通信电源动力机务技能鉴定培训蓄电池的基础知识及维护PPT学习教案

1、会计学1通信电源动力机务技能鉴定培训蓄电池通信电源动力机务技能鉴定培训蓄电池的基础知识及维护的基础知识及维护2 2第1页/共33页33一、蓄电池的使用分类一、蓄电池的使用分类p通信电源蓄电池 电池放电电流小，容量大，寿命长，每节单体2V（一般2.23V左右），一组48V电池由24节单体串联组成。pUPS蓄电池 电池能大电流放电，容量小，寿命较短，常见的UPS蓄电池每个单体电压为12V，如果配置32节电池，则电池组端电压可达384V。p启动电池 由于油机启动时间十分短促，仅为58秒，因此要求蓄电池满足高速率大电流放电的要求。油机启动电池多采用24V电池组。蓄电池的分类按不同用途和外形结构：分有固

2、定式和移动式两大类。按极板结构分为：涂膏式、化成式、半化成式、玻璃丝管式等。按电解液的不同分为：酸性和碱性按电解液数量分为：贫液式和富液式。 第2页/共33页4 4二、蓄电池的基本结构二、蓄电池的基本结构铅衬套铅衬套汇流条汇流条正极板正极板隔膜隔膜端子端子盖盖负极板负极板壳壳蓄电池的基本结构：1. 正负极板组 2. 隔板（隔膜） 3. 电解液 4. 安全阀 5. 壳体 第3页/共33页5三、蓄电池的工作原理三、蓄电池的工作原理 放电化学反映： 正极 电解液 负极 正极 电解液 负极 放电 PbO22H2SO4Pb PbSO42H2OPbSO4 充电 二氧化铅 硫酸 绒状铅 硫酸铅 水 硫酸铅

3、简答来讲：放电就是负极的铅板，正极的二氧化铅和硫酸反映 生成水和硫酸铅的过程，同时放出电能。充电时反其道行之，在电能作用下硫酸铅和水分解成 绒状铅和硫酸，二氧化铅。 蓄电池的氧循环原理： 从正极周围析出的氧气，通过电池内循环，扩散到负极被吸收，变为固体氧化铅之后，又化合为液态的水，经历了一次大循环。第4页/共33页6 6l电池容量：额定容量、实际容量额定容量：规定在25环境下，以10小时率电流放电至终了电压所能达到的容量，用符号C10表示。则10小时率的电流值为I10 C10 /10 = 0.1C10 (A)实际容量：又称为使用容量，它表示在预定的放电条件下，电池实际所放出的电量。不是恒定的常

4、数 同一蓄电池，以不同的电流值放电，所能放出的电量不相同，亦即蓄电池的容量和放电电流大小有关。因此在国家标准内，引入额定容量概念，以规范蓄电池的容量表示。l 放电率：放电率指在一定的放电条件下，蓄电池放电至放电终了电压时的时间长短，分为小时率与分钟率。如20、10、5、3、1、0. 5小时和分钟率，分别表示为：20Hr、10 Hr、5 Hr、3 Hr、1 Hr、0.5 Hr。放电电流的大小相应表示为I20、I10、I5、I3、I1、I0.5。第5页/共33页7 7l 放电终电压：由于容量与放电率有关，放电率又与终了电压有关。所谓放电终了电压，指蓄电池以一定的放电率在25环境温度下放电至能再反复

5、充电使用的最低电压称为放电终了电压。大多数固定型蓄电池以10 Hr放电时（25）终了电压为1.80V/只。终了电压值与放电率有关，通常，为使蓄电池安全运行起见，小于10 Hr率的小电流放电时，放电终了电压稍高，反之终了电压稍低。在通信电源系统中，蓄电池的放电终了电压还由通信设备对基础电压要求而决定。影响蓄电池的容量因素1.放电率的影响 2.电解液温度的影响3.电解液浓度的影响4.终止电压的影响5.电池的新旧程度、局部放电等因素影响 第6页/共33页81.放电率对蓄电池容量的影响 蓄电池的容量大小将随放电率不同而不同，放电电流小于10小时率的放电电流时，可以得到高于额定容量的容量，放电电流大于1

6、0小时率电流时行到低于额定容量的容量。 一般情况下，铅酸蓄电池的容量与额定容量有下列关系：C = K*CmCm = C/K式中 C-10小时率放电的容量 Cm-非正常放电率时容量 K-容量系数。 第7页/共33页9 蓄电池容量系数与放电率关系表蓄电池放电率蓄电池放电率Im/IIm/IK K10101 11.001.009 91.101.101.031.038 81.241.241.071.077 71.401.401.111.116 61.421.421.141.145 51.661.661.201.204 42.002.001.281.283 32.502.501.341.341 15.55

7、.51.821.82 查表，我们常用的蓄电池分别以3小时率、5小时率和10小时率放电时可以分别得到相应的容量与电流值。第8页/共33页102、电解液温度的影响 电解液在高温时（允许的工作温度范围内），其离子运动速度增加，渗透能力增加，电阻减小，扩散速度增大，浓差极化减小，这些均使蓄电池的容量增加。相反，当电解液的温度下降时，蓄电池的容量减小。 当蓄电池的温度在10-45的变化范围内，铅酸蓄电池的容量随温度升高而增加，如阀控蓄电池在40下的放电电量，比在25下的放电量大10%-15%。 若温度在45-50条件下放电,蓄电池的活性物质的结构遭到破坏,蓄电池的容量明显减小。 但高温对蓄电池寿命影响巨

8、大，每升高10度，寿命减半。第9页/共33页111.放电终止电压： 大多数电池规定以10Hr放电时（25 ）终止电压为1.8V/只，电流越小，终止电压越高。2.电池容量： 一般铅酸蓄电池规定在25 环境下，以10小时率电流放电至终止电压所能达到的容量为额定容量。10小时率额定容量用C10表示。 3.最大允许电流： 电池在设定时间内以最大电流放电，不引起电池变形或损坏的极限电流，称为最大允许电流（Imax）。 启动电池最大允许电流较大。4.循环寿命：蓄电池经历一次充电和放电，称为一次循环（一个周期）。在一定放电条件下，电池工作至某规定值之前，电池所能承受的循环次数，称为循环寿命。5.极柱压降：

9、蓄电池按1小时率放电时，两只电池间连接条电压降，在各极柱根部测量值应小于10mV。6.充电电流、端压偏差： 各单体电池开路电压最高与最低差值不大于20mV。蓄电池处于浮充状态时各单体电池电压之差应不大于100mV。最大充电电流不大于2.5I10A。第10页/共33页12（一）蓄电池的失效原因分析 （二）阀控铅酸蓄电池的使用 （三）维护过程中的注意事项 第11页/共33页13（一）蓄电池的失效原因分析 1.失水 2.早期容量损失（PCL） 3.热失控 。对策：控制蓄电池的工作温度，避免大电流放电，蓄电池的浮充电压进行温度补偿。避免热失控的最好方法是监控蓄电池温度，按测量的温度自动改变充电电压或充

10、电电流。为了抑制充电电压或充电电流，推荐采用测量的蓄电池温度而不采用室温。4.负极不可逆硫酸盐化 5.板栅腐蚀与伸长 6.隔板质量下降 第12页/共33页14l 容量的选择 （开关电源中已讲述）l 蓄电池的安装 。注意事项：在安装蓄电池时，所用的扳手必须用绝缘胶布缠好；蓄电池之间的连接导线或连接铜条的螺钉一定要拧紧，不得有任何松动；l 蓄电池的充电特性 l 蓄电池的放电特性（二）阀控铅酸蓄电池的使用 第13页/共33页15蓄电池的安装1、蓄电池放置 在安装蓄电池时，要避免将蓄电池放在阳光直射的地方，要远离热源；要避免放置地环境过于潮湿和有带电粉尘存在。电池要垂直摆放，尽量避免倾斜；要保证蓄电池

11、的正常散热。 2、蓄电池连线的选择 材料：多股铜芯软线缆，绝缘层为双护套。 线径：在选择蓄电池导线时不但要考虑到载流量，还要考虑导线的压降。一般情况下压降不得大于0.5V。在选取蓄电池的连接导线时，一般在一定的范围内截面积越大越好。3、蓄电池和电源之间的连接 在安装蓄电池时，为了安全，将蓄电池的熔丝拔掉或在蓄电池组中断开某两节蓄电池之间的连接铜片。在连接前首先要用万用表测量蓄电池的端电压，然后将电源设备的输出电压微调到蓄电池端电压值。此时可将蓄电池的熔丝推上或将连接铜片连接上。第14页/共33页16蓄电池的充电特性1、正常充电：正常充电是指蓄电池在供电系统中放电之后的充电。限流恒压充电既可以保

12、证蓄电池充足又不会引起电池在充电末期的过充而致蓄电池和失水。但充电电源应具有限流恒压功能。目前开关电源均具有此功能，因此直流供电系统中的阀控蓄电池均采用限流恒压充电。充电方法及充电电压的设定：蓄电池的充电方法按使用用途可分为正常充电、均衡充电与浮充充电。第15页/共33页17蓄电池的充电特性2、浮充充电：直流供电系统中的蓄电池与开关电源并联来实现直流供电的不间断，由于蓄电池存在自放电现象，因此开关电源在正常工作的情况下，既要向通信设备供电，还应向蓄电池进行补充电，补偿蓄电池的自放电，保证蓄电池均处电量充足状态。这种蓄电池的补偿自放电的充电方法称为浮充充电。一般情况下阀控蓄电池的浮充电压在2.2

13、3V/只左右，浮充总电源53.5V。3、均衡充电：蓄电池在正常使用过程中会发生蓄电池的容量、端电压不一致的情况，为防止落后电池发展成为故障电池，甚至出现反极现象，所以蓄电池在浮充电一段时间后应进行一次均衡充电，使整组电池达到均一的良好效果。一般情况下阀控蓄电池的均充电压在2.35V/只左右，均充总电源56.4V。蓄电池在均衡充电时，充电电压偏高，易引起蓄电池过充电，破坏阀控电池的氧循环而致电池失水，因此阀控蓄电池的均充应严格限制。 凡遇下列情况需进行均衡充电（有特殊技术要求的，以其产品技术说明书为准），充电电流不得大于0.2C10，充电方式参照充电时间电压对照表。 ：两只以上单体电池的浮充电压

14、低于2.18V电池深放电后容量不足，或放电深度超过20%阀控式铅蓄电池搁置不用时间超过三个月或全浮充运行达三个月 第16页/共33页18（三）维护过程中的注意事项 1.不同规格、型号、设计使用寿命的电池禁止在同一直流供电系统中使用；新旧程度不同的电池不应在同一直流供电系统中混用。 2.连接螺丝必须拧紧，但也不要拧紧力过大而使极柱嵌铜件损坏 3.电池均为100%荷电出厂，必须小心操作，忌短路 。4.电池不要安装在密闭的设备和房间内，应有良好通风，最好安装空调 ，避免太阳照射。5.避免使蓄电池有过放电、过充电。 6.开关电源的参数设置，要跟各蓄电池厂家沟通后再具体确定。7.蓄电池配置容量最好在8-

15、10小时率比较合适 8.每半年做一次连接条的拧紧工作，以保证蓄电池安全运行9.UPS等使用的高电压电池组的维护通道应铺设绝缘胶垫。10.按维护规程周期要求测量电池单体的端电压。11.浮充时全组各电池端电压的最大差值不大于100mV。第17页/共33页1912.电池放电： （1）每年应做一次核对性放电试验（对于UPS使用的密封蓄电池，宜每半年一次），放出额定容量的3040。（2）对于2V单体的电池，每三年应做一次容量试验。使用六年后应每年一次。对于UPS使用的6V及12V单体的电池应每年一次。13.应经常检查下列项目，发现问题及时处理：（1）物理性检查项目： a)极柱、连接条是否清洁； b)有否

16、损伤、变形或腐蚀现象； c)连接处有无松动，电池极柱处有否爬酸、漏液； d)安全阀周围是否有酸雾、酸液溢出； e)电池壳体有无损伤、渗漏和变形，电池及连接处温升有否异常。（2）相关参数设置的检查和调整： a)根据厂家提供的技术参数和现场环境条件，检查电池组及单体均、浮充电压是否满足要求，浮充电流是否稳定在正常范围。 b)检测电池组的充电限流值设置是否正确。 c)检测电池组的告警电压（低压告警、高压告警）设置是否正确。 d)如直流系统中设有电池组脱离负载装置，应检测电池组脱离电压设置是否准确。第18页/共33页20浮充电压与温度的关系环境温度环境温度( () )单体浮充电压单体浮充电压(Uf(U

17、f0.02V)0.02V)48V48V系统浮充电压系统浮充电压(V)(V)15152.292.2954.9654.9615152.292.2954.9654.9620202.262.2654.2454.2425252.232.2353.5253.5230302.22.252.80 52.80 35352.182.1852.3252.32第19页/共33页21 阀控蓄电池在均充时，电池内亏电相当严重，必须对蓄电池的充电电流进行限制，由于开关电源具备限流功能，因此蓄电池的充电限流由开关电源来完成。 正常情况下蓄电池的均充限值为0.1C10,即10小时率的充电电流。 由于基站供电条件恶劣，市电停电较

18、为频繁，特别是来电时间较短，造成蓄电池在未充足电的情况再次放电，蓄电池易硫化，降低蓄电池的使用寿命。此时可以适当提高蓄电池均充的限流值，从实际维护的角度考虑，一般可设定1.5倍10小时率电流，实现蓄电池的快速充电。 均充限流第20页/共33页221、端电压检测： 通过现场或监控系统对蓄电池的单体电压进行监测，可以及时发现落后电池并采限相应措施2、电池间连接处有无松动、腐蚀： 电池间的连接条松动后，接触电阻增大，在电池大电流放电或充电时，连接条发热，连接螺丝锈蚀，以后的处理相当困难，严重时连接条发红，导致火灾发生。3、电池的壳体有无渗漏与变形 通过经常检查，及时发现并排除，避免因蓄电池电解液的渗

19、漏腐蚀其他的通信设备。4、电池表面的清洁 做好去电池污秽工作，尤其是极柱和连接条上的尘土，防止电池漏电或接地。 日常维护第21页/共33页231、蓄电池容量不足第22页/共33页242、蓄电池硫化第23页/共33页25 极板硫酸化系指在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶，充电时又非常难于转化为活性物质的硫酸铅。铅酸蓄电池极板硫酸化后主要有以下几种现象。(1) 铅蓄电池在充电过程中电压上升的很快，其初期和终期电压过高，终期充电电压可达2.90V单格左右。(2) 在放电过程中，电压降低很快，即过早的降至终止电压，所以其容量比其它电池显著降低。(3) 充电时，电解液温度上升的快，易超过45。(4) 充电

20、时，电解液密度低于正常值，且充电时过早地发生气泡。(5 ) 电池解剖时可发现极板的颜色和状态不正常。正极板呈浅褐色(正常为深褐色)，极板表面有白色硫酸铅斑点，负极板呈灰白色(正常为灰色)极板表面粗糙，触摸时如同有砂粒的感觉，并且极板发硬。(6) 严重的硫酸盐化，极板形成的硫酸铅白色结晶体粗大，在一般情况下不能复原成活性物质。极板硫酸化现象第24页/共33页26造成极板硫酸化主要有以下几方面的原因。(1)铅蓄电池初充电不足或初充电中断时间较长。(2)铅蓄电池长期充电不足。(3)放电后未能及时充电。(4)经常过量放电或小电流深放电。(5)电解液密度过高或者温度过高，硫酸铅将深入形成不易恢复。(6)

21、铅蓄电池搁置时间较长，长期不使用而未定期充电。(7)内部短路局部作用或电池表面水多造成漏电。(8)电解液不纯，自放电大。(9)电池内部电解液面低，使极板裸露部分硫酸化。 极板硫酸化原因第25页/共33页271、电池极柱旁有少量白色晶体电池极柱旁有少量白色晶体，主要原因是电池表面存在残留电解液，而出厂时由于封装比较及时，内部存有一定的水蒸气，从而在电池表面形成比较稀薄的硫酸膜，与极柱中的铅发生反应形成白色结晶体覆盖在极柱周围。或者是水蒸气凝结在极柱表面，与极柱中的钙发生反应，形成碳酸钙的结晶体覆盖在极柱周围。判断该现象是否是电池漏液的方法：漏酸的位置首先擦拭干净，然后涂抹少量的凡士林，经过一段时

22、间，仍有此现象，属漏液。若没有，则不属于漏液处理办法：非漏液可不予处置，漏液参考第2点。2、电池爬酸、漏液 原因：某些电池螺套松动，密封圈受压减小导致渗液；密封胶老化导致密封处有纹裂；电池严重过充电过放电，不同型号电池混用，电池气体复合效率。处理办法：对可能是假漏液的电池进行擦拭，留待后期观察； 对漏液电池的螺套进行加固，继续观察；更换电池！第26页/共33页283、电池容量下降严重，“放不出电”原因：1 、产品质量，部分厂家电池产品质量不过关，使用寿命与设计寿命相差巨大。2、浮充电压不足，造成电池长期欠充电，电池容量不足，并导致电池硫酸盐化；3、电池间连接条松动，接触电阻大，造成放电时连接条

23、上压降大，整组电池电压下降较快；4、放电时环境温度过低，电池容量达不到要求；5、电池已到使用寿命，活性物资消耗；6、单只电池故障，导致整组电池电压下降，放电时间不足。处理办法：针对5种情况分别处置，更换单只或整组电池。 第27页/共33页294、反极的现象及原因铅蓄电池的反极系指蓄电池的正负极发生了改变，反极现象反映在两个方面：1、由于铅蓄电池在装配组装时某单格电池极群组接反或整个电池极群组接反。这种情况下会出现铅蓄电池灌完酸用电压表测量端电压时其端电压值小于各单体蓄电池额定电压之和的现象或出现端电压为负的现象。2、铅蓄电池在容量放电时在多个串联使用中，由于某个蓄电池(或某单体蓄电池)容量较低或完全丧失容量。在放电时这个电池很快被放完电被其它电池进行反充电，使原来的负极变成正极，原来的正极变成负极，端电压出现负值的现象。 对于第1种反极故障，在测量蓄电池端电压时(多个单体电池组成的蓄电池)都可发现，若有一个单体电池反极，不仅失去该电池的2 V电压，而且还要增加2 V反电压，端电压要降低4V左右。对于第2种反极故障，其端电压值(负值)随放电情况而不同。一般在检测时，对于这种情况要及时将蓄电池从放电线路中摘除下来，以免对蓄电池组有所损坏。假设蓄电池组中1#蓄电池为落后蓄电池，如下图表示：第28页/共33页30 在蓄电池组深放电时，1#蓄电池