淺談VRLA電池的維護(hù)與測(cè)試方法

劉國(guó)生 張振杰 鞏銳

【摘要】 VRLA（閥控式密封鉛酸蓄電池）電池由于自身優(yōu)點(diǎn)在通信系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，相比早期鉛酸蓄電池，VRLA日常維護(hù)要求更高，本文討論了在日常維護(hù)中VRLA電池運(yùn)行的參數(shù)設(shè)置，詳細(xì)介紹了VRLA電池容量檢測(cè)方法，意在為VRLA電池的日常維護(hù)提供有意義的參考。

【關(guān)鍵詞】 VRAL 運(yùn)行參數(shù)設(shè)置 容量檢測(cè)

一、前言

閥控式密封鉛酸蓄電池，即VRLA電池由于具有成本、原材料來(lái)源廣泛等優(yōu)點(diǎn) 在很多行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。在通信系統(tǒng)中，VRLA電池作為備用電源被稱為直流系統(tǒng)的最后一道屏障，可見(jiàn)其在通信系統(tǒng)中的重要性[1]。

VRLA電池在應(yīng)用初期曾被宣傳為“免維護(hù)”電池，這給用戶造成一定的誤解，實(shí)際上這是相比早期開(kāi)放式鉛酸蓄電池定期加水、補(bǔ)酸、調(diào)整酸液比重等工作環(huán)節(jié)來(lái)講的[2]，在VRLA電池的日常使用中，對(duì)其維護(hù)的要求還比較高，因?yàn)檫@與電池的使用壽命、運(yùn)行性能都密切相關(guān)。

二、VRLA電池運(yùn)行的參數(shù)設(shè)置

對(duì)于電池的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置來(lái)說(shuō)，其關(guān)鍵就是要保證電池放電時(shí)不過(guò)放；充電時(shí)又能保證及時(shí)被充足卻又不被過(guò)充。其中主要的參數(shù)如下。

2.1 浮充電壓

對(duì)于VRLA電池的浮充電壓 ，各生產(chǎn)廠家的規(guī)定略有差別，這取決于其各自的生產(chǎn)技術(shù)。因此，在設(shè)定浮充電壓時(shí)要根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)。另外，電池的浮充電壓與環(huán)境溫度有很大的關(guān)系[3，4]，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，電池的充電電流會(huì)增大，造成充電容量大于電池自放電損失的容量，引起電池壽命縮短；溫度較低時(shí)，電池的充電電流變小，易造成電池充電不足。因此，浮充電壓要進(jìn)行溫度補(bǔ)償加以調(diào)整，每只電池的補(bǔ)償系數(shù)設(shè)置為-3mV/度左右。

2.2 均充電壓

VRLA電池在長(zhǎng)時(shí)期的運(yùn)行或放電后，都要進(jìn)行均衡充電[5]，以使電池在短時(shí)間內(nèi)充足損失的容量，以利于下次放電。電池均衡充電時(shí)的充電電壓叫均充電壓，其設(shè)定值也以廠家規(guī)定的為基準(zhǔn)，一般取2.35V/只 ，溫度補(bǔ)償系數(shù)為-5mV/度/節(jié)。

2.3 均充限流值

在電池充電時(shí)為了保護(hù)電池需要對(duì)充電電流進(jìn)行限制，正常情況下充電限流值為0.1C10（A）。在特殊情況下，為了加快電池的充電過(guò)程 ，減小充電時(shí)間，可將充電限流值提高到0.25 C10（A）。

2.4 均浮充轉(zhuǎn)換條件

當(dāng)VRLA電池放電后，電池需要從浮充轉(zhuǎn)換為均充狀態(tài)，否則電池可能在一定時(shí)間內(nèi)不能被完全充足。據(jù)有關(guān)資料顯示，當(dāng)電池100%放電后，如果用浮充電壓進(jìn)行充電，則電池被完全充足至少需要一個(gè)月的時(shí)間。目前，開(kāi)頭電源對(duì)電池的均浮充轉(zhuǎn)換有三種方式：第一種是根據(jù)電池的放電容量來(lái)判斷，當(dāng)放電容量超過(guò)一定值時(shí)（如20%），下次來(lái)電時(shí)開(kāi)關(guān)電源自動(dòng)進(jìn)入均充；第二種是根據(jù)充電電流的大小來(lái)判斷電池是否要轉(zhuǎn)入均充。如一般設(shè)置充電電流大于0.05C10（A），則開(kāi)關(guān)電源進(jìn)入均充狀態(tài)；第三種是定時(shí)方式，即每隔一定的時(shí)間（一般為3個(gè)月），電源設(shè)備自動(dòng)按設(shè)定好的均充電壓及均充時(shí)間對(duì)電池進(jìn)行充電。

2.5 放電終止電壓

為了保護(hù)電池，電池在放電時(shí)都需要設(shè)定最低的放電電壓，即終止電壓，而終止電壓與電池的放電電流（即設(shè)備負(fù)荷）密切相關(guān)，這就需要參閱廠家給出的電池放電率與終止電壓對(duì)應(yīng)圖表去做出相應(yīng)設(shè)置。

三、VRLA電池容量檢測(cè)

VRLA電池容量檢測(cè)分為定性檢測(cè)和容量檢測(cè)。定性檢測(cè)中常用的是依據(jù)端電壓和電導(dǎo)值來(lái)判斷，容量檢測(cè)有安時(shí)法、核對(duì)性測(cè)試兩種。

3.1 定性檢測(cè)

3.1.1 根據(jù)電池端電壓的一致性來(lái)判斷故障電池

根據(jù)國(guó)網(wǎng)電源維護(hù)規(guī)程的要求，一組電池的單體端電壓不允許超出電池平均單體電壓的±50mV，超出此范圍的電池可能由沒(méi)有正常充電或電池故障引起。但由于VRLA電池浮充電壓受電池內(nèi)部自放電的影響，單體電池浮充電壓的偏移范圍較大，因此這種方法檢測(cè)的結(jié)果會(huì)存在誤差。因此經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)，浮充端電壓正常，而放電時(shí)電池不能放電的情況，所以這種檢測(cè)方法不能準(zhǔn)確地判斷電池的好壞。

3.1.2 根據(jù)電池電導(dǎo)值判斷電池的好壞

因電池的電導(dǎo)值與電池容量有緊密的關(guān)聯(lián)性， 因此用電池的電導(dǎo)可以判斷電池的好壞。一般情況下，當(dāng)電池浮充時(shí)的電導(dǎo)值大于等于其參照值的65%，可判斷為健康電池；而小于等于參考電導(dǎo)值的55%時(shí)，可判斷為故障電池。所以在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，可以選擇一組電池組的平均電導(dǎo)值作為參考值。電導(dǎo)測(cè)試雖然判斷范圍過(guò)大，不利于準(zhǔn)確地判斷故障電池，但因其測(cè)試簡(jiǎn)單，省時(shí)、省力，用于定性判斷電池好壞還是非常有效的。

3.2 容量檢測(cè)

3.2.1 安時(shí)法

所謂安時(shí)法，就是在一定的條件下對(duì)電池進(jìn)行放電，根據(jù)放出容量的多少來(lái)判斷電池的好壞。安時(shí)法又可分為離線式和在線式兩種。

所謂離線式測(cè)量，是指蓄電池脫離通信系統(tǒng)，采用假負(fù)載進(jìn)行容量檢測(cè)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確（反映測(cè)試當(dāng)時(shí)的電池容量），但也存在操作復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)較大的缺點(diǎn)，且無(wú)法預(yù)測(cè)電池組未來(lái)的容量和性能。

所謂在線式測(cè)量法，是指在實(shí)際運(yùn)行中對(duì)蓄電池進(jìn)行容量檢測(cè)。用這種方法放電的電流取決于負(fù)載，而負(fù)載電流無(wú)法自由調(diào)節(jié)。這種方法因蓄電池組始終未脫離系統(tǒng)，因此其操作方便、安全性高，缺點(diǎn)是放電電流受到限制，測(cè)試數(shù)據(jù)還需再進(jìn)行容量換算，才具有實(shí)際意義。

3.2.2 核對(duì)性容量試驗(yàn)法（即對(duì)比法）

將蓄電池組對(duì)實(shí)際負(fù)載進(jìn)行在線式放電，蓄電池放電前后要記錄每只電池的端電壓、放電時(shí)間等，放出額定容量的30%-40%為止。然后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出放電曲線，留作以后再次測(cè)試時(shí)作為比較。這種方法相對(duì)簡(jiǎn)單，但需要進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)的跟蹤、對(duì)比，其測(cè)試數(shù)據(jù)才比較可靠。如果僅僅是通過(guò)核對(duì)性放電的曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較，由于每次放電電流存在差異，所以測(cè)試結(jié)果的可靠性會(huì)進(jìn)一步降低。

通過(guò)以上比較可知，目前所常用的幾種VRLA電池測(cè)試方法中單獨(dú)的任何一種都難以準(zhǔn)確、高效地確定電池的容量與好壞，只有針對(duì)不同的維護(hù)對(duì)象和所需維護(hù)目的，綜合利用上述測(cè)試方法，才能保證蓄電池的維護(hù)質(zhì)量，確保通信系統(tǒng)的安全供電。

四、展望

要做好蓄電池的維護(hù)，傳統(tǒng)的方法是巡檢，在巡檢過(guò)程中重點(diǎn)注意蓄電池殼體外觀檢查、環(huán)境溫度的變化以及放電深度的控制。隨著智能電站的建設(shè)， 部分變電站已實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。張志軍等[6]就對(duì)通信電源集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的構(gòu)建做了較為詳細(xì)的介紹，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池組的各項(xiàng)性能指標(biāo)，維護(hù)人員可依據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確地判斷蓄電池組或單體的運(yùn)行狀況，采取及時(shí)有效的措施確保蓄電池處于良好運(yùn)行狀態(tài)，保障電力通信設(shè)備的不間斷運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[4]馬宜靜.低溫對(duì)蓄電池容量影響的分析[J].電源技術(shù).2011.28（4）.68-70

[5]李生廣.影響蓄電池壽命的主要因素[J].信息通信.2011.（112）.133-135

[6]張志軍，方萍。通信電源集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的構(gòu)建[J].新疆電力，2006，3，56-59