阀控式铅酸蓄电池(共24页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上阀控式铅酸蓄电池第一节 主要性能参数铅酸蓄电池的电性能用下列参数量度：电池电动势、开路电压、终止电压、工作电压、放电电流、容量、电池内阻、储存性能、使用寿命（浮充寿命、充放电循环寿命）等。1、电池电动势、开路电压、工作电压当蓄电池用导体在外部接通时，正极和负极的电化反应自发地进行，倘若电池中电能与化学能转换达到平衡时，正极的平衡电极电势与负极平衡电极电势的差值，便是电池电动势，它在数值上等于达到稳定值时的开路电压。电动势与单位电量的乘积，表示单位电量所能作的最大电功。但电池电动热与开路电压意义不同：电动势可依据电池中的反应利用热力学计算或通过测量计算，有明确的物理意义

2、。后者只在数字上近于电动势，需视电池的可逆程度而定。电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池正极电极电势与负极电极电势之差。电池工作电压是指电池有电流通过（闭路）的端电压。在电池放电初始的工作电压称为初始电压。电池在接通负载后，由于欧姆电阻和极化过电位的存在，电池的工作电压低于开路电压。2、容量电池容量是指电池储存电量的数量，以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安时（Ah）或毫安时（mAh）。电池的容量可以分为额定容量（标称容量）、实际容量。（1）额定容量额定容量是电池规定在在25环境温度下，以10小时率电流放电，应该放出最低限度的电量(Ah)。a、放电率。放电率是针对

3、蓄电池放电电流大小，分为时间率和电流率。放电时间率指在一定放电条件下，放电至放电终了电压的时间长短。依据IEC标准，放电时间率有20，10，5，3，1，0.5小时率及分钟率，分别表示为：20Hr，10Hr ，5Hr，3Hr，2Hr，1Hr，0.5Hr 等。b、放电终止电压。铅蓄电池以一定的放电率在25环境温度下放电至能再反复充电使用的最低电压称为放电终了电压。大多数固定型电池规定以10Hr放电时（25）终止电压为1.8V/只。终止电压值视放电速率和需要而夫定。通常，为使电池安全运行，小于10Hr的小电流放电，终止电压取值稍高，大于10Hr的大电流放电，终止电压取值稍低。在通信电源系统中，蓄电池

4、放电的终止电压，由通信设备对基础电压要求而定。放电电流率是为了比较标称容量不同的蓄电池放电电流大小而设立的，通常以10小时率电流为标准，用I10表示，3小时率及1小时率放电电流则分别以I3、I1表示。c、额定容量。固定铅酸蓄电池规定在25环境下，以10小时率电流放电至终了电压所能达到的额定容量。10小时率额定容量用C10表示。10小时率的电流值为其它小时率下容量表示方法为：3小时率容量(Ah)用C3表示， 在25环境温度下实测容量(Ah)是放电电流与放电时间(h)的乘积，阀控铅酸固定型电池C3和I3值应该为C3=0.75 C10(Ah)I3=2.5 I10(h)1小时定容量(Ah)用C1表示，

5、实测C1和I1值应为C1=0.55 C10(Ah)I1=5.5 I10(h)（2）实际容量实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为Ah。3、内阻电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化与浓差极化。内阻的存在，使电池放电时的端电压低于电池电动势和开路电压，充电时端电压高于电动势和开路电压。电池的内阻不是常数，在充放电过程中随时间不断变化，因为活性物质的组成、电解液浓度和温度都在不断地改变。欧姆电阻遵守欧姆定律；极化电阻随电流密度增加而增大，但不是线性关系，常随电流密度的对数增大而线性增大。4、循环寿命蓄电池经历一次充电和放电，称为一次循环

6、（一个周期）。在一定放电条件下，电池工作至某一容量规定值之前，电池所能承受的循环次数，称为循环寿命。各种蓄电池使用循环次数都有差异，传统固定型铅酸电池约为500600次，起动型铅酸电池约为300500次。阀控式密封铅酸电池循环寿命为10001200次。影响循环寿命的因素一是厂家产品的性能，二是维护工作的质量。固定型铅电池用寿命，还可以用浮充寿命（年）来衡量，阀控式密封铅酸电池浮充寿命在10年以上。对于起动型铅酸蓄电池，按我国机电部颁标准，采用过充电耐久能力及循环耐久能力单元数来表示寿命，而不采用循环次数表示寿命。即过充电单元数应在4以上，循环耐久能力单元数应在3以上。5、能量电池的能量是指在一

7、定放电制度下，蓄电池所能给出的电能，通常用瓦时（Wh）表示。电池的能量分为理论能量和实际能量。理论能量W理可用理论容量和电动势（E）的乘积表示，即 W理=C理E电池的实际能量为一定放电条件下的实际容量C实与平均工作电压U平的乘积，即 W实=C实U平常用比能量来比较不同的电池系统。比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出的电能，单位分别是Wh/kg或Wh/L。比能量有理论比能量和实际比能量之分。前者指1 kg电池反应物质完全放电时理论上所能输出的能量。实际比能量为1 kg电池反应物质所能输出的实际能量。由于各种因素的影响，电池的实际比能量远小于理论比能量。实际比能量和理论比能量的关系可表示如下：

8、 W实= W理KVKRKm式中 KV电压效率； KR反应效率； Km质量效率。电压效率是指电池的工作电压与电动势的比值。电池放电时，由于电化学极化、浓差极化和欧姆压降，工作电压小于电动势。反应效率表示活性物质的利用率。电池的比能量是综合性指标，它反映了电池的质量水平，也表明生产厂家的技术和管理水平。6、储存性能蓄电池在贮存期间，由于电池内存在杂质，如正电性的金属离子，这些杂质可与负极活性物质组成微电池，发生负极金属溶解和氢气的析出。又如溶液中及从正极板栅溶解的杂质，若其标准电极电位介于正极和负极标准电极电位之间，则会被正极氧化，又会被负极还原。所以有害杂质的存在，使正极和负极活性物质逐渐被消耗

9、，而造成电池丧失容量，这种现象称为自放电。电池自放电率用单位时间内容量降低的百分数表示：即用电池贮存前（C10）（C10”）容量差值和贮存时间T（天、月）的容量百分数表示，即 第二节 影响阀控式铅酸蓄电池容量的因素一、放电率对电池容量的影响铅蓄电池容量随放电倍率增大而降低，在谈到容量时，必须指明放电的时率或倍率。电池容量随放电时率或倍率不同而不同。（一）容量与放电时率的关系对于一给定电池，在不同时率下放电，将有不同的容量，下表为华达GFM1000电池在常温下不同放电时率放电时的额定容量。放电率(hr)123458101224容量（Ah）55065675078885095210001044112

10、8（二）高倍率放电时容量下降的原因 放电倍率越高，放电电流密度越大，电流在电极上分布越不均匀，电流优先分布在离主体电解液最近的表面上，从而在电极的最外表面优先生成PbSO4。PbSO4的体积比PbO2和Pb大，于是放电产物硫酸铅堵塞多孔电极的孔口，电解液则不能充分供应电极内部反应的需要，电极内部物质不能得到充分利用，因而高倍率放电时容量降低。（三）放电电流与电极作用深度关系在大电流放电时，活性物质沿厚度方向的作用深度有限，电流越大其作用深度越小，活性物质被利用的程度越低，电池给出的容量也就越小。电极在低电流密度下放电，i100A/m2时，活性物质的作用深度为310-3m510-3m，这时多孔电

11、极内部表面可充分利用。而当电极在高电流密度下放电，i200A/m2时，活性物质的作用深度急剧下降，约为0.1210-3m，活性物质深处很少利用，这时扩散已成为限制容量的决定因素。在大电流放电时，由于极化和内阻的存在，电池的端电压低，电压降损失增加，使电池端电压下降快，也影响容量。二、温度对电池容量的影响环境温度对电池的容量影响较大，随着环境温度的降低，容量减小。环境温度变化1时的电池容量变化称为容量的温度系数。根据国家标准，如环境温度不是25，则需将实测容量按以下公式换算成25基准温度时的实际容量 Ce,其值应符合标准。Ce = Ct1+K(t-25)公式中：t是放电时的环境温度K是温度系数，

12、10hr 的容量实验时K = 0.006/，3hr 的容量实验时K = 0.008/，1hr 的容量实验时K = 0.01/三、阀控铅酸蓄电池容量的计算阀控铅酸蓄电池的实际容量与放电制度（放电率、温度、终止电压）和电池的结构有关。如果电池是以恒定电流放电，放电至规定的终止电压，电池的实际容量Ct=放电电流I放电时间t，单位是Ah。第三节 阀控铅酸蓄电池的失效模式一、干涸失效模式从阀控铅酸蓄电池中排出氢气、氧气、水蒸气、酸雾，都是电池失水的方式和干涸的原因。干涸造成电池失效这一因素是阀控铅酸蓄电池所特有的。失水的原因有四：气体再化合的效率低；从电池壳体中渗出水；板栅腐蚀消耗水；自放电损失水。（一

13、）气体再化合效率气体再化合效率与选择浮充电压关系很大。电压选择过低，虽然氧气析出少，复合效率高，但个别电池会由于长期充电不足造成负极盐化而失效，使电池寿命缩短。浮充电压选择过高，气体析出量增加，气体再化合效率低，虽避免了负极失效，但安全阀频繁开启，失水多，正极板栅也有腐蚀。影响电池寿命。（二）从壳体材料渗透水分各种电池壳体材料的有关性能见下表。从表中数据看出，ABS材料的水蒸气渗透率较大，但强度好。电池壳体的渗透率，除取决于壳体材料种类、性质外，还与其壁厚、壳体内外间水蒸气压差有关。 性能材料 数值水蒸汽相对渗透率（%）氧相对渗透率（%）机械强度拉伸强度（Mpa）缺口冲击强度（KJm-2）AB

14、S16.60.3521636.053PP1.00130402.26.4PVC4.224.41355522108（三）板栅腐蚀板栅腐蚀也会造成水分的消耗，其反应为： Pb + 2H2O PbO2 + 4H+ + 4e- （四）自放电正极自放电析出的氧气可以在负极再化合而不至于失水，但负极析出的氢不能在正极复合，会在电池累积，从安全阀排出而失水，尤其是电池在较高温度下贮存时，自放电加速。二、容量过早损失的失效模式在阀控铅酸蓄电池中使用了低锑或无锑的板栅合金，早期容量损失常容易在如下条件发生：不适宜的循环条件，诸如连续高速率放电、深放电、充电开始时低的电流密度；缺乏特殊添加剂如Sb、Sn、H3PO4

15、；低速率放电时高的活性物质利用率、电解液高度过剩、极板过薄等；活性物质视密度过低，装配压力过低等。三、热失控的失效模式大多数电池体系都存在发热问题，在阀控铅酸蓄电池中可能性更大，这是由于：氧再化合过程使电池内产生更多的热量；排出的气体量小，减少了热的消散；若阀控铅酸蓄电池工作环境温度过高，或充电设备电压失控，则电池充电量会增加过快，电池内部温度随之增加，电池散热不佳，从而产生过热，电池内阻下降，充电电流又进一步升高，内阻进一步降低。如此反复形成恶性循环，直到热失控使电池壳体严重变形、涨裂。为杜绝热失控的发生，要采用相应的措施：充电设备应有温度补偿功能或限流；严格控制安全阀质量，以使电池内部气体

16、正常排出；蓄电池要设置在通风良好的位置，并控制电池温度。四、负极不可逆硫酸盐化在正常条件下，铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶，在充电时能较容易地还原为铅。如果电池的使用和维护不当，例如经常处于充电不足或过放电，负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅，它几乎不溶解，用常规方法充电很难使它转化为活性物质，从而减少了电池容量，甚至成为蓄电池寿命终止的原因，这种现象称为极板的不可逆硫酸盐化。为了防止负极发生不可逆硫酸盐化，必须对蓄电池及时充电，不可过放电。五、板栅腐蚀与伸长在铅酸蓄电池中，正极板栅比负极板栅厚，原因之一是在充电时，特别是在过充电时，正极板栅要遭到腐蚀，逐渐被氧化成二氧化铅而失去板栅的作用，

17、为补偿其腐蚀量必须加粗加厚正极板栅。所以在实际运行过程中，一定要根据环境温度选择合适的浮充电压，浮充电压过高，除引起水损失加速外，也引起正极板栅腐蚀加速。当合金板栅发生腐蚀时，产生应力，致使极板变形、伸长，从而使极板边缘间或极板与汇流排顶部短路；而且阀控铅酸蓄电池的寿命取决于正极板寿命，其设计寿命是按正极板栅合金的腐蚀速率进行计算的，正极板栅被腐蚀的越多，电池的剩余容量就越少；电池寿命就越短。第四节 阀控铅酸蓄电池的使用和维护一、阀控铅酸蓄电池的使用（一）容量选择阀控铅酸蓄电池的额定容量是10小时率放电容量。电池放电电流过大，则达不到额定容量。因此，应根据设备负载，电压大小等因素来选择合适容量

18、电池。蓄电池总容量应按YD5040-97通信电源设备安装设计规范中的规定配置，计算如下： Q KIT1+（t-25）式中：Q-蓄电池容量（Ah）；K-安全系数，取1.25；I-负荷电流（A）；T-放电小时数（h）；-放电容量系数；t-实际电池所在地最低环境温度数值。所在地有采暖设备时，按15考虑，无采暖设备时，按5考虑；-电池温度系数（1/），当放电小时率10时，取=0.006；当10放电小时率1时，取=0.008；当放电小时率1时，取=0.01。（二）充电机的选择由于浮充使用和无人值守，要求使用阀控铅酸蓄电池的充电机具有如下功能：自动稳压 自动稳流 恒压限流 高温报警 波纹系数不大于5%故障

19、报警 浮充/均充自动转换 温度补偿（三）阀控铅酸蓄电池的安装1、安装方式阀控铅酸蓄电池有高形和矮形两种设计，高形设计的电池体积（高度）、重量大、浓差极化大，影响电池性能，最好卧式放置。矮形电池可立放、也可卧放工作。安装方式要根据工作场地与设施而定。2、连接方式及导线阀控铅酸蓄电池实际应用中，大电流放电性能特别重要。除电池本身外，连接方式和连接导线的电压降是至关重要的。（1）连接方式考虑1000Ah以上大电池大部分均用500 Ah1000Ah并联而成，连接线使用多，要贯彻 “多串少并，先串后并”原则。（2）连接导线根据电缆长度、电缆单位面积载流量标准、直流供电回路的全程压降小于3V的原则确定导线

20、的截面积，由此选取对应的电力电缆。（3）注意事项不能将容量、性能和新旧程度不同的电池连在一起使用。连接螺丝必须拧紧，脏污和松散的连接会引起电池打火爆炸，因此要仔细检查。安装末端连接线和导通电池系统前，应再次检查系统的总电压和极性连接，以保证正确接线。由于电池组电压较高，存在着电击的危险，因此装卸、连接时应使用绝缘工具与防护，防止短路。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。电池要远离热源和易产生火花的地方；要避免阳光直射。（四）运行充电1、补充充电与容量试验阀控铅酸蓄电池是荷电出厂，由于自放电等原因，投入运行前要作补充充电和一次容量试验。补充充电应按厂家使用说明书进行，各

21、生产厂并不完全一致。补充充电有两种方法：限流限压（恒流恒压）。即先限定电流，将充电电流限制在0.25 C10以下（一般用0.1 C100.2 C10）充电，待电池端电压上升到2.352.40V时，立即以2.352.40V电压改为限压连续充电，在充电电流降到0.006C10以下3小时不变，即认为充足电（充电完毕）。恒压限流充电。在2.302.35V电压下充电，同时充电电流不超过0.25 C10，直到充电电流降到0.006 C10以下3小时不变，就认为电池充足。补充充电后，进行一次10h率容量检查。2、浮充充电（1）浮充工作阀控铅酸蓄电池在现场的工作方式主要是浮充工作制，浮充工作制是在使用中将蓄电

22、池组和整流器设备并接在负载回路作为支持负载工作的唯一后备电源。浮充工作的特点是，一般说电池组平时并不放电，负载的电流全部由整流器供给。当然实际运行中电池有局部放电以及负载的意外突然增大而放电。 （2）浮充充电作用蓄电池组在浮充工作制中有两个主要作用：当市电中断或整流器发生故障时，蓄电池组即可担负起对负载单独供电任务，以确保通讯不中断；起平滑滤波作用。电池组与电容器一样，具有充放电作用，因而对交流成分有旁路作用。这样，送至负载的脉动成分进一步减少，从而保证了负载设备对电压的要求。（3）浮充电压的原则l 浮充电流足以补偿电池的自放电损失；l 当蓄电池放电后，能依靠浮充电很快地补充损失的电量，以备下

23、一次放电。l 选择在该充电电压下，电池极板生成的PbO2较为致密，以保护板栅不致于很快腐蚀。l 尽量减少O2与H2析出，并减少负极盐化。l 浮充电压的选择还要考虑其它的影响因素：电解液浓度对浮充电压的影响；板栅合金对浮充电压的影响。根据浮充电压选择原则与各种因素对浮充电压的影响，国外一般选择稍高的浮充电压，范围可达2.252.33V，国内稍低，2.232.27V。不同厂家对浮充电压的具体规定不一样。一般厂家选择浮充电压为2.25V/单体（环境温度为25情况下）,根据环境温度的变化，对浮充电压应作相应调整。（4）浮充电压的温度补偿浮充充电与环境温度有密切关系。通常浮充电压是指环境25而言，所以当

24、环境温度变化时，需按温度系数补偿，调整浮充电压。不同厂家电池的温度补偿系数不一样，在设置充电机电池参数时，应根据说明书上的规定设置温度补偿系数，如说明书没有写明，应向电池生产厂家咨询确定。如华达公司电池的温度补偿系数为-3mV/。3、均充的作用及均充电压和频率当电池浮充电压偏低或电池放电后需要再充电或电池组容量不足时，需要对电池组进行均衡充电，合适的均充电压和均充频率是保证电池长寿命的基础，对阀控铅酸蓄电池平时不建议均充，因为均充可能造成电池失水而早期失效，均充电压与环境温度有关。一般单体电池在25环境温度下的均充电压为2.35V或2.30V，如温度发生变化，需及时调整均充电压，均充电压温度补

25、偿系数为-5mV/。一般均充频率的设置，应为电池全浮充运行半年，按规定电压均充一次，时间为12小时或24小时。其它具体均充条件可参见蓄电池说明书。如果是电池放电后的补充电，则需采用限流限压或恒压限流的补充充电方法。二、阀控铅酸蓄电池的日常维护（一）维护检查工作阀控铅酸蓄电池并不是“免维护”，电池的变化是一个渐进和积累的过程，为了保证电池使用良好，作好运行记录是相当重要的，要检测的项目如下：1端电压。2连接处有无松动、腐蚀现象。3电池壳体有无渗漏和变形。4极柱、安全阀周围是否有酸雾酸液逸出。同时也要定期对开关电源的电池管理参数进行检查，保证电池参数符合要求，开关电源的部分参数如下：（24只单体即

26、48V系统）例如：l 浮充电压：54.0V（单体2.25V）l 均充电压：56.4V（单体2.35V）l 浮充温度补偿：是 均充温度补偿：是l 浮充温度补偿系数：3mV/单体； 均充温度补偿系数：5mV/单体l 均充频率：180天；l 定时均充时间：12 小时l 高压告警电压：57V； 低压告警电压：44Vl 电池断路保护电压：43.Vl 转均充判据 ：电池容量：95%； 电池电压：49V 放电时间：10分钟l 转浮充判据 ：后期稳流均充时间：180分钟； 稳流均充电流：0.006 C10/组（二）补充电阀控铅酸电池组遇有下列情况之一时应进行充电：(1)浮充电压有两只以上低于2.18V只。(2

27、)搁置不用时间超过三个月。三、容量试验（一）核对性试验通信电源维护制度中，规定了由蓄电池组，向实际通信设备进行单独供电，以考查蓄电池是否满足忙时最大平均负荷的需要，这种放电制度，称为核对性放电。具体做法是：选择在最大忙时负荷情况，人为使整流器下调浮充电压设置或停电，让蓄电池单独向通信设备供电，实际负荷需要的电量，全部由蓄电池组承担，放电至该条件下（温度、放电率）蓄电池的终了电压时核算其输出容量。由于核对性放电前并不能确切知道蓄电池的保证容量，所以通常情况下放电终了对保障通信安全，风险太大，一般要求放出额定容量的30%-40%即停止放电。核对性放电在市电较好的局（站）内，蓄电池组输出容量满足实际

28、负荷0.51h供电即可，因此电池是以高的放电速率进行放电。在市电不可靠的局（站）内，电池组容量都选择比较大，所以其放电都是以较小的速率进行的。要注意的是，电池组对小负荷的供电，其放电过程中极化作用很小，超电势变化缓慢，因此放电过程端压变化甚微，所以不能用放电终了端电压的变化表征电池容量，只能通过监测实际放电量了解一般情况。需要特别指出的，核对性放电试验，除了检查蓄电池的容量是否满足忙时最大平均负荷的需要外，它还有检查直流放电回路是否正常的功能。如电池熔丝温升是否正常，连接条是否接触可靠，电池电流测量回路是否正常等。所以说，核对性放电试验是电池维护工作中最关键的一项内容，此项工作不做，蓄电池其它

29、维护工作做得再好也失去意义。（二）容量试验蓄电池的容量试验有多种方式：1、降低浮充电压法：这种方法是指浮充整流器上有一“放电开关”，当置于“放电开关位置时，整流器的浮充电压自动从54V降至48V，这时蓄电池的电压也立即从54V降到51.8V（蓄电池的电动势约为2.16V/只）然后从51.8V降至48V，这时可以从随机监视电压下降曲线上比较有无落后电池。2、在线放电法：这时只要调整浮冲电压设置或关闭所有的整流器，利用实际负载设备作负载，使电池马上从浮充状态转入放电状态，随后维护人员在旁观察，并记录某电池放电电压，电流（一般可以选择一小时或二小时放电时间），以放电总电压不低于45.6为准，随后通过

30、各个电池随机监测电压的变化来判断有无落后电池，且可通过放电电流乘以放电时间乘以放电子数（可查况相关生产厂商提供的数据资料）来计算大约的放电容量，并以此推断某电池组的性能是否良好。3、假负载放电法，采用这种方法放电只能将在用的某电池组单独取出一组使其脱离浮充工作状态，并接上各种形式的负载电阻作为放电时的假负载，然后可选择10小时率的放电电流（或3小时1小时率的放电电流）放电，并记录电池电压、温度等，最后以1.8V（10小时率）作为终了电压，随后通过记算可以算某电池组的实际容量容易是多少。（1小时率放电终止电压为1.75V/单体）密封蓄电池容量试验（假负载放电法）操作步骤：（1）电池组均衡充电（2

31、）电池组脱离浮充电路（3）电池组接入假负载（4）调整假负载开关，做电池组以10小时率电流放电。（5）每小时抄电池组总电压，单只电池电压，放电电流，室温。（6）电池组电压逐步下降，放电电流会减小；应及时调整放电电流，使之维持10小时率电流不变。（7）单只电池电压接近1.80V时，应密切注意电池电压，增加抄表次数。（8）电池组传一电池电压降至1.80V时立即中止放电。（9）拆开放电电路，测量电池组静态电压。（10）在监控模块上，设置浮充电压等于电池组静态电压。（11）把容量试验后的电池组按入浮充电路。（12）核查监控模块，使之对电池充电电流2.5I10。（13）调整监控模块的浮充电压，使之恢复到原

32、浮充值。（14）根据电池放电记录，核算电池放电容量。非标准温度，10小时率放电电流情况下，电池容量的测算：用公式C标称电池的标准容量CT电池在T温度时的容量例：电池温度15，标准容量1000AH。负载电流250A，核算电池容量。解：用公式G686.57AH即标算容量为1000AH的电池，在温度为15，以250A电流放电的状态下，其放出的容量为686.57AH。M的大小取决于Im/I比值和放电时间。Im非正常放电率的电流I10小时率放电电流在实际工作中，可用查表法计算蓄电池的实际容量。例：电池环境温度为10，标称容量1000AH，负载电流250A，试计算核对性容量试验应放电的时间。（放出标称容量

33、的40%）解：查表（蓄电池温度与容量的关系）：10时，蓄电池实际容量为85%； 查表（蓄电池放电率与容量的关系）：250A时，蓄电池实际容量为75%；由上述查表数据，得到在该环境下，蓄电池保证容量为1000*85%*75=6375AH核对性容量试验放出容量=6375*40%=254AH放电时间=254/250=1小时（近似）必须指出：在核对性容量试验放电之前，我们并不能完全确定蓄电池完好。为确保供电安全，容量试验时，使整流器处在开机状态，把浮充电压调低到略低于正常放电时的电压。一旦电池异常，整流器会自动供电。蓄电池电压值可通过查表确定。如上题中，查表得蓄电池放电一小时端电压是1.99V，则浮充

34、电压设定在1.98*24=47.5V蓄电池实际容量与放电率的关系电池放电率Im/IM1/M1011.001.0091.101.030.9781.241.070.9371.401.110.9061.421.140.8951.661.200.8342.001.280.7832.501.340.7523.001.580.611.53.801.720.581.254.501.850.5415.041.960.51 蓄电池实际容量与温度的关系第五节 接入网蓄电池维护近年来，接入网发展迅速，在电信网全网数字化、少局所、大容量、广覆盖网络的建设中，在解决城市网管紧张及网络基础建设延伸等方面发挥着重要作用，使

35、其需求保持着近40%的年增长率。蓄电池对于接入网直流供电系统的质量和可靠性具有举足轻重的作用。由于它属于易耗品，有其使用期限，一方面要求用户加强对蓄电池的维护管理，延长使用寿命；一方面要求在蓄电池接近寿命终止前及时更换，保证系统正常工作。实际使用中常见的蓄电池问题主要表现为：容量不足、电池组充放电过程一致性差、电池寿命过早衰减、漏酸等现象。本节通过对上述问题的分析，对接入网蓄电池的选配方向进行了有益的探讨。一、接入网设备蓄电池的配置接入网-48V直流电源系统一般采用单组4只12V100Ah或12V50Ah电池，设计容量介于50300Ah，存在多组电池（每组4只电池串联）并联情况，如ONU-51

36、2线容量的机型负载电流平均为67A，。蓄电池 放电终止保护电压为43.2V。接入网设备应用范围广泛，使用环境往往差别较大，如省会及中心城市接入网用于新建小区、高档楼宇等，使用环境一般都配备空调，环境温度基本在30以下；而农村地区一般为自然使用环境，冬季低至0以下，夏季高达45以上，对配套蓄电池的温度适应性提出了较高要求。二、常见问题分析1、12V系列蓄电池现状12V系列蓄电池的主要应用领域为UPS系统，设计使用寿命一般为35年，从蓄电池内部结构来看，提供设计使用寿命为68年与35年的蓄电池没有本质区别。其中UPS配套产品中知名度较高的品牌如Dynasty、Yuasa、Deka、松下等产品常常用

37、于接入网系统。2、蓄电池容量蓄电池的容量与放电电流、环境温度密切相关，在终止电压一定的情况下，放电电流越大，电池可放出的容量越小。以12V100Ah电池为例，以20小时率电流5A放电，终止电压1.8V/单格，放出容量可达100Ah，若以10A放电时，电池放出容量一般不足90Ah。电池选型还需考虑使用环境温度，一般来讲，温度每下降1，容量下降0.6%。如果在选配电池时，把20小时率容量的电池按10小时率容量来计算，所选电池容量将达不到设计要求 。另外，在停电频繁地区，若电池尚未充满电即又进入放电状态，也会产生容量不足的现象。在这种情况下，提高充电电压（均衡充电），及时将电池充满电，可保持电池容量

38、，但蓄电池长期处于充电不足状态会造成蓄电池无法恢复而失效。3、蓄电池实际使用寿命与厂家提供的数据相差悬殊UPS用途的12V系列蓄电池设计使用寿命一般35年，图1为Yuasa电池浮充寿命特性图。试验条件为：环境温度2022，浮充电压2.275V/单格，每3个月以0.25C放电至1.7V/单格做一次容量试验。设计使用寿命68年的蓄电池，实际使用寿命还没有出现过达到设计值的情况。 Yuasa电池浮充寿命特性图现在全国有400多大小生产厂家，鱼龙混杂，使用29个月的电池必然存在。我们了解几个UPS用户，他们反应VRLA只用3个月3年，没有超过3年的。目前国内的生产厂家所用的材料、技术参数区别不大，短时

39、间难以达到理想的水平。由此看来，蓄电池使用寿命不足3年的情况是大量存在的。蓄电池的设计使用寿命指的是一种特定条件下的理论值，如要求环境温度为2025，每个月总放电量不超过额定容量；而蓄电池实际寿命与使用条件密切相关，环境温度、放电深度和断电频度等因素都对蓄电池实际使用寿命都有着不同程度的影响，具体分析如下：（1）温度。高温使用环境是使蓄电池实际寿命不能达到设计寿命的最主要原因。电池温度每升高10，恒定电压下的充电电流接受量将增加一倍。电池寿命受过度充电总累积电量增加的影响而缩短，高温时，浮充电流的增加，加快了过充电量的累积，同时也加快了板栅腐蚀速度和气体的生成逸出，缩短了电池寿命。温度与蓄电池

40、寿命的关系从上图可以看出，蓄电池使用温度每增加10，在恒定的浮充电压下，电池寿命会缩短50。低温使用环境同样会对蓄电池产生有害影响。蓄电池负极活性物质为绒状铅粒，充放电过程中，铅的溶解和结晶在电极反应过程中占重要地位，具有化学活性的PbSO4是一种直径为105103cm的斜方形晶粒，如在低温状态下放电，极易生成细微的晶粒（粒子大小在105 cm直径以下），这种粒子排列过于紧密，孔隙少，构成细微致密的PbSO4层，减小了充电过程电极反应面积，在停电较为频繁的地区，蓄电池会产生充电不足现象，长积的累计结果有可能导致负极板的硫酸盐化。（2）放电深度。放电深度是在相同放电倍率情况下，实际放电容量与额定

41、放电量的比率。放电深度越大，蓄电池使用寿命越短，下图为20环境温度下循环使用寿命与放电深度的关系。实际使用环境更为复杂，因此蓄电池的预计使用寿命只是一个大致的估算。 循环使用寿命与放电深度的关系（3）充电电压。蓄电池的使用寿命与其浮充电压有很大关系，浮充电压过高，会加速板栅腐蚀与电解液损失，缩短电池寿命；浮充电压过低则容易造成电池充电不足，影响电池容量。蓄电池的浮充电压必须随温度的变化而调整。浮充电压应随着温度的升高而降低，如果浮充电压保持不变，则浮充电流将会增加，正极极化增大，板栅腐蚀速度随之加快，从而导致电池寿命的缩短。反之，随着温度的降低，需要提高充电电压，否则会受低温影响而使电池充电接

42、受能力下降，导致电池充电不足，同样会缩短电池寿命。为减小温度对蓄电池寿命的影响，建议选用温度适应性较广的蓄电池。（4）过放电现象。过放电会使生成的PbSO4在充电时不能恢复为活性物质，从而导致电池容量下降。实际使用过程中，由于蓄电池提供负载的放电电流本来就较小，反应生成物晶核生长速度慢、数量少，放电时生成粗大的PbSO4（直径在103cm以上）晶粒，充电时很难在H2SO4溶液中溶解。即使放电电流较大，若放电至终止保护电压时仍继续放电，则会造成蓄电池过放电，导致PbSO4过量析出，再加上放电后不及时充电，久而久之，PbSO4粒子再生成新的集合体，变成粗大的颗粒，使充电发生困难，甚至完全丧失活性，

43、从而缩短了蓄电池寿命。 （5）充放电过程中，个别电池端电压不一致的问题蓄电池组的每只电池的端电压一致性对整组电池性能有着直接影响，蓄电池组中各个电池的开路电压最高值与最低值之差应60mV，浮充电压最高值与最低值相差应600mV。 当蓄电池处于浮充状态下，若个别电池电压小于13.2V，则电池内部存在短路的可能；当蓄电池深度放电之后，隔板内电解液游离Pb2 猛增，破坏了硫酸铅溶解与沉淀的平衡，使Pb2 在饱和H2SO4溶液中沉积为PbSO4的速率增加，导致在隔板内产生铅绒或弥散型PbSO4沉淀，造成正负极板微短路（又称为枝晶短路）； 而蓄电池极板伸延造成的短路也有可能出现，但一般通过改善合金配方和

44、结构设计可以有效避免这一情况。若个别电池电压大于14.5V，电池内部则存在单格失效的可能，其形成的主要原因为极群或串联连接存在虚焊、负极板极耳产生泥状或长期过放电造成硫酸盐化。因此，必须加强对蓄电池的日常维护，一旦发现蓄电池电压异常，必须立即采取有效的防范措施，如均衡充电或更换电池。（6）蓄电池漏液的问题。 蓄电池发生漏液事故，除了运输、搬运造成的机械损伤外，主要是由于制造缺陷引起的，如电解液注入量过多、密封不严、密封材料不合格或老化等。有些厂家在制造蓄电池过程中，在极柱周围涂抹了硅油，用来增强电池外壳的密封性能，在使用中极柱周围可能会有非酸性液体渗出，这属正常现象，不是漏液，应注意区分三、接

45、入网蓄电池选配原则不同电源设备对其配套的蓄电池要求不尽相同，通信设备所采用的蓄电池也有其特殊的要求，如设计寿命长、良好的深放电恢复性能、备电时间长、可靠性高、电池均一性好、浮充电压与设备相匹配、低倍率放电性能优等。而目前12V系列蓄电池通常是为UPS用途而设计的，较适应于高倍率短时间放电，下表为通信用途蓄电池与UPS用途蓄电池的对比。通信用固定型蓄电池与UPS用蓄电池比较表项 目通信用途电池UPS用途（普通型）电池1、依据标准符合YD/T799-1996标准JISC 8702-19952、设计取向针对8h以上长时间、小电流、深放电 的应用条件优化设计，强调深度放电恢复能力和电池可靠性UPS标准配置备用时间约15分钟左右，放电深度一般在20-30%之间，强调大电流放电性能3、制造成本较高较低4、设计寿命10年以上35年5、铅膏长寿命铅膏配方，循环寿命长，60放电深度可达900次以上大功率铅膏配方，提高铅膏孔率，提高电池大电流放电能力，但不适于小电流深放电情况，循环寿命短6、电池密封 方式一般采用高可靠性设计，一般采用2 层以