1引言

蓄電池是系統可靠性依賴的最后環節，也是系統可靠性最薄弱的環節，很多重大事故的發生都起源于蓄電池的失效。只有重要系統才配備蓄電池后備電源系統。雖然有的蓄電池從安裝到指定退出運好象沒問題，實際情形可能是從未使用到該電池組放電，一旦需要蓄電池供電，而未能確認蓄電池是否能供電，那將會造成重大損失，甚至是災難性的。所以，對蓄電池的選購、驗收、測試、維護和保養絕對不能掉以輕心。

2蓄電池的選擇和規格

要使蓄電池系統具有較高的可靠性,首先要正確地選擇蓄電池，UpS與通訊用蓄電池在設計上就存在不同：有些蓄電池具有較好的循環特性；有些蓄電池適宜啟動；有些蓄電池適宜低溫環境；有些蓄電池適宜小電流放電等等。在挑選蓄電池時，了解各種蓄電池在工藝間上和使用上的差異是非常必要的，充分了解蓄電池的電性能和用戶本身對產品性能的需求。

用戶對產品的需求。例如后備電源系統容量需求、使用的頻率、使用的環境、主要用途、使用壽命、可靠性要求、瞬間放電率、整流器的規格和其他蓄電池相關性能的要求。

供應商的產品承諾。產品設計參數（蓄電池的型號、外觀尺寸、額定容量、額定電壓、重量、重量比能量、體積比能量、設計壽命、正負極板片數、正負極板厚度比、電解液密度、極板的類型、板柵的材料等）、產品電性能參數、產品的實際使用壽命、安裝使用環境、不同型號的性能和價格、不同種類的產品保修期等。

以全停電狀態時的放電容量計算，選擇合適的電池型號：

Cc=Kk·Cs/Kc

Kk—容量儲備系數，取1.25。

Kc—容量換算系數，對應于放電終止電壓為1.8V，查設計手冊蓄電池放電容量與放電時間的關系曲線。

Cc—事故全停狀態下，長時間放電容量。

蓄電池規格在IEEEStd.485中有相應的說明,用戶在確定了系統的循環壽命后,便可以比較容易地選定蓄電池的規格。在選擇適合使用的蓄電池的過程中，還要考慮下面的幾個因素：

Kt–溫度修正因素，使蓄電池能在預期的最低溫度環境中正常工作。

Kd–設計余量因素，使蓄電池可以對額外增加的負載進行補償。

Ka–老化因素，使蓄電池能夠滿足它的使用壽命。

3電池室的設計

電池室的布局及環境，會很大程度地影響系統可靠性和使用壽命，在設計時要考慮到以下幾點：

溫度控制：高溫會縮短蓄電池的使用壽命。在92F°環境中，蓄電池的使用壽命只能達到額定壽命的一半。低溫又會使蓄電池的容量減小，在62F°環境下，蓄電池要損失大約10%的容量。因此，電池室的溫度必須集中控制。最高與最低的溫度差應小于5F°。否則會使電池單體的浮充電壓不穩定。

維護用通道：電池室內必須留有過道，以供維護人員更換電池和進行清潔時使用。如果沒有留出這個通道，所有的養護工作都無法進行。如果機柜被塞得很滿，維護人員根本無法接觸到蓄電池的極柱端子。當蓄電池在三個月或更短時間內出現性能下降時，維護人員根本無法意識到問題的嚴重性。

安全性：安全方面要考慮的問題包括：酸霧排放口、機柜通風散熱、清潔用工具，采光效果以及方便出口。一般不要采用高于兩層的電池架。

4蓄電池的驗收及儲存

用戶必須按照正確的程序驗收和儲存蓄電池，以確保安裝和使用時的質量。以下是三個最重要的步驟：

（1）損壞檢查：在蓄電池交貨后，要立即進行檢查，以便用戶能迅速掌握損壞或部件缺失的情況。因為如果反映問題的時間太遲，不僅會加重損失，而且向廠商或供貨公司索賠也會很困難。

（2）在完成上述檢查以后，才可進行安裝。完成安裝后，進行充電，充滿電后再浮充72個小時，然后作完整容量測試。如果通過容量測試，蓄電池驗收才算完畢。

（3）驗收完畢后，蓄電池必須再充滿電，浮充72個小時后，測其內阻作為以后判別其性能的基值。如果內阻值都在平均值的±5%，則視為阻值匹配，超過平均值5%的蓄電池最好要求供應商更換，因為內阻值相差太多的蓄電池組壽命會受到影響。

儲存處應涼爽干燥，高溫和較快的自放電率會使蓄電池的內耗增加。

如果必須充電，如果蓄電池的儲存時間已超過六個月，用戶還不對它們進行升壓充電，那么多數的生產商所做的保證都將無法實現。如果蓄電池的儲存在高溫92F°環境中，這個時間將變為三個月。

5蓄電池組的安裝

安裝也是一個重要的步驟。因為這項工作好壞，會影響電池系統運行的可靠性。多數的用戶沒有意識到蓄電池的安裝工作的重要性。蓄電池安裝工作應該是由培訓過的人員或生產廠家來完成。許多蓄電池的損壞，都是由于安裝人員缺乏經驗造成的。

以下是安裝過程中會經常出現的一些損壞情況：

極柱密封發生泄露：原因有可能是在搬運電池時提拉極柱，或者是安裝電池間連單體的排列不整齊所致。由于電池被拉進安裝位置，使電池間連接器處于繃緊狀態從而使接器前，極柱和密封件之間發生擠壓，極柱密封發生的泄露必然會導致電池間連接器發生腐蝕。

外殼損壞：這是由于使用了未經認可的化學材料造成的。有些人員為了電池安裝上的便利使用了油基潤滑脂。安裝完畢后，再使用成份不明化合物清洗蓄電池，由于許多化合物會侵蝕殼體材料，因此，造成了蓄電池外殼破裂和電解液的泄露。

6蓄電池的使用

6.1使用溫度的影響：

（1)容量與溫度的關系：隨著環境溫度的升高，電池的容量在一定范圍內會增加。溫度過低會造成負極硫酸鹽化，溫度過高會加速電池板柵的腐蝕和電池水分的損失。

（2)浮充電壓與溫度的關系：不同溫度下的浮充電壓計算公式為VT=（2.2～2.27）-（T-25）×0.03。浮充電壓過高，浮充電流隨之增大，加快板柵的腐蝕速度，降低電池使用壽命；浮充電壓過低，電池不能維持充電狀態，引起硫酸鹽化，容量減少，降低電池使用壽命。

（3)均充電壓與溫度的關系:不同溫度下的均充電壓計算公式為VT=（2.30～2.35）-（T-25）×0.05。均充電壓需要隨環境溫度進行調整。具體的均充電壓以生產廠家為準。

（4)壽命與溫度的關系：T25=T設計×2(T實際-25)/10。溫度升高會損壞電池，降低電池的使用壽命。

6.2閥控蓄電池的充放電制度

（1)恒流限壓充電

采用I10電流進行恒流充電，當蓄電池組端電壓上升到（2.30～2.35V）×N限壓值時，自動或手動轉為恒壓充電。

（2)恒壓充電

在（2.30～2.35V）×N的恒壓充電下，I10～2I10充電電流逐漸減小，當充電電流減小至0.1I10電流時，充電裝置的倒計時開始起動，當整定的倒計時結束時，充電裝置將自動或手動地轉為正常的浮充電運行浮充，電壓值宜控制為（2.23～2.28V）×N。

（3)補充充電

為了彌補運行中因浮充電流調整不當造成了欠充，補償不了閥控蓄電池自放電和爬電漏電所造成蓄電池容量的虧損。根據需要設定時間（一般為3個月）充電裝置將自動地或手動進行一次恒流限壓充電恒壓充電浮充電過程。使蓄電池組隨時具有滿容量，確保運行安全可靠。

6.3閥控蓄電池的核對性放電

長期使用限壓限流的浮充電運行方式或只限壓不限流的運行方式，無法判斷閥控蓄電池的現有容量，內部是否失水或干裂，只有通過核對性放電，才能找出蓄電池存在的問題。

（1)一組閥控蓄電池

當系統只有一組電池時，不能退出運行，也不能作全核對性放電，只能放出額定容量的50%，在放電過程，蓄電池組端電壓不得低于2V×N。放電后應立即用I10～2I10電流進行恒流限壓充電恒壓充電浮充電。反復放充2～3次，蓄電池組容量可得到恢復。蓄電池存在的缺陷能找出和處理。若有備用閥控蓄電池組作臨時代用，該組閥控蓄電池可作全核對性放電。

（2)兩組閥控蓄電池

當系統具有兩組閥控蓄電池時，可先對其中一組閥控蓄電池組進行全核對性放電。用I10電流恒流放電，當蓄電池組端電壓下降到1.8V×N時，停止放電。隔1～2h后，再用I10～2I10電流進行恒流限壓充電恒壓充電浮充電。反復放充2～3次，蓄電池存在的問題也能查出，容量也能得到恢復。若經過3次全核對性放充電，蓄電池組容量均達不到額定容量的80%以上，可認為此組閥控蓄電池使用年限已到應安排更換。

（3)閥控蓄電池核對性放電周期

新安裝或大修后的閥控蓄電池組，應進行全核對性放電試驗。以后每隔2～3年進行一次核對性試驗。運行了6年以后的閥控蓄電池，應每年作一次核對性放電試驗。

6電池的維護

蓄電池的維護要求在IEEE文件1188（VRLA電池）中有清楚的說明，而且要由熟練人員按照標準上的要求來執行，任何嚴格執行IEEE標準的用戶，都會有一個可靠的后備電池系統。

維護工作中所牽涉到的最大問題就是人員安全，尤其是UpS中的高壓電池。不甚了解歐姆定律的不熟練人員，是不能從事高壓蓄電池方面工作的。許多新安裝的UpS系統使用了未經隔離變壓器，這樣會在電池串中每一個極柱端子上產生一個對地的交流高壓，再加上實際上已知沒有更多的空間去接近極柱端子。因此，UpS機柜內的安裝工作是極其危險的。

維護程序必須使用統一的數據測量和記錄方法，以便能對蓄電池做進一步的分析。同時，

推測出應被替換的電池，又可以用這些數據找出存在的問題，使系統存在的問題變得明顯，。保證后備電源系統的安全，同時為索賠提供必要的證據。

6.1日常維護內容：蓄電池每周應檢查下列項目：

（1)清除表面灰塵，需用不脫毛軟布或其他類似材料。（2)檢查連接處有無松動，發熱和腐蝕現象。及時清理，作好防銹措施。（3)電池殼體有無滲漏和變形。（4)極柱和安全閥周圍是否有酸霧逸出，密封閥控電池。（5)電池組浮充電壓。（6)每個單體浮充電壓，對低于2.18V時,應對該電池進行均衡充電。（7)每天檢查環境溫度，及時調整浮充電壓。最好使用帶有自動溫度補償的電源。準確數據需參考電池生產商提供的數據。

6.2季度和年度保養

6.2.1內阻及電阻測試

蓄電池內阻和單體模塊之間連接電阻，應每季度測一次內阻和連接電阻；對閥控電池使用4年以上，應將測試周期縮短一半。對測量的阻值明顯高于上一次或接近失效判定值，接近基值1.25倍時。測試周期應縮短為原來的一半或1/4達到或超過基值時，應做整組完整容量測試或掉電測試。對于整組電池的內阻平均值接近內阻接近達到或超過基值時，應做該單體的充放電測試。活化測試時，當單體內阻值超過基值50%以上時，應毫不猶豫地更換該電池。對無條件作容量測試或活化測試時，在系統安全條件許可下，利用系統作短時間，半小時左右的充放電實驗。再次測量其內阻，如超過失效限值，則應更換該電池。如無條件作上述測試，應立即更換內阻達到或超過失效值的單體。更換電池時要考慮內阻匹配的原則。在更換電池數較多，總數達到10%以上，而未能找到內阻較好匹配的電池時，應該考慮更換整組電池。

6.2.2容量測試

密封閥控電池至少每年做一次完整容量測試或深度放電測試。對整組內阻平均值等于或超過失效限值時，須做完整容量測試。對單體的內阻等于或大于失效限值時，必須做單體容量及活化。

6.3特殊保養

如果蓄電池組有過異常條件的經驗(如服務放電，過充或超高的環境溫度等)，那么應作一次檢測。以確認電池組未被損壞。檢查內容與年檢所要求內容一樣。

7測試

一個蓄電池系統是否能發揮作用，可以用以下幾種方法對它進行測試：

（1）容量測試：因為這是基于正規的理論所進行的測試，而且能確定蓄電池在壽命周期中所處的位置。新安裝的系統必須將容量測試作為驗收測試的一部分。

（2）掉電測試：這種方法是用實際的負載來測試蓄電池系統，通過測試的結果，可以計算出一個客觀準確的蓄電池容量。建議在測試時，盡可能地接近或滿足時間要求。如果一個使用VRLA電池的系統，在加載后無法保持原來的電壓，應考慮對它做全面測試。VRLA電池加入負載后，出現局部干涸，屬正常現象。但是如果端子上的電壓出現迅速下降，則說明能量已耗盡，蓄電池已無法支持系統的正常運作。

（3）測量內部歐姆電阻：內阻是電池狀態的最佳指示器。這種測試方法，雖然沒有負載測試那樣100%絕對，但測量內阻至少能檢測出95%以上有問題的蓄電池。負載測試是確定蓄電池性能的最好辦法，但是進行測試所需的費用非常昂貴。在必要情況下，測試內阻則是一個相對合理的折中方案。根據這個方案，VRLA應在每各季度測量一次內阻。

（4）閥控蓄電池在運行中電壓偏差值:

閥控式密封鉛酸蓄電池