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蓄電池放電測試儀的使用維護(hù)現(xiàn)狀和解決方案

一、目前UPS蓄電池的市場狀況
蓄電池生產(chǎn)屬重污染行業(yè)，其主要原材料是鉛和硫酸，生產(chǎn)過程會對從業(yè)人員和環(huán)境造成危害，全世界各國對這樣的產(chǎn)業(yè)有嚴(yán)格的限制，甚至西方一些發(fā)達(dá)國家根本不允許在本國生產(chǎn)，將其市場基地建立在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)。我國對蓄電池的生產(chǎn)同樣也有相應(yīng)的法律法規(guī)和嚴(yán)格的環(huán)保要求以及勞動保障要求。
國內(nèi)蓄電池生產(chǎn)廠家眾多，品牌也超過一千個，除了進(jìn)口品牌如松下、大力神、湯淺等這些國際性***之外，大部分是國產(chǎn)品牌和一些不知名的美國品牌、香港品牌、臺灣品牌等等，所有這些產(chǎn)品全部在國內(nèi)生產(chǎn)，由于它們所采用的原材料等級、配方、工藝、質(zhì)量管理各異，企業(yè)規(guī)模大小不一，因此造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。筆者參觀了許多正規(guī)的蓄電池生產(chǎn)廠家，其生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品設(shè)計、工藝流程、質(zhì)量管理、原材料采購、工人素質(zhì)等差異較大，因而它們生產(chǎn)出來的產(chǎn)品也各不相同。

大部分國際和國內(nèi)的知名品牌蓄電池的質(zhì)量都是可以信賴的，只有一些小規(guī)模的蓄電池生產(chǎn)廠家為了降低成本而偷工減料、以次充好，造成質(zhì)量不穩(wěn)定。由于蓄電池全部采用塑殼封裝，用戶無法直接看到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和采用的原材料，其次大部分用戶不具備蓄電池檢測的設(shè)備和手段，因此只能從外觀上加以鑒別，由此給了一些不法廠商生產(chǎn)冒牌品牌和偽劣蓄電池以可乘之機(jī)，雖然各***具備一定的防偽手段和市場監(jiān)督手段，但是這些不法廠商仍然能夠制造出可以亂真的產(chǎn)品，由此給用戶的選擇造成很大的困難。二、目前UPS蓄電池的使用和維護(hù)狀況
一般蓄電池設(shè)計壽命普遍為5年，然而有的蓄電池可以使用6－7年，而有的使用1年左右就開始出現(xiàn)問題。其主要是因為產(chǎn)品質(zhì)量和日常使用維護(hù)造成的，因此蓄電池的選擇和維護(hù)對其的使用壽命尤為重要。
UPS蓄電池的維護(hù)與一般低壓系統(tǒng)蓄電池的維護(hù)類似，當(dāng)引進(jìn)新電池時，要求工程驗收，進(jìn)行深度放電；當(dāng)新電池投入使用后，要求保持適宜的電池工作環(huán)境溫度，要求定期測量各電池端電壓，當(dāng)各電池壓差過大時，要進(jìn)行均充，要求定期對電池進(jìn)行試探性容量試驗或深度放電，以便檢查電池組的性能優(yōu)劣以及保持電池的活性。
但是實際運(yùn)用中，由于各種條件的限制，UPS蓄電池的維護(hù)很少有人完全按照上面所述進(jìn)行，首先新電池驗收，由于時間長，又無方便工具可供利用，有相當(dāng)多的人根本沒有做這一工作即將電池投入使用，據(jù)統(tǒng)計，在中國大陸約有95%以上的UPS電池缺乏必要的維護(hù)，這為日后UPS供電故障埋下隱患；其次，新電池投入使用后，由于一般UPS電池是裝在柜子里，測量、脫離都不方便，很少測量端電壓，定期深度放電更是無從進(jìn)行；依現(xiàn)有條件（98%以上的UPS電池沒有安裝監(jiān)控設(shè)備），廣大維護(hù)人員所能進(jìn)行的只有每隔一段時間，關(guān)閉市電讓UPS電池對實際系統(tǒng)放電一段時間，充其量只是讓電池組活化一下，以保持電池的活性，而對于電池的性能優(yōu)劣及各節(jié)電池的剩余容量等重要數(shù)據(jù)還是無從知曉。三、UPS蓄電池維護(hù)的必要性
在一個不間斷電源（UPS）系統(tǒng)中，可以說蓄電池是這個系統(tǒng)的支柱，沒有電池的UPS只能稱作穩(wěn)壓穩(wěn)頻（CVCF）電源。UPS所以能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷供電，就是因為有了蓄電池，在市電異常時，逆變器直接將蓄電池的化學(xué)能變成交流電能輸送出去，使用電設(shè)備得以連續(xù)運(yùn)行下去。
目前，中小型UPS電源中廣泛使用的免維護(hù)密封鉛酸蓄電池，超過UPS電源總成本的50％，有資料顯示，UPS的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，約有50%以上的UPS電源故障與UPS蓄電池有關(guān)。目前我國電力供給情況日趨完善，特別是城市，很少發(fā)生長時間停電現(xiàn)象，而且很多重要部門采用雙路供電和柴油發(fā)電機(jī)，確保了電力的供應(yīng)，這就使得人們放松了對UPS蓄電池的日常維護(hù)，大部分UPS蓄電池由于平時缺乏有效的維護(hù)，根本不清楚自己系統(tǒng)UPS蓄電池的健康狀況，從而造成一旦長時間停電而無法按設(shè)計延時進(jìn)行工作。另外一方面，用戶的負(fù)載在不斷地增加，功率密度越來越集中，從而UPS的負(fù)荷也相應(yīng)地增加，蓄電池延時不夠的問題就愈將突出。
UPS蓄電池的失效主要表現(xiàn)為端電壓不夠、容量不足或瞬間放電電流不滿足帶載啟動要求等。在使用不間斷電源系統(tǒng)的過程中，人們往往片面地認(rèn)為蓄電池是免維護(hù)的而不加重視。由此可見，加強(qiáng)對UPS電池的正確使用與維護(hù)，對延長蓄電池的使用壽命，降低UPS系統(tǒng)故障率，有著越來越重要的意義。四、傳統(tǒng)的UPS蓄電池測試維護(hù)手段
一般UPS電源對電池的要求：滿足一定的端電壓；電池應(yīng)具有在啟動放電瞬間就能輸出大電流的特性；滿足一定的容量，以保證逆變供電的時間。
1、萬用表測量電池的端電壓
實踐證明，用萬用表測量UPS電池的浮充端電壓是無法判定舊電池是否已經(jīng)失效。所以一般要離線或在線測量電池的端電壓，被測電池的端電壓為12V左右（對12V電池而言），*低不能低于10.5V。不足10.5V的電池即為欠壓或已經(jīng)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、測試UPS電池是否具有啟動瞬間輸出大電流的特性
UPS電源由市電供電向逆變供電的切換時間要求小于7ms,一般設(shè)計為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，也是不合格電池。UPS電池瞬間輸出大電流的特性只有在關(guān)閉市電才能測試，在不知道電池性能情況下有一定的風(fēng)險，一般是不進(jìn)行的。UPS電池瞬間不能輸出足夠大電流，一般是由于電池長期沒有放電造成，經(jīng)常放電或有定期放電的UPS電池基本上不存在此問題。
3、判別UPS電池的容量
傳統(tǒng)判別UPS蓄電池容量的方法與判別一般蓄電池的方法一樣，將整組蓄電池組脫離負(fù)載并上電阻絲，以八或十小時率恒流放電，然后以*先到達(dá)放電終止電壓的某一單體蓄電池的放電時間與電流，來推算其容量。
傳統(tǒng)的容量測試有下列缺點：
1、需將電池組脫離系統(tǒng)，增大系統(tǒng)死機(jī)風(fēng)險； 2、放電時間長，且需人工測試記錄，工作量大，此外UPS電池一般裝于箱式柜子里，測試工作也不是很容易； 3、電阻絲笨重且有紅熱現(xiàn)象，不**且工作強(qiáng)度大。五、 UPS蓄電池的正確使用與維護(hù)
除了選配正規(guī)品牌蓄電池以外，應(yīng)從以下幾個方面入手正確地使用與維護(hù)蓄電池：
1、保持適宜的環(huán)境溫度。影響蓄電池壽命的重要因素是環(huán)境溫度，一般電池生產(chǎn)廠家要求的*佳環(huán)境溫度是在20－25℃之間。雖然溫度的升高對電池放電能力有所提高，但付出的代價卻是電池的壽命大大縮短。據(jù)試驗測定，環(huán)境溫度一旦超過25℃，每升高10℃，電池的壽命就要縮短一半。目前UPS所用的蓄電池一般都是免維護(hù)的密封鉛酸蓄電池，設(shè)計壽命普遍是5年，這在電池生產(chǎn)廠家要求的環(huán)境下才能達(dá)到。達(dá)不到規(guī)定的環(huán)境要求，其壽命的長短就有很大的差異。另外，環(huán)境溫度的提高，會導(dǎo)致電池內(nèi)部化學(xué)活性增強(qiáng)，從而產(chǎn)生大量的熱能，又會反過來促使周圍環(huán)境溫度升高，這種惡性循環(huán)，會加速縮短電池的壽命。
2、定期充電放電。UPS電源中的浮充電壓和放電電壓，在出廠時均已調(diào)試到額定值，而放電電流的大小是隨著負(fù)載的增大而增加的，使用中應(yīng)合理調(diào)節(jié)負(fù)載，比如控制微機(jī)等電子設(shè)備的使用臺數(shù)。一般情況下，負(fù)載不宜超過UPS額定負(fù)載的60％。在這個范圍內(nèi)，電池的放電電流就不會出現(xiàn)過度放電。
UPS因長期與市電相連，在供電質(zhì)量高、很少發(fā)生市電停電的使用環(huán)境中，蓄電池會長期處于浮充電狀態(tài)，日久就會導(dǎo)致蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生大量的硫酸鉛，并吸附到蓄電池陰極上，形成所謂的陰極“硫酸鹽化”，結(jié)果造成了電池內(nèi)阻增大，電池化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。因此，一般每隔2－3個月應(yīng)完全放電一次，放電時間可根據(jù)蓄電池的容量和負(fù)載大小確定。一次全負(fù)荷放電完畢后，按規(guī)定再充電8小時以上。
3、利用通訊功能。目前，絕大多數(shù)大、中型UPS都具備與微機(jī)通訊和程序控制等可操作性能。在微機(jī)上安裝相應(yīng)的軟件，通過串/并口連接UPS，運(yùn)行該程序，就可以利用微機(jī)與UPS進(jìn)行通訊。一般具有信息查詢、參數(shù)設(shè)置、定時設(shè)定、自動關(guān)機(jī)和報警等功能。通過信息查詢，可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負(fù)載利用率、電池容量利用率、機(jī)內(nèi)溫度和市電頻率等信息；通過參數(shù)設(shè)置，可以設(shè)定UPS基本特性、電池可維持時間和電池用完告警等。通過這些智能化的操作，大大方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理。
4、及時更換廢/壞電池。目前大中型UPS電源配備的蓄電池數(shù)量，從3只到80只不等，甚至更多。這些單個的電池通過電路連接構(gòu)成電池組，以滿足UPS直流供電的需要。在UPS連續(xù)不斷的運(yùn)行使用中，因性能和質(zhì)量上的差別，個別電池性能下降、儲電容量達(dá)不到要求而損壞是難免的。當(dāng)電池組中某些電池出現(xiàn)損壞時，維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)對每只電池進(jìn)行檢查測試，排除損壞的電池。更換新的電池時，應(yīng)該力求購買同廠家同型號的電池，禁止防酸電池和密封電池、不同規(guī)格的電池混合使用。六、UPS蓄電池維護(hù)**解決方案
本方案由三個部分組成：蓄電池組容量監(jiān)測、單體電池充放電活化、蓄電池專用智能保護(hù)。
蓄電池組容量監(jiān)測：
可以在線監(jiān)測記錄UPS電池的浮充電壓、電流及充放電電壓、電流；記錄放電數(shù)據(jù)后即可判別電池組性能的優(yōu)劣、找出落后單體及給出每個單體的剩余容量。
單體電池充放電活化：
對于發(fā)現(xiàn)的落后單體電池，進(jìn)行充放電，以激活失效的活性物質(zhì)、降低內(nèi)阻、補(bǔ)償壓差并補(bǔ)充剩余容量，避免該落后單體進(jìn)一步惡化并影響到其它單體，即對電池進(jìn)行早期**及預(yù)防，對于無法補(bǔ)償?shù)膯误w電池及時進(jìn)行更換。
蓄電池專用智能保護(hù)：
鉛酸蓄電池專用智能保護(hù)是采用電子脈沖技術(shù)，對在用的鉛酸蓄電池進(jìn)行自動的日常維護(hù)保養(yǎng)的**代高科技技術(shù)。保護(hù)器對因極板上產(chǎn)生硫酸鉛鹽化而休克、疲勞、過草失效的鉛酸蓄電池亦有修復(fù)的功能。它巧妙地利用電池自身的能源來產(chǎn)生電子脈沖并反饋給電池，用電子的方法有效地防止電池穩(wěn)定的容量輸出，提高蓄電池的工作效率，從根本上改善鉛酸蓄電池的工作性能，大大延長蓄電池壽命，節(jié)約資金和能源，同時對環(huán)境保護(hù)也起到了積極的作用。
這三個過程互相配合進(jìn)行，解決了目前UPS蓄電池缺乏必要維護(hù)手段及工具等問題，不僅能為您測試電池性能，尋找落后單體，而且能幫您活化落后電池，對電池進(jìn)行早期**,有效預(yù)防故障的發(fā)生。

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