克雷士蓄电池KSV100AH规格尺寸
蓄电池组中单节电池失效的检测及更换
为了减少通信台站发生“掉站”事故,通信部门采取了许多对策,但收效不大。在所有掉站事故中,电池组中单节电池失效是主要的原因。本文就电池组中失效电池的检测和实施更换的方法进行深入的论述。
1 通信台站蓄电池供电的容量分配关系
蓄电池组不能正常供电,通常是由于电池组中有单节电池失效造成的。按照现行电池容量下限是80%的标准,通信台站蓄电池的供电容量用于通信使用的只有40%～50%,交流电停电后,当蓄电池保有容量的80%～90%时,蓄电池组的端电压迅速降低到标称电压48V,每只有效供电电压只有2V,其关系如图1所示。从图中可见,有效供电电压只有一个电池的标称电压2V。如果电池组中有一个失效单节电池,就会很快造成掉站。通信部门下线的电池,通常一组电池只有1～2只失效电池。如果不能及时检测出失效单节电池,为了保障通信电源的可靠性,就要整组更换蓄电池,这不但增大了维护工作量,而且会造成大量电池被误报废。
图1 蓄电池电压和供电容量的关系
2 失效单节蓄电池的检测方法
在实际维护工作中,如何检测失效单节电池,并在失效前就发现故障电池,对保障设备安全运行和降低生产成本有重要的意义。目前使用的方法有以下几种:
(1)恒流放电检测法
这种方法检测精度高,但由于作业时间长,检测的工艺性差,难以在通信台站电池运行状态的巡检和普查中使用。
(2)电导式内阻法
这类检测仪由于没有电池容量合格值标准,操作者不能依据检测值对失效电池定位。这类检测仪检测电池时不对电池放电,没有电流流经电池极板,所以仪表显示值是蓄电池的静态内阻,不是电池的动态内阻。电池的失效都是因动态内阻增大造成的,用静态内阻不能表达动态内阻的技术内涵。市面上流行的电池电导类检测仪,由于检测数据没有采集供电电流参数,导致检测数据的偏差较大,可信度较低。电导仪检测得出的西门子数值,仪表销售商都不能提供仪表显示的数据与容量的对应关系。现行密封电池维护规程和标准中也没有用西门子表达的安全界限门槛值,在操作者手中电导仪实际上是一把没有刻度的尺子,维护操作中使用者难以用测量值决定电池的取舍。
(3)负载电压法
利用负载电压法制作的保有容量检测仪可以在线、便捷、快速、定量、无损的检测每只电池的实际供电能力，所以可定期检测电池的动态容量。用检测得出的数据掌握蓄电池的运行质量，可把蓄电池事故消灭在萌芽中，保障设备的安全运行。
负载电压法的原理是对被检测电池施加一个大功率的恒定电流负载,在特定的时间,锁定电流值和对应的电压值,测量过程由计算机控制。对一只确定规格型号的蓄电池,在不同的保有容量条件下,检测仪锁定的电压值是相对确定的,这种对应关系见图2。基于这种原理开发的蓄电池检测仪,可以快速检测蓄电池的保有容量。但是由于电池内部结构的差异较大,测量偏差较大,造成检测值偏差主要是由于电池内部物理结构和电化学结构的差异造成的。不过这种检测精度,对维护蓄电池组容量的均衡性已经达到了有效程度,并且兼顾了精度、效率和便携这三方面的要求。
图2 大电流负载下蓄电池的端电压和容量的关系
3 失效电池的安全替换方法
检测出失效电池以后，就要及时用合格备品替换。对电池的更换操作要在夜间0点以后进行，这在实际中不但会增加工作量，而且有许多不便。这种规定的理由是，在有通话业务的时候，不允许直流系统出现短暂中断，确保通信畅通。采用图3所示的方法，在任何时候更换电池，都能满足这个技术要求，图中的电池B是失效电池，备品电池是D。
图3 失效电池的替换方法
图3(a)是双极柱电池的替换。用一只6V100Ah的电池,先并联在A、C两个电池上,B电池被替换后,再拆除6V电池。图3(b)是4极柱电池的替换方法。用软连线先替换电池上的一对极柱,电池就位后,就可以先把上面一对极柱连结好,再把下部的连线复原。
4 负载电压法运用中存在的问题
(1)电解液浓缩对检测值的干扰
现在通信电源使用的密封蓄电池,实际上处于“免维护”状态。由于检修规程中没有补加纯净水的规定,在使用过程中电解液中的水不断散失,电解液的密度不断上升。电解液密度上升后对电池外特性的影响如图4所示。电池放电时端电压就不再沿着电池出厂时下方的曲线变化,而是沿着上方曲线变化。当用验证性放电检查得到电池的电压是K值时,按厂方提供的放电曲线,会判断电池的容量还有C3,实际上只有C2。
通常,蓄电池组在放电的时候,总电压从47V降低到46V,至少有1h的时间。在安徽淮南对使用3年电池的一次实际放电中,这段时间只有5min,这就是由于电解液的浓缩造成放电特性的变化。
同样,由于在电池内部与极板接触的电解液较多,用检测仪测量容量时短时间密度值下降较少,测量显示值偏高。实际放电时电压变化的曲线位置,是随失水程度决定的。
要消除这个干扰,首先要对电池进行补加水维护,等到电池内部电解液均匀后,再测量时这种偏差就消除了。
