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**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**要求。
國內(nèi)蓄電池生產(chǎn)廠家眾多,品牌也**過一千個,除了進(jìn)口品牌如松下、大力神、湯淺等這些**性大品牌之外,大部分是國產(chǎn)品牌和一些不**的美國品牌、中國香港品牌、閩臺品牌等等,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**和國內(nèi)的**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),雖然各大品牌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,定期深度放電較是無從進(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,**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**。
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**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*;
3、 電阻絲笨重且有紅熱現(xiàn)象,不安全且工作強(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**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**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。