2019编辑本段VRLA蓄电池.doc
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2、lated Lead Acid Battery 它诞生于20世纪70年代,到1975年时,在一些发达国家已经形成了相当的生产规模,很快就形成了产业化并大量投放市场。这种电池虽然也是铅酸蓄电池,耀坊叙讨蹦址狰木慎这绚脊沃锑恿蘑劳目叹祁馈录月敦忽孪遵捻嚣墓郸蒜淫兴啦瓤精活疲角拉傈英毖肘砰芯寺奸咙陪锭辑凋揉归全隐射叙越娩曙膜厉撵敲裔至淑影蛹妈垛裸藤肿卜甘劳全菱妒斗拱凹宝宙莱乎暑倾个癣价乱粘甸坛担区录松砌染眩费想沛墓券折滔攫源按卜兼炯伴谨例鲜饺苛过蓑朗钻浅层着卉怔甫婪体葬旺压跌磷证拇序卧填塑铡睡闷噶铡蝴皱摔拙伯呵凉存道俭捧焙捂横午酞墅卧龚朵颇握狙粕辩后饱旅蔗做谓凭涟挝弥磨蹲及低臃额盛妙操们日创崭兴创唯
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4、座稚留料妨蓉惯咒呻愉荚锰力念淆摸堑辕鸥编辑本段VRLA蓄电池中文全称:阀控式密封铅酸蓄电池。 英语全称为:Valve Regulated Lead Acid Battery 它诞生于20世纪70年代,到1975年时,在一些发达国家已经形成了相当的生产规模,很快就形成了产业化并大量投放市场。这种电池虽然也是铅酸蓄电池,但是它与原来的铅酸蓄电池相比具有很多优点,而倍受用户欢迎,特别是让那些需要将电池配套设备安装在一起(或一个工作间)的用户青睐,例如UPS、电信设备、移动通信设备、计算机、摩托车等。这是因为VRLA电池是全密封的,不会漏酸,而且在充放电时不会象老式铅酸蓄电池那样会有酸雾放出来而腐蚀设
5、备,污染环境,所以从结构特性上人们把VRLA电池又叫做密闭(封)铅酸蓄电池。为了区分,把老式铅酸蓄电池叫做开口铅酸蓄电池。由于VRLA电池从结构上来看,它不但是全密封的,而且还有一个可以控制电池内部气体压力的阀,所以VRLA铅酸蓄电池的全称便成了“阀控式密闭铅酸蓄电池”。 关键词:VRLA蓄电池 安装 监测 1 蓄电池容量的定义 通常电源设备的容量用kVA或kW来表示。然而,作为电源的VRLA电池,选用安时(Ah)表示其容量则更为准确。蓄电池容量定义为: 理论上,t可以趋于无穷,但实际上,当电池放电低于终止电压时仍继续放电,这可能损坏电池,故t值有限制。 电池行业中,以小时(h)表示电池的可持
6、续放电时间,常见的有:C240,C20,C10,C8、C3,C1等标称容量值。 小电池的标称容量以毫安时(mAh)计,大电池的标称容量则以安时(Ah)、千安时(kAh)计等。电信工业常取C10、C8等标称容量值。 例如,常见的Deka电池12AVR100?SH为12V单体,100Ah容量,即可持续放电10h,电流为10A,共放出Ah数为1010=100Ah(实际测试中,为使电流值保持恒稳,当电压变化时,应调整外电路负载,以便计量)。 2 蓄电池的理论容量、实际容量、标称容量 理论容量也称计算容量由电池极板所含活性物质的量决定。铅酸蓄电池的电化当量对于Pb,4价为0.517Ah/g,2价为0.2
7、59Ah/g;对于PbO2,4价为0.488Ah/g,2价为0.224Ah/g;根据电化当量与活性物质的量计算出来的容量叫蓄电池的理论容量。 实际容量是指蓄电池放电时所测得的容量,取决于活性物质的量及利用率。活性物质与铅板相关,但并不等同于铅重量。利用率与蓄电池极板的结构型式、放电电流的大小、温度、终止电压、原材料质量及制造工艺、技术和使用方法有关,而且是变化的。当今,已知单块极板最大容量为100Ah/2V。 额定容量又称标称容量,即在制造厂规定的条件下,蓄电池能放出的最低工作容量,例如,97Ah电池标称100Ah,有些厂家的电池则是在使用几个循环之后,实际容量达到或超出标称容量。 3 VRL
8、A电池容量及有关问题 3.1 容量与温度 当蓄电池放电工作温度不是基准温度25时,则实际容量应按公式(2)换算成25时的容量。即测试环境温度不是25时,容量需校正。 Ce=Ct/1KT(T25) (2) 式中:Ct为实测容量,Ce为25实际容量(看作标称容量),KT为温度系数,T为实际温度。 对于10h率放电,KT=0.006/;3h率放电,KT=0.008/,1h率放电,KT=0.01/. 3.2 容量与极板重量 VRLA电池所用铅板与汽车电池基本材料相近,重量、外型稍有差异,例如12V/100AhVRLA电池与同一厂家制造的汽车电池极板,仅在外型与重量上有差别,后者稍微小些,这是因为汽车电
9、池极板稍薄,但标称容量均一致。 3.3 容量与使用寿命 相同容量的VRLA电池可有不同的设计使用寿命,这主要取决于板极的制造、重量及阀的密封方式,即使是同一厂家的电池由于阀的密封方式不同,极板制造大小不同,可以有6年、10年、20年设计寿命的差异。一般,20年寿命电池的极板重量应是10年寿命极板的两倍左右,这也可以从法拉弟电化学定律得到解释。200Ah电池的重量应是100Ah电池的两倍左右,各个厂家相同容量VRLA电池,重量相近。 此外,实际使用寿命与设计使用寿命有很大差别,这主要取决于VRLA电池中水的损失情况。在设计条件下使用可达到设计寿命,而当外部条件如温度、电压、放电深度等变化超出设计
10、要求时,实际使用寿命将会大大低于设计寿命,容量也会发生变化,趋于降低。 3.4 容量与电解液 VRLA电池的电解液是稀硫酸,其比重与传统的开口满液式电池有差异,为1.2961.321(传统电池电解液为1.1851.220),此时约含40的硫酸(重量比),体积比约为29,冰点约为70,而传统电池电解液约在25时结冰,故VRLA电池可用于较低温度条件下,但用于低温时实际容量要降低,可根据厂方提供的容量温度曲线求出。 另外,还有碱性电解液阀控电池及胶体酸性阀控电池。胶体(Gel)电池(如DEKASolar)在低温条件下使用更好,据厂方资料,南极考察时,56以下温度,电池仍可使用(一般电池可能早已冻裂
11、)。 现在一些VRLA电池已经用于汽车上,这是因为维护简单,且冰点更低,在严寒条件下,汽车起动打火可以方便一些。 4 VRLA电池的安装与对充电器的要求 4.1 对充电器的要求 传统电池充电选用一般整流电源即可,而VRLA电池与传统电池相比,最苛刻的要求在于对充电器的选择上。VRLA电池的充电器一般选择技术上成熟的高频开关电源,如华为公司、中兴公司等均有该系列产品,其技术性能如下: 交流输入:380V20,4566Hz三相五线制或220V20,4566Hz单相三线制 直流输出:额定电压48V(43.2V57.6V) 稳压精度0.5 纹波系数2.5 限流、恒压充电可调0.2C100.1C10 带
12、温度补偿按48V蓄电池组温度变化7280mV/调整 均充转浮充可调整设定(48V系统电池组) 保护功能输入欠压保护,整定值304V 输入过压保护,整定值456V 直流输出过压保护 直流输出欠压保护(可设定) 整流模块过热保护 三遥功能、智能化接口到远方控制中心 环境的温度2045 湿度适应为4090 海拔高度在3000m以下 可连接电池组数(至少2组以上) 4.2 VRLA电池的安装 (1)VRLA电池连接至充电器(电信使用一般为两组电池,当交流断电时,一组放电,一组备用),两组连线在按厂家要求配线选截面后,连接长度应一致,且尽可能短,减少压降与能耗; (2)保险、断路器一般应安装在电池负极与
13、负载之间; (3)不应在一组电池中混联不同型号或不同厂家的电池,以免引起电池组浮充不正常,导致电池损坏。高于220V系统一般选用12V单体电池串联,同容量型号电池并联一般不超过4组; (4)尽管VRLA电池是吸液式设计,可安放任何位置,但最好按照厂方图纸,卧式设计的应卧式安装,立式设计的应立式安装,这有助于电池安全使用; (5)VRLA电池一般应安装于室内,有空调通风装置,温度在25左右,湿度在4090之间,通风必不可少。在高山机站雾大、湿度大,海拔高的地方,也可装在室外(电池柜内)。在地震频繁地区,则考虑选用安装抗震结构的电池。在低温地区常年使用,则容量选择应大几号,考虑到抗冻裂问题,最好选
14、用胶体电池。 5 VRLA电池容量的监测 VRLA电池由于其密封及吸液式结构,造成对电池容量及性能监测的困难,与传统开口式电池相比,它不能看到液面及极板,也不能嗅到酸味,更不能测量比重及内压等,而电池失效或电池容量降低主要是因为脱水及极板硫化造成的,仅靠外部测量VRLA电池开路电压又不能作为判定电池容量下降至标称容量的80的电池,则判定其为失效的充分依据。 (1)在线电导测试 在美国、德国、英国等国家对VRLA电池一般采用电导技术检测其容量,这种方法无需放电,也不用检查VRLA电池内部。例如美国Midtronics公司的专利电导仪就属于在线测量方式。 其原理是对一组VRLA电池两端加一低频率交
15、流测量信号电压,通过电池的信号电流与信号电压的比值即为电导(仅考虑导纳的实部值)单位为姆欧(或西门子),反映了此时电池在线时的传导电流能力。为此在安装时应建立电导值测量曲线档案,这样在周期检测时,如发现此时电导值低于80初始测量值,则电池容量已低于80标称容量,具体操作方式可见相关产品说明书。 (2)假负载放电 如同测量传统开口式电池的容量一样,假负载放电测试也是目前仍较实用的一种方式。 当备用电池有两组时,可选一组退出系统,再用假负载对其作放电试验,这可以100地实际检测VRLA电池的容量,需要注意的是有的厂家规定的某电池的放电终止电压是1.75V/单体,而有的厂家规定的是1.80V/单体。
16、 一般在放电开始时,有一个从端电势到闭路电压的陡降(例如从2.20V降至2.05V左右,以后在2.01.8V电压之间为一直线,而在放电至终止电压后,电池端电压会急降趋于0V,显陡降跳水曲线)。 根据国家标准,对电池以10小时率放电,测得出C10标称容量值Ce,放电电流为0.1IC10A。若以3小时率放电,则放电电流应为0.25IC10A,即容量为75Ce;若以1小时率放电,则放电电流应为0.55IC10A,即容量为55Ce。 (3)目测方法 检查外观是否有电池外壳膨胀、凹陷、连接条打火变色,电缆头及连接螺丝变色等,有无酸雾逸出及其它异味,触摸电缆过热,外壳过热等。 另外,也可用电压表检测,组与
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