UPS中兩節12V電池串聯使用)。在充電過程中同時測量對比兩節電池的端電壓,內阻增大的電池獲得的充電電壓比好電池高,充電電壓差別大小反映出內阻差別的程度。

      若湯淺蓄電池僅僅是容量不足,則主要表現為UPS可逆變供電的時間縮短,而UPS的帶載能力、市電供電與逆變供電之間的切換等都不受影響。


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