南都电池的使用与维护.ppt

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1、南都电池的 使 用与维护 内容大纲 蓄电池原理 结构 失效模式 应用领域 电池的储存 参数设置 维护 使用与维护常见问题分析 蓄电池的原理和结构 1.定义 :一种能量的转换装置 .在充电时把 电能转化为化学能 ,在放电时把化学能转 化为电能提供给用电负载 . 2.电池的结构 : 电池的壳盖 安全阀 极拄 正极板 负极板 隔板 电解液 . 南都电池的剖面图 铅酸蓄电池各配件作用 1、板栅：支撑活性物质，传导电流 2、隔板：防止电池正负极短路，氧气复合的通道，以 及吸收电解液作用 3、电解液：提供反应离子及导电通道 4、极板：提供活性物质 5、槽盖：盛装极群和提供反应场所 6、极柱：传导电流，形成

2、回路 7、汇流排：汇集电流 8、安全阀：使电池保持一定的内压，防止电池变形或 者发生爆炸，防止外界的空气进入电池，防止电解液 挥发 正负电极的主反应 (双极硫酸盐化理论 ) 正 极： PbO2 + HSO4 + 3H+ + 2e PbSO4 + 2H2O 负 极： Pb + HSO4- PbSO4 + H+ + 2e 总反应： PbO2 + Pb + 2HSO4- + 2H+ 2 PbSO4 + 2H2O 正负电极的副反应 正 极： H2O 2e 2 H + +1/2 O2 （充电达 70%时） 负 极： 2 H + + 2e H2 （充电达 90%时） 总反应： H2O H2 +1/2 O2

3、 铅酸蓄电池充放电过程中的反应 VRLA电池密封原理 过 充 （正 极） H 2 O O 2 扩 散 充电 （负 极） P b S O 4 Pb + （ O 2 ） 同 H 2 SO 4 反应 反 应 P b O 氧循环原理图 （ G a s R e c o m b i n a t i o n ） （ HH 22 OO 111 / 222 OOO 222 HH 22 OO ） VRLA电池实现密封的条件 1.高孔隙率的 AGM隔板 ,为氧气的复合 ,提供气 体通道 . 电池极群的紧装配 ,装配压力在 40 60KPa之间 过量的负极活性物质 ,正 负极板的容量比 为 :1:1.11.2左右 高

4、纯度的无锑合金 ,提高析氢过电位 .(铅钙合金 ) 开闭阀可靠的安全阀 .开阀压 :315KPa,闭阀 压 :1035KPa之间 . 恒压限流的充电方式 . VRLA电池的主要失效模式 1.电池的干涸失效模式 .(电池的失水 ) 2.电池的容量过早损失 .(PCL现象 ) PCL-1是指界面的影响 :突然容量损失 (无锑效应 ) PCL-2是指正极活性物质的影响 :慢慢的容量损失 PCL-3是指负极的影响 :负极的无法再充电 (负极的硫酸盐 化现象 ) 3.热失控的失效模式 4.负极的不可逆硫酸盐化现象 5.板栅的腐蚀与伸长 . 6.正极活性物质的软化和脱落 . 蓄电池的应用领域 移动通讯系统

5、 ; 交换和传输系统 ; 无线电 广电系统 ; 太阳能和风能发电系统 ; 电力系统 (输变电系统 ); 航标和铁路系统 ; 紧急照明系统 ; 通讯专网和 UPS系统 ; 金融和石油化工领域 ; 动力系统 . 电池的储存 蓄电池在开路状态下储存，因为自放电容量有一 定的衰减， 3个月以后，剩余容量为 94%左右，随着时 间延长，损失愈发明显，不及时充电，可能产生不可 逆硫酸盐化，影响蓄电池寿命。 蓄电池储存 3个月后应进行补充电 ， 最长储存时间 不得高于 6个月。 环境要求：通风、常温、干燥、清洁 ,僻免阳光照 射 参数设置 浮充电压 均充电压 均充周期 浮充转均充条件 均充转浮充条件 复电均

6、充起始条件 (容 量转均充 ) 放电电流与容量的关系 放电电流越大，能够放出的容量越少，同时终止电压较低 充电方式 恒压限流 恒流充电 恒压充电 不同放电深度充电所需时间 放电深度 （） 恒流充电电 流（ A ） 恒压充电电 压（ V ） 充足电时间 （ h ） 0 1C 10 12 20 0 125C 10 2 35 10 0 1C 10 18 50 0 125C 10 2 35 16 0 1C 10 20 80 0 125C 10 2 35 18 0 1C 10 24 100 0 125C 10 2 35 22 推荐的开关电源参数设置 参数名称 一类到三类供电 四类及四类以上供电 浮充电压

7、（V ） 54 54 均充电压（V ） 56 .4 56 .4 充电电流（A ） 0 .1 C 10 0 .1 C 10 限流值（A ） 0 .1 5C 10 0 .2 C 10 高压告警值（V ） 57 .6 59 低压告警值（V ） 46 47 浮充电压温度补偿（m V / 只） -3 -3 均充电压温度补偿（m V / 只） -5 -5 高温告警（） 35 35 脱离电压( 二次下电 ) （V ） 44 45 复位电压（V ） 49 50 均充周期（天） 90 30 均充时间（h ） 24 24 浮充转均充条件（m A / A h ） 大于50 大于50 退出均充条件（m A / A h

8、 ） 小于5 小于5 影响阀控电池寿命关键因素 温度 循环次数 温度对电池寿命的影响 由于阀控密封铅酸蓄电池本身散热条件比较差 ， 热量积累的增加引 起恶性循环易造成热失控 。 当环境温度超过 25 时 ， 温度每升高 10 ， 使用寿命将减少一半所 ， 以当环境温度在非 25 时 ， 温度 每降低一度浮充电压应增加 3mv/只 ， 以防出现亏电现象 ， 温度每 升高一度 ， 浮充电压应降低 3mv/只 ， 防止过充电现象 。 采取这些 措施可以适当延长电池的寿命 。 寿命和环境温度的经验关系： t25 tT 2（ T 25） /10 其中： T为电池在实际运行时的环境温度； tT为在环境温度

9、为 T时 ， 电池的设计寿命； t25为在环境温度为 25 时 ， 电池的设计寿命； 以上公式在 10 40 范围内有效 。 循环次数与电池寿命的关系 电池在使用初期，容量上升，第 5-6个循环时容量达到设计容量的 100%， 以后随着循环次数的增加，容量将不断衰减，低于 80%额定容量，电池寿命终止 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 1 2 3 5 7 9 11 13 15 17 19 循环次数（次） 剩余容量 维护 设置 清洁 均充 紧固 测试 电池的安装和清洁注意事项 电池安装 :电池的安装顺序一定安图纸上的顺序 ,不能反极 ,螺丝一 定拧紧 ! 电池的螺丝

10、是 白色的内六角 ,铁架螺丝是 黑色的外六角 ,不要用错 两组电池并连时 ,四根电源线要等长 . 安装完的电池一定要测单体电压和总电压 ,检查连接的松紧 ,防止反 极和连接不紧 电池组不能离匝刀和开关很近 ,只少距离 1米以上 电池的清洁只能用湿的抹布搽 ,坚决不允许用有机的溶剂搽洗 (如 酒精 ),会导致电池的开裂报废 ! 新 旧电池组绝对不允许装在同一个基站里面 ! 比较封闭的基站要注意室内的通风 ,有利于氢气的扩散 ! 新电池安装完毕 ,开关电源的参数一定按照用户手册里面的要求 ,或 者电池厂家督导人员的要求设置 ! 新安装完毕的电池一定要进行均衡充电 .(均充充电 )! 基站内只有 1

11、组电池时 ,必须和开关电源里面的第一组电源线连接 , 请切记 ! 电池安装时 ,电池组配带的各种标签一定要 ,按照规范粘贴在电池上 面 . 电池需要均充的条件 1.新安装完毕的电池组 ; 2.全浮充运行 3个月的电池组 ; 3.储存或搁置时间超过 3个月的电池组 ; 4.浮充运行时有 2只电池电压低于 2.18V; 5.电池组放出额定容量的 5%的时候 . 电池维护过程中的 防高温 .在没有空调的使用环境中 ,要注意电池的通风和 散热 防过充 .主要指没有空调使用环境 ,要启用开关电源的温 度补偿功能 ,调节浮充电压 防止电池的过放 .避免电池的深度放电 ,造成活性物质的 不能还原 .低压报警

12、值应在 46V,电池的脱离电压不低于 45V 及时的给电池充电 .这里要根据用电环境和基站负载的 大小 ,及时的调整电池的均充周期 ,周期均充时间和停电 充电时间 ;有时根据开关电源的功能 ,调整浮充电压 均 充电压和限流点 ,以及电池的保护电压和复位电压等 . 测试方法 容量测试 内阻测试 电压测试 容量测试方法 离线测试 在线测试 智能放电测试 离线测试 脱离供电系统，使用假负载放电 优点 安全、可靠 可自由选择放电电流，数据准确 可进行深度放电 缺点 操作比较复杂 充电难度较大 注意事项 :放电前要了解用电情况 ,如果是 交换局或者模块局 ,首先要打书面报告 , 请上级领导批复 ,其次要

13、有应急预案 ,油 机要启动 ! 在线测试 不关断整流器，调整浮充总电压设置到 46V，由蓄电 池直接对真实负载供电。 绝对不允许关断整流器 ! 优点 方便操作 安全性高 缺点 放电电流受到限制 需进行容量换算 智能放电测试 采用智能放电负载，对蓄电池端电压变化随时进行跟 踪，能很方便的分析出蓄电池组的剩余容量。 优点 测试时间短 测试结果一目了然 缺点 要求高，需具备智能监控仪、假负载、原始数据和蓄 电池容量曲线 ,数据采集线 ,每只电池要连接 ,比较复杂 . 目前技术已经成熟 ，就是设备价格比较昂贵。 内阻测试 采用内阻仪或电导仪，测试单体电池的内阻或电导值， 与参考值，比较推算剩余容量。

14、优点 简单、方便、迅捷 测好不测坏，数据有指导意义 缺点 测试数据所受影响因素较多 ;测坏不测好 ,对单只明显 , 对正组落后的电池不好判断 ; 内阻值与容量的对应性很差 作为辅助的测试工具，特别是对移动基站的测试，是 十分有效的。 （二）使用与维护的常见问题分析 一、产品问题 二、基房起火 三、电池鼓胀 四、落后电池的判断 五、电池白色结晶问题分析 六、电压不均问题分析及解决措施 七、放电方式分析 八、基站电池容量不足的问题分析 九、维护工作中应注意的重要问题 一、产品问题 产品本身问题包含许多因素，诸如工艺设计的误差， 材料累积误差，人为操作误差等等。 电池作为一种化学性质的消费品，其质量

15、在使用中是 难免存在问题的。它毕竟只是一种能源设备，作为备 用电源是不能对它用太教条的标准去对待的，要从客 观的因素、多角度去考虑和分析。因为产生质量问题 的原因不是唯一的。 二、基房起火 基站遭到雷击造成起火事故 基站内的防雷工作做的不到位，引起火灾 基站内的防雷设备被盗，遭到雷击 蓄电池的连接松动，发热起火，案例 连接条松 动试验 .MOV 防雷器引爆或者熔化引起交流起火 蓄电池漏液引起起火事故 漏液起火 其他人为事故（电池防盗加固） 三、电池鼓胀 原因分析：过充、热失控、安全阀闭合的问题、电池 间隙过小 ,小电流放电等。 电池在强烈过充电情况下电池内部就会析出大量气 体，来不及从阀体排出

16、，从而电池内压过大，因为电 池是密封的，压力超过电池壳体材料耐压极限时就会 出现变形鼓胀（发现此种情况时，应该停止对电池的 充电，打开安全阀，让其自然泄气，同时检查开关电 源参数设置是否有误或者运行控制系统是否失控，及 时调整参数（电流、电压） 热失控是指电池的一种不稳定的运行状态，特定状 态下，电池内部产生热量大于散失的热量，造成电池 内部热量积累，电池温度上升，加速内部反应，内部 压力增大，热量增加温度生高，形成恶性循环，直至 电池损坏。 四、落后电池的判断（标准） 原因分析：过充、过放、电解液不足、电池本身的生 产缺陷、未按照配组要求安装电池等等因素。 、落后电池在放电时端电压就低，如果

17、连续次放电 的电压都是最低的，或者浮充电压长期低于 ，出现这种情况需要对电池组均衡充电 、两组同时放电，出现电池，或者电压相对较低 电池。同时要看整组电压是否均匀。 判断标准：放电结束，如果有电池电压落后，此时要 考虑当时的室内温度、电流大小、终止电压等情况。 五、电池白色结晶问题 原因分析：过充、运输、胶封生产控制不严灌 酸时酸液溅出等方面的原因造成假漏夜。 现象：一般情况下极柱四周有白色粉末状结晶，极柱螺 纹内有结晶，或者有其他现象。 真漏夜电池：极柱表面明显发黑，且有明显酸液渗出或 流淌。时间长久的就会有坚硬的结晶。 另：出厂新电池，在极柱铜芯面涂有导电油或者凡士林。 由于温差等其他原因

18、容易被认为是漏夜 六、 电压不均问题 (一 ) 一）浮充电压不均 原因分析：由于新电池刚使用，其硫酸饱和度较高，气体复合效率 差，运行一段时间后饱和度略微会下降，电池电压会慢慢的趋于 平均，这个时间一般要在个月内。因为每批电池所用材 料在质量数量及人为操作等误差累积，所处的环境也不一样等等 这些因素都会对电压不均造成影响。 导致电压不均主要由于电池内阻不同以及电池吸酸饱和度不 同两个原因而引起的。 、 内阻不同的原因：、部分电池存放时间长，充电不足。、 生产周期不同。、开关电源参数设置过高易导致电池间差异性 增大。、部分连接条接触不良致使电压不均。 、吸酸饱和度不同的原因：主要是由于电池达到浮

19、充平衡的时间 长短各异。电池平衡时的吸酸饱和度为，使用初期可能比 此值要高。使用到半年或到年后达到浮充平衡后会达到， 剩余作为氧 气复合反应通道。 二）均充电压不均 原因分析：主要原因是电池在储存使用过程中均有自 放电，这样会导致电池容量下降。一般情况下，电池 自放电很小，可以通过平常的浮充来弥补。但是不同 电池之间的自放电有所偏差，而整组电池是串联的， 这样会导致部分电池容量稍微偏低。在均充时，电池 容量相对充足的电池短时间就完全充足了，再继续充 电时电池内部产生较大的极化，从而电池的电压急剧 上升。因为总电压是限制的，由于部分电池电压的上 升造成电池充电电流下降，自放电相对大的电池充足 电

20、的时间也相对延长，其初始电压就偏低，随着时间 的延长，整组电池的均充电压会逐渐趋于均匀。 三 ）电压不均的解决措施 、 延长电池组的均充时间 ， 一般周期性均充时间在 24小时 ， 出现电压不均情况后 ， 最好把均充延长 24 个小时甚至还要长 。 这个时候容量相对不足的电池在较 长时间的充电后容量会恢复 ， 提高了单体电压 ， 并使原 先偏高的电压下降 。 、 对电池组进行放电 。 放电深度超过 ， 然后进 行充电 ， 这样有利于调整电池的电压 。 3、 由电池厂家技术人员上门服务解决电压不均 。 在解决电池电压不均的同时要注意对电池组均 、 浮 充电压值及均充周期时间的合理设定 。 七、放

21、电方式分析 、交换局的电池放电：需要制定放电方案 、普通基站放电： 、直接将交流电拉闸进行放电。放电前需作好相 关的检查工作（危险系数大）。 、用假负载放电。（操作麻烦，相对较安全）。 、在线放电：设定浮充电压值的方式最为安全。 、支局基站放电：放电前依然需要检查好各事项， 电池螺丝是否紧固，开关电源参数设置是否正常等等。 在满菏电状态下进行放电，要确保通信安全，建议启 动油机及检查开关电源输出是否正常。然后用假负载 一组组的放电。 八、基站电池容量不足的问题分析 1 、电池组长期累计充电时间不足 ： 电池组在运行阶段会因为每次放电时间的长短不同而 产生不同比列的放电深度，从而要求的充电时间（

22、充 饱）也不尽相同，具体时间要求请参考 放电容量比 列与充电要求时间表 附件 1。如果累计长时间的对蓄 电池组充电时间不足，就会造成蓄电池负极板的不可 逆硫酸盐化从而导致电池组或者个别单体容量锐减， 电池表现容量不足。 2 、 过放或者放电次数频繁： 电池组在运行阶段由于不可预见性的原因导致放电时 间过长，或者小电流长时间放电，而又没有及时完成 充电循环要求；或者电池组在一个阶段内由于市电经 常性停电而导致电池有间断的连续放电。蓄电池过放 电或者某段时间内放电次数频繁都将导致对电池活性 物质的高使用频率发生，对电池容量损伤较严重，有 过 1次这样的情况就会降低电池容量从而影响了整组电 池性能。

23、 3 、充电制度的不完善、参数运行有误差 有可能是由于开关电源的相关运行参数设置有 误差、在运行中有变化未能及时发现改正调整 而导致充电不足或过充而影响了电池容量下降。 比如开关电源的均充周期、均充时间、容量转 均充（复电起始均充条件）、浮充电压、均充 电压、电池标称容量、温度补偿功能启用等等。 4 、开关电源控制、均浮充转换功能失控 有的开关电源在电池组放电后，由于均浮充转 换功能失控不能完成对电池组的正常均充要求 而导致电池组整组容量下降。这种现情况对电 池容量损伤也是比较严重的，有过 2-3次这样的 情况就会大大降低电池容 量。 开关电源相关参数的设置门限值是否能满足电池的工 作需求。

24、5 、环环境温度失控、温度补偿功能未能开 启境温度失控、温度补偿功能未能开启 电池在使用情况下对温度的变化范围要求是比较严格 的，一般需要保持在 25度左右。如果温度每升高 10度， 而电池浮充电压保持不变，电池使用寿命就会减少一 半；同样温度降低对电池使用容量也有很大影响，蓄 电池长时间在温度低环境下运行，电池电压不能随温 度降低而提高，负极板会因为充电不足而产生硫酸盐 化现象，导致放出的容量就少，蓄电池在线使用时间 也会大大缩短。温度的高低影响着对电池的充电正常 与否，所以需要启用温度补偿功能。 6 、电池本身有一定的质量问题： 在实际使用运行中也不能排除电池本身的质量 问题。由于生产过程

25、控制不严及材料累积误差 等等因素也是引起质量问题出现的一个原因。 当然还不能排除在使用过程中其他隐性的客观 影响因素存在而导致电池容量下降。 九、维护工作中应主意的重要问题（一） 、蓄电池的使用环境：室温要求控制在摄氏度 左右，工作温度范围摄氏度之间，保持通 风、清洁无光照。因为电池一定的条件下，温度每升 高摄氏度时，寿命减少一半。 、市电的供应正常与否：不管断电与否，时间长短 如何都要保证电池不要有过放现象，同时要保证及时 充电。 、整流器的参数设置： 确保 浮充均充电压、均充 的频率和时间、转换均充判据、环境温度、温度补偿 系数、直流过压告警、欠压告警、充电限流值等值的 设置的正确无误 八

26、、维护工作中应主意的重要问题（二） 、蓄电池设备的容量配置问题：在我们的巡检工作 中发现，有些机房电池配置容量偏小，因为频繁的大 电流放电会使蓄电池寿命缩短，最好配置在 0 小时率较合适。 、蓄电池充电方法和注意事项：采取恒压限流方式， 以单体均充，限流在以下， 充电末期电流值在时连续小时不 变，就认为是充足了。要避免过充、过放和欠充现象 出现 、电池混用：严禁新旧、不同型号、不同厂家的电 池混用。 、电池紧固及检测：定期检查连接条紧固情况。电 池运行年后每年做次核对性放电测试（左右） 八、维护工作中应主意的重要问题（三） 、导致电池损坏的几种情况： 、电池深放电后，超过小时才补充电，将造成 严重损坏。 、电池深放电后，充电期间又停电，这种方式的未 充足又放电的现象，短时间内将使电池失去部分容量 从而出现早期容量损失而报废（年内）。 、均充电压失控或过高浮充电压设置过高，温度 过高都将导致电池寿命缩短。电压高会导致电池因失 水和板栅腐蚀而容量下降，引起电池报废 谢谢大家 !