電信用VRLA電池的檢測研究——朱全印、胡京燕
2019-11-03 09:52:38
供稿：網(wǎng)友
電信用VRLA電池的檢測研究——朱全印、胡京燕摘 要 本文分析了電信部門使用VRLA電池的實際情況，實驗探討了幾種檢測手段，提出了比 較可靠的檢測方法。關鍵詞 VRLA電池 浮充電 電導 BSS系統(tǒng) 遙測 閥控式密封鉛酸蓄電池（VRLA）于199O年在電信部門投入實際運行，由于其無污染、少維護等特點，目前已全面取代了傳統(tǒng)電池。但近幾年各地廠商紛起，VRLA電池質量參差不齊，而早期運行的電池也已接近壽命終期，因此電信部門迫切需要找到檢測VRLA電池的合適方法。IVRLA電池的運行及影響因素 VRLA電池最初被認為是免維護的，同時安裝地大都是原傳統(tǒng)電池的安裝房，運行參數(shù)也習慣地沿用敞口電池的指標。我們在1998年7～12月對廣東省郵電系統(tǒng)VRLA電池的普查中發(fā)現(xiàn)，影響電池運行的因素主要有： ①電池選型配組； ②串并聯(lián)方式； ③安裝時連接電纜與螺釘?shù)乃删o； ④調試時浮充電壓值與均充電壓值的設定； ⑤電池外環(huán)境，如溫度、通風、電池有無過放過充； ⑤充電機紋波系數(shù)大小，是否有均充功能。 上述現(xiàn)象在85％的局站都不同程度地存在，也是造成VRLA電池單體之間容量衰減不齊的原因。傳統(tǒng)鉛酸電池由于是敞口式，富電液，可以通過調節(jié)硫酸比重來檢測及調節(jié)各單體電池性能。VRLA電池只能通過均充電來調節(jié)整組電池中個別滯后的單體，補充運行中浮充電的不足。對于運行中VRLA電池的充電程度、剩余容量、各單體之間容量差異，則不能直接測量，而這又是電信部門急需了解和掌握的。2 檢測方法實驗分析2.1容量放電法 容量檢測是電池在線或離線的情況下，以I10 電流對假負荷進行放電，當有一只電池端電壓先降至終止電壓值時停止放電，電池組的容量就以該電池的容量為代表。電池應每兩年做一次容量試驗，使用五年后宜每年一次，除此之外，應每年以實際負荷做一次核對性放電試驗，放出電池額定容量的3O％～4O％，通過積累數(shù)據(jù)，描繪每年的放電曲線，經(jīng)過比較和分析來判定運行中電池的容量。 容量試驗是檢測電池容量最直接、最可靠的方法，同時無論是在線還是離線進行檢測，都必須設置備用電源作為防范措施，以保證通信安全。但是，容量試驗因為電池組數(shù)多，放電時間長，放電后又要及時進行充電，所需的人力和電能消耗很大，對電池本身也有一定的損耗。同時操作過程中，在脫開和連接電池及假負載時，由于電位差的存在使得操作帶有危險性。2.2電池巡檢法 在放電狀態(tài)下對蓄電池組的各只電池的端電壓進行巡回檢測，找出端電壓下降最快的一只，將其確認為落后電池，再對此電池進行在線放電，檢測其容量，即代表該組電池的容量。在線測試電池的技術，是認為電池的浮充電流一般為3～5mA/Ah，相對于電池的十小時率電流而言是很小的，其誤差在5％以內。這種方法方便易行，但不能全面反映電池組每個單體情況。2.3電池溫度測量法 除去電化學反應的吸熱和放熱外，由于電池其內阻的存在，使得電池在充放電過程中，當有電流經(jīng)過時，電池內部會產(chǎn)生熱，這部分熱量會引起電池的溫度發(fā)生變化。在同樣電流的條件下，電池內阻不同，電池內部產(chǎn)生的熱量不同，電池的溫度就不同。電池溫度測量是在電池負極柱根部安置溫度傳感器，通過測量在線電池的溫度，找出溫度異常的電池。這實際上是將電池的阻值通過溫度間接地反映出來，避免了因接觸電阻而造成的誤差。研究表明：無論是恒流放電，或限壓恒流充電，或浮充狀態(tài)，荷電量最小的電池溫度為最高。該方法因其測試簡便和測試結果的直觀性受到一定的重視。2.4電導測量法 電導測量是向蓄電池兩端加一個已知頻率和振幅的交流電壓信號，測量出與電壓同相位的交流電流值，其交流電流分量與交流電壓的比值即為電池的電導。電導是頻率的函數(shù)，不同的測試頻率下有不同的電導值，在低頻率下，電池電導與電池容量相關性很好，一般測量頻率在2O～3OHz之間，對大容量電池，頻率要低于10Hz。電池的容量越小，電池電阻越大，電導值越小。電導測量需通過放電來記錄電池的電導隨其容量變化的曲線，根據(jù)電池廠家提供出廠電池的電導與放電的數(shù)據(jù)，以及電信部門日常定時檢測運行中電池的電導值，對照電導與容量的曲線查出電池實際容量。我們自1993年8月采用美國Midtron電導儀測試電池開路狀態(tài)下電導與容量的數(shù)據(jù)，自1995年起又采用Celltron PLUS電導儀，測試了 11個品種VRLA電池在浮充狀態(tài)和放電狀態(tài)下電導與容量的2萬多組數(shù)據(jù)，結果發(fā)現(xiàn)電導法能準確查出失效電池。2.5 BSS檢敘原統(tǒng) 檢測VRLA電池還有內阻法、放電曲線法、中點法及交流阻抗法等，它們或多或少地存在一些缺點，包括電導法也受到接觸電阻和交流雜散電流的干擾。因此，我們與美國Hawber公司合作開發(fā)出BSS檢測系統(tǒng)，通過采集每個單體電池的浮充電壓、充放電流、電池溫度以及電導值等數(shù)據(jù)，由電腦分析處理后再對比出當時電池的性能狀態(tài)。這個系統(tǒng)自1997年8月份運行以來，在查出滯后或失效電池方面準確性達100％，對比容量狀態(tài)可靠度達96％。該系統(tǒng)目前已在澳大利亞9O％的郵局使用。3 結論 （1）正確使用VRLA電池。遵照電池廠家提供的技術要求，設定電池的浮充均充值，防止電池組中滯后電池的產(chǎn)生，消除電池檢測的干擾因素。 （2） VRLA電池可檢測。借助計算機輔助技術，綜合監(jiān)測電池組中每個單體電池的電壓、電流、電導等數(shù)據(jù)，隨時掌握電池性能狀態(tài)，并結合交換機等設計做到遙測、遙控。
