淺談VRLA電池的維護與測試方法

劉國生 張振杰 鞏銳

【摘要】 VRLA（閥控式密封鉛酸蓄電池）電池由于自身優(yōu)點在通信系統(tǒng)得到廣泛的應用，相比早期鉛酸蓄電池，VRLA日常維護要求更高，本文討論了在日常維護中VRLA電池運行的參數設置，詳細介紹了VRLA電池容量檢測方法，意在為VRLA電池的日常維護提供有意義的參考。

【關鍵詞】 VRAL 運行參數設置 容量檢測

一、前言

閥控式密封鉛酸蓄電池，即VRLA電池由于具有成本、原材料來源廣泛等優(yōu)點 在很多行業(yè)得到了廣泛應用。在通信系統(tǒng)中，VRLA電池作為備用電源被稱為直流系統(tǒng)的最后一道屏障，可見其在通信系統(tǒng)中的重要性[1]。

VRLA電池在應用初期曾被宣傳為“免維護”電池，這給用戶造成一定的誤解，實際上這是相比早期開放式鉛酸蓄電池定期加水、補酸、調整酸液比重等工作環(huán)節(jié)來講的[2]，在VRLA電池的日常使用中，對其維護的要求還比較高，因為這與電池的使用壽命、運行性能都密切相關。

二、VRLA電池運行的參數設置

對于電池的運行參數設置來說，其關鍵就是要保證電池放電時不過放；充電時又能保證及時被充足卻又不被過充。其中主要的參數如下。

2.1 浮充電壓

對于VRLA電池的浮充電壓 ，各生產廠家的規(guī)定略有差別，這取決于其各自的生產技術。因此，在設定浮充電壓時要根據廠家提供的數據。另外，電池的浮充電壓與環(huán)境溫度有很大的關系[3，4]，當環(huán)境溫度較高時，電池的充電電流會增大，造成充電容量大于電池自放電損失的容量，引起電池壽命縮短；溫度較低時，電池的充電電流變小，易造成電池充電不足。因此，浮充電壓要進行溫度補償加以調整，每只電池的補償系數設置為-3mV/度左右。

2.2 均充電壓

VRLA電池在長時期的運行或放電后，都要進行均衡充電[5]，以使電池在短時間內充足損失的容量，以利于下次放電。電池均衡充電時的充電電壓叫均充電壓，其設定值也以廠家規(guī)定的為基準，一般取2.35V/只 ，溫度補償系數為-5mV/度/節(jié)。

2.3 均充限流值

在電池充電時為了保護電池需要對充電電流進行限制，正常情況下充電限流值為0.1C10（A）。在特殊情況下，為了加快電池的充電過程 ，減小充電時間，可將充電限流值提高到0.25 C10（A）。

2.4 均浮充轉換條件

當VRLA電池放電后，電池需要從浮充轉換為均充狀態(tài)，否則電池可能在一定時間內不能被完全充足。據有關資料顯示，當電池100%放電后，如果用浮充電壓進行充電，則電池被完全充足至少需要一個月的時間。目前，開頭電源對電池的均浮充轉換有三種方式：第一種是根據電池的放電容量來判斷，當放電容量超過一定值時（如20%），下次來電時開關電源自動進入均充；第二種是根據充電電流的大小來判斷電池是否要轉入均充。如一般設置充電電流大于0.05C10（A），則開關電源進入均充狀態(tài)；第三種是定時方式，即每隔一定的時間（一般為3個月），電源設備自動按設定好的均充電壓及均充時間對電池進行充電。

2.5 放電終止電壓

為了保護電池，電池在放電時都需要設定最低的放電電壓，即終止電壓，而終止電壓與電池的放電電流（即設備負荷）密切相關，這就需要參閱廠家給出的電池放電率與終止電壓對應圖表去做出相應設置。

三、VRLA電池容量檢測

VRLA電池容量檢測分為定性檢測和容量檢測。定性檢測中常用的是依據端電壓和電導值來判斷，容量檢測有安時法、核對性測試兩種。

3.1 定性檢測

3.1.1 根據電池端電壓的一致性來判斷故障電池

根據國網電源維護規(guī)程的要求，一組電池的單體端電壓不允許超出電池平均單體電壓的±50mV，超出此范圍的電池可能由沒有正常充電或電池故障引起。但由于VRLA電池浮充電壓受電池內部自放電的影響，單體電池浮充電壓的偏移范圍較大，因此這種方法檢測的結果會存在誤差。因此經常出現過，浮充端電壓正常，而放電時電池不能放電的情況，所以這種檢測方法不能準確地判斷電池的好壞。

3.1.2 根據電池電導值判斷電池的好壞

因電池的電導值與電池容量有緊密的關聯性， 因此用電池的電導可以判斷電池的好壞。一般情況下，當電池浮充時的電導值大于等于其參照值的65%，可判斷為健康電池；而小于等于參考電導值的55%時，可判斷為故障電池。所以在實際測試過程中，可以選擇一組電池組的平均電導值作為參考值。電導測試雖然判斷范圍過大，不利于準確地判斷故障電池，但因其測試簡單，省時、省力，用于定性判斷電池好壞還是非常有效的。

3.2 容量檢測

3.2.1 安時法

所謂安時法，就是在一定的條件下對電池進行放電，根據放出容量的多少來判斷電池的好壞。安時法又可分為離線式和在線式兩種。

所謂離線式測量，是指蓄電池脫離通信系統(tǒng)，采用假負載進行容量檢測，這種方法的優(yōu)點是測試數據準確（反映測試當時的電池容量），但也存在操作復雜、風險較大的缺點，且無法預測電池組未來的容量和性能。

所謂在線式測量法，是指在實際運行中對蓄電池進行容量檢測。用這種方法放電的電流取決于負載，而負載電流無法自由調節(jié)。這種方法因蓄電池組始終未脫離系統(tǒng)，因此其操作方便、安全性高，缺點是放電電流受到限制，測試數據還需再進行容量換算，才具有實際意義。

3.2.2 核對性容量試驗法（即對比法）

將蓄電池組對實際負載進行在線式放電，蓄電池放電前后要記錄每只電池的端電壓、放電時間等，放出額定容量的30%-40%為止。然后根據記錄的數據作出放電曲線，留作以后再次測試時作為比較。這種方法相對簡單，但需要進行長期連續(xù)的跟蹤、對比，其測試數據才比較可靠。如果僅僅是通過核對性放電的曲線與標準曲線進行比較，由于每次放電電流存在差異，所以測試結果的可靠性會進一步降低。

通過以上比較可知，目前所常用的幾種VRLA電池測試方法中單獨的任何一種都難以準確、高效地確定電池的容量與好壞，只有針對不同的維護對象和所需維護目的，綜合利用上述測試方法，才能保證蓄電池的維護質量，確保通信系統(tǒng)的安全供電。

四、展望

要做好蓄電池的維護，傳統(tǒng)的方法是巡檢，在巡檢過程中重點注意蓄電池殼體外觀檢查、環(huán)境溫度的變化以及放電深度的控制。隨著智能電站的建設， 部分變電站已實現對蓄電池的遠程監(jiān)測。張志軍等[6]就對通信電源集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的構建做了較為詳細的介紹，通過實時監(jiān)測蓄電池組的各項性能指標，維護人員可依據檢測的數據較為準確地判斷蓄電池組或單體的運行狀況，采取及時有效的措施確保蓄電池處于良好運行狀態(tài)，保障電力通信設備的不間斷運行。

參考文獻

[1]李克民.蓄電池是通信電源技術維護工作中的重中之重[J].電信技術.2004，5，3-6

[2]周亞光.通信電源蓄電池組的日常巡檢和測試[J].電源技術.2007，3（31），244-246

[3]孟秋寧.移動通信電源中蓄電池組的運行與維護[J].無線互聯.2002.3.24-25

[4]馬宜靜.低溫對蓄電池容量影響的分析[J].電源技術.2011.28（4）.68-70

[5]李生廣.影響蓄電池壽命的主要因素[J].信息通信.2011.（112）.133-135

[6]張志軍，方萍。通信電源集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的構建[J].新疆電力，2006，3，56-59