海湖蓄電池(中國)運(yùn)營銷售有限公司
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一、ups蓄電池的主要技術(shù)指標(biāo)
在衡量ups電池的指標(biāo)中,電池的額定電壓和額定容量是兩個(gè)最常用的技術(shù)指標(biāo)。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(shí)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(shí)間,h。
所謂終止電壓指電池低于這一規(guī)定的電壓時(shí),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(xù)放電使用,可能會(huì)造成電池永久性損壞。電池的額定容量或標(biāo)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(shí)質(zhì)是電池能量轉(zhuǎn)化的表示方式。例如,考慮到電池的端電壓e=12v在實(shí)際使用時(shí)保持近乎不變的事實(shí)及輸出能量表達(dá)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(shí),常常規(guī)定統(tǒng)一的放電時(shí)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(shí)間(h),為了對容量不同的電池進(jìn)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(shí)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(biāo)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蓄電池
測試ups電池的目的是確定該電池是否滿足ups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(shí)是必須的。
在實(shí)際維修ups時(shí),一般的ups電源對電池的要求:滿足原來使用電池的端電壓;電池應(yīng)具有在啟動(dòng)放電瞬間就能輸出大電流的特性;滿足一定容量和內(nèi)阻,以保證逆變供電的時(shí)間。
從以上ups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
(1)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(jīng)過充電或激活充電后端電壓仍達(dá)不到12v,即為失效電池。
(2)在線測量電池的端電壓
在線測量電池的端電壓是指在ups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(tài)的ups,由于電池處于充電狀態(tài),端電壓大于12v。當(dāng)電池的端電壓下降到10.5v時(shí),正常的ups電源會(huì)啟動(dòng)機(jī)內(nèi)的電池欠壓自動(dòng)保護(hù)電路,使ups進(jìn)入既無市電供電又無逆變供電的保護(hù)狀態(tài)。
2.測試ups電池是否具有啟動(dòng)瞬間輸出大電流的特性
后備式ups電源由市電供電向逆變供電的切換時(shí)間要求小于7ms,一般設(shè)計(jì)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(shí)間內(nèi)輸出負(fù)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(nèi)放電電流達(dá)到大電流的要求。由這種電池造成的ups故障表現(xiàn)為:ups在空載或輕載時(shí)能逆變切換成功,增大到正常負(fù)載時(shí)逆變失敗。
3.判別ups電池的內(nèi)阻和容量
質(zhì)量良好的ups電池內(nèi)阻在20~30mω左右,當(dāng)內(nèi)阻超過80mω時(shí),需要對電池做均衡充電處理或活化處理。電池內(nèi)阻的增大,必然伴隨實(shí)際輸出能量的降低,從而表現(xiàn)為電池的容量減小。此外,還有造成電池的容量減小其他因素,如電解液損失等。
測試電池內(nèi)阻是否增大,決不可用萬用表的電阻檔直接測量,應(yīng)采用間接測量計(jì)算的方法,實(shí)際維修時(shí)可用如下簡單方法判別電池的內(nèi)阻是否增大:
用一節(jié)好的電池和一節(jié)懷疑內(nèi)阻增大的電池做串聯(lián)充電實(shí)驗(yàn)(如在500va的ups中兩節(jié)12v電池串聯(lián)使用)。在充電過程中同時(shí)測量對比兩節(jié)電池的端電壓,內(nèi)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(nèi)阻差別的程度。
若電池僅僅是容量不足,則主要表現(xiàn)為ups可逆變供電的時(shí)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。
四、科學(xué)使用ups蓄電池
科學(xué)使用ups電池就是要明確電池的正確使用方法,延長電池的壽命,使之發(fā)揮最大的作用。
1.控制好充電電壓,防止過壓充電
對于端電壓為12v的電池,正常的浮充電壓在13.5~13.8v之間。浮充電壓過低,電池充不滿,浮充電壓過高,會(huì)造成過壓充電。當(dāng)浮充電壓超過14v時(shí),即認(rèn)為是過壓充電。過壓充電會(huì)導(dǎo)致電解液中的水被分離成氫和氧氣而溢出,使電池的壽命縮短。
2.控制好充電電流,防止過流充電
理想的充電電流應(yīng)采用分階段定流充電的方式,即在充電初期采用較大的電流,充電一定時(shí)間后,改為較小的電流,至充電末期改用更小的電流。充電電流的設(shè)計(jì)一般為0.1c,當(dāng)充電電流超過0.3c時(shí)可認(rèn)為是過流充電。過流充電會(huì)導(dǎo)致電池極板彎曲,活性物質(zhì)脫落,使電池?fù)p壞。
3.防止ups電池過流放電
電池實(shí)際放出的容量與放電電流有關(guān)。放電電流越大,電池的效率越低。例如,12v/24ah的電池當(dāng)放電電流為0.4c時(shí),放電至終止電壓的時(shí)間是1小時(shí)50分,實(shí)際輸出容量17.6ah,效率為73.3%。當(dāng)放電電流為7c時(shí),放電至終止電壓的時(shí)間僅為20s,實(shí)際輸出容量0.93ah,效率為3.9%。所以應(yīng)避免大電流放電,提高電池的效率。一般電路設(shè)計(jì)和用戶選擇負(fù)載,都要保護(hù)ups電池逆變放電電流不超過2c。
4.防止ups電池深度放電 盡管小電流放電,能提高電池的效率,但是當(dāng)用極小電流(小于0.05c)長時(shí)間放電時(shí),將導(dǎo)致電池實(shí)際放出容量超過其額定容量,從而造成電池嚴(yán)重的深度放電。按廠家的數(shù)據(jù),當(dāng)電池放電深度為100%時(shí),電池實(shí)際使用壽命約為200~250次充放電循環(huán);放電深度為50%時(shí),約為500~600次充放電循環(huán)。因此,在使用ups時(shí),既要避免重載過流放電,又要避免長時(shí)間輕載逆變造成電池深度放電。
5.定期操作ups
市電長期不停的地區(qū),用戶要每隔一定時(shí)間,例如3個(gè)月,人為關(guān)斷ups交流輸入,使用ups電池逆變供電。這種定期的實(shí)驗(yàn)操作,有助于延長電池壽命。一般正常使用的ups,其電池壽命不超過5年。
五、維護(hù)ups電池的技巧與方法
ups電池一般為免維護(hù)蓄電池,但在有些情況下維護(hù)ups電池是十分必要的,且有實(shí)際意義。
1.欠壓電池的充電技巧
有些ups電池欠壓是由于ups逆變器末級驅(qū)動(dòng)電路損壞,造成電池放電所致。若在修好電路故障后,及時(shí)將電池接入原電路充電,仍然會(huì)使電池復(fù)好如初。問題在于,欠壓的電池?zé)o法使ups啟動(dòng)成功,即切換到市電(充電)狀態(tài)。此時(shí),可用如下辦法解決:
(1)先用好的電池將ups啟動(dòng)到市電狀態(tài)后,再撤掉好電池?fù)Q上待充電的欠壓電池。注意:調(diào)換電池時(shí),要求ups空載運(yùn)行。一般ups進(jìn)入市電狀態(tài)后,只要保持輸入市電正常,撤掉電池不會(huì)影響市電供電狀態(tài)。
(2)將欠壓的電池先充電到10.5v以上,再接入原ups電路,便可使ups成功啟動(dòng)。給欠壓的電池充電,可利用微機(jī)電源中的+12v電源給電池直接充電。充電中注意觀察充電電流,根據(jù)測出的實(shí)際充電電流,以確定是否加限流電阻。
2.電池的活化處理
活化處理是指對電池的均衡充電。下列幾種情況都會(huì)導(dǎo)致電池的內(nèi)阻增大、端電壓太低或容量減小,這些電池需要通過均衡充電來恢復(fù)其原有的性能指標(biāo)。
(1)長時(shí)間放置不用,超過靜態(tài)存儲(chǔ)時(shí)間的電池。常溫環(huán)境,一般ups電池的靜態(tài)存儲(chǔ)時(shí)間為9個(gè)月。當(dāng)溫度為31~40℃時(shí),靜態(tài)存儲(chǔ)時(shí)間為5個(gè)月。
(2)放電后未能及時(shí)充電的電池。
(3)長期工作于浮充狀態(tài)(即ups長期工作于市電狀態(tài))并超過靜態(tài)存儲(chǔ)時(shí)間。
(4)不慎放電,將電池端電壓放至低于終止電壓。均衡充電電流一般選0.3c或略小于0.3c。額定電壓為12v的電池,均衡充電電壓一般選14.5v。沒有專用充電器的用戶,可參考上述數(shù)據(jù)搭接出復(fù)活舊電池所需的電路。
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