蓄电池维护培训教材

蓄电池运转管理与分析培训中国铁塔2021年5月.

放电充电一、蓄电池构成及原理引见阀控密封铅酸蓄电池是能源转化和化学储能安装.PbSO4PbPbO2chargedischargechargedischarge负极正极一、蓄电池构成及原理引见电能和化学能的转换、储存如何实现？充入电能才干释放电能.一、蓄电池构成及原理引见.一、蓄电池构成及原理引见.一、蓄电池构成及原理引见多孔电极活性物质极板活性物质固定网架电流导通板栅电解质储存介质，气体通道隔离正负极板隔板密封构成正压，防止酸液外漏壳体电流导出电极端子.

电池长期搁置形状

长期储存期，二氧化铅与电解液直接进展反响：

PbO2+H2SO4=PbSO4+H2O+O2一、蓄电池构成及原理引见阀控密封蓄电池实现转换的化学过程.阀控密封铅酸蓄电池原理蓄电池构造原理.蓄电池容量定义：蓄电池容量是在基准温度以一定放电倍率下释放出的电量为什么要限定温度？电解液的活性〔硫酸的流动性〕,铅离子溶解速度温度修正：放电容量可经过下式进展换算：式中：Cr—非基准温度时的放电容量t—放电时的环境温度〔℃〕k—温度系数〔/℃〕放电率≥10小时率，为0.006；1小时率≤放电率≤10小时率，为0.008；放电率＜1小时率，为0.01一、蓄电池原理及相关规范.蓄电池失效方式分析电池水水蓄电池失效方式失水活性物质零落热失控不可逆硫酸盐化板栅腐蚀.普通浮充和循环条件下，主要为晶间腐蚀，并伴随着板栅伸长蠕变，普通这种变形超越4%时极易导致电池失效。电池温度越高，板栅腐蚀速率越快。正极充电电位越高〔非电池电压〕，板栅腐蚀速率越快。充放电电流密度越大，板栅腐蚀速率越快。电解液密度升高，板栅腐蚀加速。失效方式：板栅腐蚀和变形板栅腐蚀消费硫酸铅、二氧化铅；充放电过程铅膏体积膨胀、收缩；.失效方式：活性物质零落电构成的硫酸铅摩尔体积48.2Cm3/mol,二氧化铅摩尔体积是24-25Cm3/mol，相互转化过程呵斥疏松、软化并零落循环运用越频繁，铅膏疏松效应越明显，主要表现为正极活性物质疏松、软化和零落。深度过放电α-β-PbO2实际。α-PbO2含量高，正极活性物质循环性能好，但容量低，β-PbO2那么相反。在化成工序中尽量多生成α-PbO2。PbO2凝胶实际。正极活性物质〔PbO2〕内部存在凝胶区和晶体区，随着循环进展，凝胶区向晶体区转化，PbO2颗粒之间的结合力越来越低，呵斥活性物质疏松软化。Sb等碱性金属元素有利于凝胶区的坚持.负极构成充电时难以转化的大块硫酸铅颗粒，呵斥容量损失。循环运用中，电池长期运转在欠充电条件下，容易引起负极硫酸盐化。在HRPSoC运用中，由于大电流、充放电频繁转换，呵斥硫酸盐集中于负极外表，从而影响负极充电。过小的电流进展充放电，容易引起。浮充运用中，负极去极化太严重，容易引起。电池温度越高，电解液密度越大，越容易引起。失效方式：不可逆硫酸盐化放电后不能及时充电和欠充电长期运转构成粗大硫酸铅晶体难于充电恢复.充电电压高，电解水速度加快，蓄电池内部温度升高充电电流大运转环境温度高失效方式：电池水水环境温度高、充电电流大、电压高导致蓄电池失水，蓄电池内部失去电子、硫酸传导、散热介质，导致蓄电池失去化学反响活性，并且内阻增大浮充电流与温度的关系，过高的浮充电流添加板栅腐蚀，失水和热失控的危险。.运转环境温度高运转环境温度高充电电压高，电解水速度加快，蓄电池内部温度升高充电电流大任务环境温度过高/充电设备电压失控充电量添加内部温度升高电池内阻下降充电电流又升高内阻进一步降低恶性循环失效方式：热失控电池失水导致热传导效率降低，电阻加大发热量添加，容量衰减，壳体变形；.个别端柱衔接不紧固，使蓄电池组衔接电阻添加，衔接部位发热，整组电池欠充电充电电压低,不能满足满容量充电充电电流小，整流器模块缺乏，充电限流值设置低过充电〔充电电压过高、充电电流过大或充电时间过长〕导致水损失过快、板栅腐蚀加速、活物质劣化加速；过放电或放电后未能及时充足电导致微枝晶短路、负极板不可逆硫酸盐化；开关电源没有温度补偿功能，环境温度变化后未能及时调整充电电压，致使电池过充和欠充等。二、蓄电池容量失效分析蓄电池失效的常见维护要素.蓄电池运转管理分析(以2VAGM产品为例)：浮充、均充电压设置问题：25度温度下浮充电压2.25/单体，均充电压2.35V/单体；电压低充电缺乏，电压高出现失水电池容量设置：蓄电池管理参数计算的根底。设置错误的危害：充电电流控制、放出容量计算错误均充设置问题：启动条件设置：条件有放电时间0.5-1h、放出或剩余容量5%-15%、转均充电流〔0.05C〕、电池组电压等，启动条件结合实践情况合理性分析、设定运转：限流值0.1-0.15C、整流模块输出总电流终了：均充转浮充条件有均充转浮充电流、充电系数、均充时间蓄电池容量失效分析.周期均充：定期启动均充，定期对蓄电池组进展进展平衡充电，激活、活化落后电池并对整组电池进展补充电。参数有均充周期〔30-360天〕、均充时间等放电维护：维护蓄电池并防止过放电。普通以蓄电池组电压进展控制。温度补偿问题：给出的规范电压是在25度环境下的参数只，需求根据蓄电池温度进展的均、浮充电压自动调整，但必需设置上下限限制。蓄电池温度探头安装在蓄电池侧面中间部位。3.5mV/℃/cell蓄电池容量失效分析.运转工况稳定性：输出电压、输出电流、均充启动、均充终了等蓄电池管理不同厂家产品的参数会存在差别。合金体系、铅膏配方等要素影响！

蓄电池失效分析.案例1主题：着火内容：***省**市通讯基站在2021年12月开通，在2021年3月12日上午9点左右蓄电池起火现场信息：1.配置GFM-500电池2组，基站负载电流50A左右；2.其中1组起火，另一组完好，外观正常3.该基站在3月11日下午14：20市电停电，在3月12日凌晨2点左右市电来电。二、蓄电池失效分析—案例.现场图片1：二、蓄电池失效分析—案例.现场图片2：二、蓄电池失效分析—案例.缘由分析：关键词：衔接不紧固有大电流经过电池螺栓松动导致螺栓不能压紧衔接铜排，铜排与电池端子不能严密、紧固接触，铜排与端子衔接点电阻增大，充放电过程中此衔接点经过电流时发热量增大，当电阻、电流、时间到达一定件，产生热量不断聚集引起端柱温度升高。当端柱温度超越电池壳体燃点引起壳体灼烧。预防措施：1.衔接时衔接件放置顺序铜排→平垫→弹簧垫→螺栓，衔接应结实；2.电池衔接的扭距应为12--14N/m，3.必需确保运用弹簧垫并将弹簧垫压平、压紧二、蓄电池失效分析—案例.同类问题图片二、蓄电池失效分析.案例2主题：过放电机房/基站称号：***火炬园云计算机房工程客诉反响日期：2021.03.12；产品出厂日期：2021.11.23产品规格/数量/组：SP12-100/32/1安装方式：四层柜式反响内容：蓄电池电压低无法接入系统现场勘察：蓄电池组已处于断开形状，经丈量蓄电池开路电压4.09V-7.02V分析：1、蓄电池组在安装、调试后接入系统，但将市电切断；2、在系统切断市电情况下蓄电池组与UPS衔接，蓄电池组在长期对UPS放电后呵斥严重过放电；UPS电路板是需求耗电的，成为长期小电流放电的负载；二、蓄电池失效分析—案例.案例3：主题：过放电内容：**省**市通讯基站在2021年9月开通，在2021年3月容量测试时只能放出额定容量70%现场信息：1.配置GFM-500蓄电池2组，出厂日期：2021.62.基站停电频率平均每月2次左右，停电时长6H3.该基站在2021.7.23安装终了，市电未接通，在2021.9.13日期间蓄电池组与开关电源未断开；开关电源存在1-2A放电缘由分析：小电流过放电导致蓄电池组过放电并且长时间未充电，蓄电池组出现硫酸盐化容量衰减预防措施：1.新建基站安装完成后蓄电池组不能接入电源系统，熔断丝断开，最好将蓄电池组衔接线不接通2.蓄电池组安装完成后进展补充电，确保蓄电池满荷电二、蓄电池失效分析—案例.案例4主题：热失控**通讯商会聚机房配置的GFM-1500蓄电池发现整组鼓胀二、蓄电池失效分析—案例.现场信息描画：1、机房是板房机构；2、只开通部分负载设备；3、动环监控未启用，在建工程；4、开关电源封锁无法查看历史运转记录缘由分析：任务环境温度过高蓄电池内部温度升高电池内阻下降充电电流又升高内阻进一步降低恶性循环预防措施：1.基站空调安装并按照28℃控制基站温度2.蓄电池温度探头安装并开启温补功能，正确设置温补参数二、蓄电池失效分析—案例.案例5内容：**通讯基站在2021年7月15日开通，在7月26日市电停电后很快就出现蓄电池电压下降到一次下电出现通讯中断问题。并且两只电池端子发热及衔接铜排发热。现场信息：1.该基站配置GFM-500电池2组，在2021年5月份安装2.经现场查勘一组中2只蓄电池安装反3.丈量两只电池开路分别为-0.042V、-0.022V，曾经反极缘由分析：电池安装反电池内阻增大，在充电过程中电池发热量增大预防措施：1.电池组内安装是串联方式，必需是相邻电池的正极和负极衔接2.安装后逐只检查衔接能否正确3.蓄电池组衔接完成后丈量蓄电池组开路电压应不低于50V二、蓄电池失效分析—案例.二、蓄电池失效分析—案例.三、蓄电池安装和维护管理.蓄电池的运输蓄电池荷电态出厂，搬运时应做好端柱防护，防止蓄电池短路，制止运用钢绳等金属线类，严禁短路；电池端柱部位不能受压，平安阀不允许松动；严谨蓄电池倒置放置，搬运时轻拿轻放，严禁倒置、翻腾、摔掷、暴晒和雨淋蓄电池的仓储蓄电池存放前应为满荷电形状，严禁放电后存放；蓄电池可存放在-15-45℃环境中，当存放环境温度在-10-30℃内，应每隔6个月进展一次补充充电；当存放环境温度在31--45℃内，应每隔3个月进展一次补充充电。三、蓄电池安装和维护管理.最长储存时间〔搁置寿命〕不超越18个月〔25℃〕，即使正常补充电的情况下。蓄电池存放位置应远离热源或易于产生火花的物体；蓄电池存放中应坚持正立，端子面不受力，平安阀不松动，严禁将无外包装的电池重叠堆放；蓄电池应存放在枯燥、通风、清洁环境，不能置于有大量红外线、放射线辐射、能够水浸及完全密闭的的环境中，同时，应避开热源、阳光直射；电池存放应防止有机溶剂或其他具有腐蚀性的物品和气体三、蓄电池安装和维护管理.产品安装检查：配组情况外观安装方式：置地式柜式架式安装本卷须知：搬运电池时，不要触动接线柱和平安阀安装过程中应运用绝缘工具，戴好绝缘手套严禁用手提接线端子电池之间、电池组件之间、电池组与开关电源之间的衔接应尽能够合理以降低衔接件压降不同容量、不同性能的蓄电池不能互连运用三、蓄电池安装和维护管理.安装末件衔接件或导通电池系统前，应仔细检查，确保安装正确。端子要清洁衔接板要与端子平行，电池排放间距要均匀防止短路安装后启动均充对蓄电池充电安装后如电源系统不接通市电，蓄电池组不要与包括电源在内的任何负载衔接，包括蓄电池巡检仪等设备，防止小电流过放电导致蓄电池容量失效。三、蓄电池安装和维护管理.运用和维护平衡充电和补充电电池在以下情况下需对电池组进展平衡充电或补充电：—电池系统安装终了，投入运转前应先对电池组进展补充充电—电池组浮充运转每三个月,或当有两只以上电池电压低于2.18V时—电池搁置停用时间超出三个月—电池全浮充运转达三个月平衡充电/补充电的方法引荐如下：以0.1C10A～0.15C10A的恒定电流对电池组充电至电池平均电压上升到均充电压，然后改用以均充电压恒压充电，均充时间普通为16h。当平衡充电后，对于仍低于2.18V/单体的落后电池，应进展0.1C10A放电3-4h，然后再进展平衡充电。三、蓄电池安装和维护管理.运用一个月及日常维护、检查重点：1、系统及单体衔接能否可靠检查/次；2、排除能够的平安隐患〔如端子包裹异物〕；3、能够呵斥走漏的部位，如端子、排气阀、壳盖间的密封检查/次；4、开关电源设置参数和实践参数的校正/半年，能否稳定，特别是充电电压值和充电电流值必需稳定可靠/次；5、浮充电压与浮充电流的检查及调整/年；6、定时换气通风，将工业气体排出/年年；7、检查单体电池有无走漏，反极/次；8、检查排气阀任务能否正常〔常闭或常开〕；三、蓄电池安装和维护管理.一、离线测试

离线测试符合信息产业部入网检测方法要求，结果准确。在电池选型、验收测试、缺点改换、淘汰离网等性能比较要求较高的场所运用。

〔1〕预备任务：了解市电、油机形状；

〔2〕检查电池工艺、外观、有无漏液、衔接条好坏、环境温度等及判别电池能否充足并记录；

〔3〕断开放电电池组对应熔丝，断开蓄电池组正负极电池线；

〔3〕衔接蓄电池容量测试仪；

〔4〕丈量开路端电压；

〔5〕按放电小时率设置容量测试仪，检查以上步骤无误后开场放电；

〔6〕察看电压、电流变化，放电过程留意衔接处温升，；

〔7〕满足终止条件、测试自动终止，作现场情况、局站号、标示电池、终止缘由记录；

〔8〕关机，撤除测试仪负载线〔先电池端〕及采样线；

〔9〕调低开关电源电压，使系统与电池组压差在1V以内；

〔10〕合上对应电池组熔丝；

〔11〕开关电源设为均充形状、按0.1C10恒压限流充电，后改为自动管理形状；

〔12〕进展容量换算，本组电池测试完成。待本电池组充电完成后，再继续进展下一组电池的容量实验。.二、在线测试

在线测试只能是一种核对性容量实验法，经过与厂家提供的参数曲线或验收测试时存档的历史曲线比较、估算容量。普通可用于运用三年以内的年度维护等只需大致判别好坏的情况下运用。

〔1〕做预备任务：了解市电、油机形状，保证开关电源可下调电压。

〔2〕察看电池工艺、外观漏液、衔接条好坏、环境、温度等并判别电池能否充足并详细记录。

〔3〕测系统全程压降Ｖ降。

〔4〕衔接蓄电池容量测试仪。

〔5〕按放电小时率设置放电参数。

〔6〕检查以上步骤无误后开场放电。

〔7〕放电终了后，关机，撤除测试仪负载线及采样线。并跟踪对蓄电池组充电。.三、核对性容量实验法

为了能随时掌握蓄电池组的大致容量，进展核对性放电实验是必要的，其方法是：

在直流供电系统中，设置开关电源浮充电压47V，均充电压47.1V，让蓄电池对通讯设备供电，蓄电池组放电前后要测试每只电池的端压、室温暖放电时间、放出额定容量的30%—40%为止；

放电终了后，恢复电源设置，对蓄电池充电；

本卷须知：

上述几种蓄电池的容量实验方法，是日常维护中常用的方法，但无论哪种方法，在容量测试期间通讯平安都会遭到一定的要挟。

因此在做容量实验时要防止市电中断，备用发电组应处于良好形状.常见缺点分析1.安装时衔接松动危险

安装时衔接松动，将会能够导致蓄电池充电缺乏，放电时系统电压压降较大，呵斥通讯设备备电时间缩短，严重时引发火灾。长期充电缺乏导致蓄电池硫酸盐化，容量衰减。2.电池极柱旁有少量的白色结晶体

主要缘由是电池外表存在残留的电解液，而出厂时由于封装比较快，内部存有一定的水蒸气，从而在电池外表往往构成比较稀薄的硫酸膜，与极柱中的铅发生反响构成白色结晶体覆盖在极柱周围。判别该景象能否是电池漏液的方法：漏酸的位置首先擦净，然后涂摸少许的凡士林油，经过一段时间后依然存在该景象，属电池漏酸；假设没有那么电池不漏酸。三、蓄电池安装和维护管理.3.蓄电池失水干涸，引起失水干涸的缘由主要有两方面：

(1)消费工艺呵斥的：外壳资料水气浸透率高；壳盖与壳体密封不良，极柱与上盖密封不严；平安阀开阀压力低。以上三种工艺的缘由都会呵斥电池的失水，而最终导致干涸景象的产生。

(2)运用过程中不正确运用：

a、浮充电压过高、设有均充、大电流充放电、放电深度过大、过充、过放等均可导致电池的失水。

b、由a所呵斥的缘由使氧气无法及时得以复原，气体排出携带水分到电池的体外。

c、电池任务温度长时间过高。三、蓄电池安装和维护管理.4.电池均匀性差的缘由

1〕新运转的电池组电池内游离的电解液过多，且电液量不一致，氧复合效率低，电压偏高，有些电池充电缺乏，电压偏低。

2〕VRLA电池浮充电压确实定主要取决于电解液浓度和极板资料。如在制造过程中，电解液及极板资料不纯，或电解液浓度高低不等均会带来均匀一致性差的问题。

3〕少数电池的平安阀开阀压力过低，会使VRLA电池过早失水，电压上升也很快。

4〕在浮充运转中，串联电池组各电池间的形状是不同的，有些充电缺乏，端电压偏低的VRLA电池，假设遇到一次，两次深度放电，在恢复性充电时，短时间又很难恢复。长此下去，就会回充缺乏，而导致电池端电压偏向较大。

5〕针对电池电压不均采用平衡充电的方法来处理。三、蓄电池安装和维护管理.5.大电流充电对电池影响

普通说快充电和不控制充电器大电流充电会导致气体大量分散和蓄电池温度升高，气体可以从正极板上带下微小的活性物质颗粒使其软化变成泥浆状，导致蓄电池容量下降，部分软化的PbO2颗粒经过电流成对流迁移至负极板，荷正电的胶体颗粒被负极活性物质复原为PbSO4，极板边缘上的海绵状Pb生长也能会呵斥电池极板短路，在析气期间，添加了负板上产生的热量，这会使电解液浓度添加。导致氢的析出过电位降低而加剧析气，这样PbSO4转化为Pb的负极充电反响便遭到妨碍，充电更加困难。

三、蓄电池安装和维护管理.6.电池放电最初阶段电压下降

VRLA的放电主要分以下三分阶段。

a)、电池端电压由浮充迅速降至开路电压，此时电压大至由2.23V降到2.13左右，此过程是由浮充电压转为开路电压，并非实践开路放电电压，所以下降特别快。

b)电池端压由开路压开场稳步下降，普通正常情况下电池在2.06--1.80期间放电属平稳过渡期，电池端压稳步下降。

c)当电池到达终止电压1.80V，此时假设继续放电，那么放电速率加快，同时这期间也属于电池的过放电过程，假设发生了过放电，那么必需及时对电池进展补充电，否那么会导致电池内部硫酸盐化，恢复本来容量将带来很大困难。7.电池外表的纹理或裂痕产生的缘由

a)消费电池槽和盖脱模时所留下的缝合纹。留意缝合纹与一些划伤或裂纹非常类似，但纹理较浅，留意它们的区别。

b)人为损伤，电池有能够在搬运或运输的过程中出现人为的损伤，摔或磕碰等都能够呵斥电池出现裂痕或开胶，防止这种景象的发生应在搬运过程中留意轻拿轻放。三、蓄电池安装和维护管理.8.电池外表爬酸或极柱漏液

1〕蓄电池在参与电解液时能够因某种缘由注入过多的电解液，使之构成富液形状。

2〕电池在运转期间属用户运用不当，电池任务环境比较恶劣。如长时间过充电，频繁均充将导致平安阀频繁开启，内压升高从而出现冒气、爬酸等景象。判别该景象的方法：漏液的位置首先擦净，然后涂抹少许凡士林