VRLA-Batterie: Nutzungs- und Austauschstandards – Feldpraxis im UPS-Campus

1. Aktuelle Situation und Grundkonzepte

Die USV in einem bestimmten Park verwenden alle ventilregulierte Blei-Säure-Batterien (VRLA). Zu den Marken gehören Yuasa, Panasonic, Leoch usw. und der Gleichspannungsstandard der Einheit beträgt 12 V. Eine Batterie ist ein elektrischer Energiespeicher, der geladen und entladen werden kann und chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Blei-Säure-Batterien bestehen aus Pb (negative Elektrode) und PbO₂ (positive Elektrode), die in verdünnte Schwefelsäure (H₂SO₄) getaucht sind. Jede Zelle hat eine elektromotorische Kraft von 2 V.

2. Häufig gestellte Fragen

Flüssigkeitsaustritt:Um die Pole herum befinden sich weiße Kristalle, die Kupferadern/Verbindungsstreifen/Klemmen sind grün und zwischen den Tankdeckeln oder dem Ventilkörper tritt Elektrolyt aus.
Ausbeulung:Der Innendruck überschreitet den Grenzwert, wodurch das Sicherheitsventil versagt und die Gefahr eines Bruchs besteht.
Spannungsanomalie:Ein Penetrationskurzschluss („Lead Branch Bridging“) oder ein offener Stromkreis (fehlerhaftes Löten, verschlammte Sulfatierung der Sammelschiene) führt dazu, dass die Monomerspannung <2,1 V oder >2,5 V beträgt.
Tiefentladung:Wenn die Entladung über die Abschlussschutzspannung hinaus anhält, kann die PbSO₄-Ladung nicht vollständig wiederhergestellt werden und die Kapazität nimmt ab.
Vorzeitiger Kapazitätsabfall:Plattenversagen, Sulfatierung, Elektrolytmangel, Verschlechterung des Sicherheitsventils/Separators.

3. Umtauschbedingungen

1) Lebensdauer:Ein Austausch wird nach 5 Jahren Nutzung seit Verlassen des Werks empfohlen.
2) Innenwiderstandswert:Der innere Widerstand nimmt mit zunehmendem Alter zu; Beim Online-Laden und bei normaler Umgebungstemperatur (25 °C) wird der tatsächlich gemessene Innenwiderstand mit der Referenztabelle verglichen. Wenn ein einzelnes Gerät/ein Teil des Geräts die Norm erheblich überschreitet oder die gesamte Gruppe die Norm erheblich überschreitet und einen gefährlichen Wert erreicht, wird es ersetzt.
3) Aussehen:Wölbungsverformung, Undichtigkeit (der Tankdeckel ist gerissen oder durchdrungen und muss ersetzt werden, was leicht zu Erdschlüssen, Schmelzen und Brennen führen kann), Anschlusskorrosion oder Säureleckage (es entsteht ein hoher Verbindungswiderstand, und die Batterie und das Verbindungskabel müssen bei Beschädigung ausgetauscht werden).
4) Temperatur:Die ideale Arbeitstemperatur beträgt 21–27 °C; die Lebensdauer halbiert sich alle 10°C über 25°C; Wenn die Oberflächentemperatur 35 °C übersteigt, besteht die Gefahr eines thermischen Durchgehens und eine Zwangsbelüftung ist erforderlich. Wenn es nach dem Abkühlen erneut auftritt, muss es ersetzt werden.

4. Referenzwerttabelle für den Innenwiderstand neuer Batterien

Referenz für Innenwiderstand und Lebensdauer von Batterien mit gängigen Spezifikationen

Hinweis: Wenn die tatsächliche Kapazität während des Betriebs weniger als 80 % der Nennkapazität beträgt, wird die Lebensdauer beendet; Das Erhaltungsladen erfordert eine regelmäßige Lade- und Entladewartung, und häufige Benutzer sollten die Entladetiefe minimieren, um die Lebensdauer zu verlängern.

5. Bedingungen und Verhinderung eines thermischen Durchgehens

Drei Hauptauslösefaktoren und Verhinderung eines thermischen Durchgehens

Bildung:Die beim Erhaltungsladen erzeugte Wärme ist größer als die abgegebene Wärme und die Temperatur steigt → Ladestrom und Wärmeentwicklung steigen → die Temperatur steigt in einem Teufelskreis weiter an. Die Temperatur kann innerhalb von etwa 24 Stunden 60 °C oder sogar 100 °C+ überschreiten, was zu Elektrolytverlust, erhöhter Korrosion, Sulfatierung, Undichtigkeiten, Kurzschlüssen und sogar Bränden führen kann. Drei Hauptanreize: hohe Ladespannung, hohe Umgebungstemperatur und Umgebung mit schlechter Wärmeableitung.

Prävention:① Ladespannung: Erhaltungsladung bei normaler Temperatur (20–30 °C) 13,50–13,80 V/Abschnitt, die Wärme steigt plötzlich an, wenn 13,80 V überschritten wird; der effektive Wert der Welligkeit überschreitet nicht 1 %, P-P beträgt weniger als 4,5 % und der effektive Wert des Welligkeitsstroms überschreitet nicht 5 % der Kapazität; Die Wärmeableitung wird am Ende der Ausgleichsladung verstärkt und die Durchschnittstemperatur übersteigt 40 °C. Wenn die Umstellung auf Erhaltungsladung nicht möglich ist, muss sie manuell erzwungen werden; Bei seltenen Stromausfällen (<1 Mal pro Woche) kann die Ausgleichsladung ausgeschaltet werden. ② Umgebungstemperatur: Betrieb 20–30 °C, optimal 21–27 °C, achten Sie auf heiße Stellen im Batterieschrank. ③ Wärmeableitungsumgebung: Der Wärmeableitungsabstand zwischen den Batterien beträgt >1 cm, offene Regalanordnung, Belüftung im Batterieraum und die Klimaanlage startet automatisch, wenn der Strom eingeschaltet wird; Erzwungene Wärmeableitung, wenn die Durchschnittstemperatur des gesamten Sets die Umgebungstemperatur um 5 °C übersteigt, und der Ladevorgang stoppt, wenn die Temperatur 10 °C übersteigt. Es wird empfohlen, alle 3 Monate die Spannung und den Innenwiderstand zu überprüfen und veraltete Batterien rechtzeitig auszutauschen.

Anforderungen an die Batteriewärmeableitungsumgebung

6. Notwendigkeit des Austauschs

① Verbessern Sie die Geräteleistung:Stellen Sie die Laufzeit wieder her und verbessern Sie die Effizienz. ② Vermeiden Sie das Risiko eines Ausfalls:Reduzieren Sie das Risiko von Leckagen, Kurzschlüssen und Bränden. ③ Lebensdauer erhöhen:Vermeiden Sie eine häufige Wartung anderer Komponenten und kontrollieren Sie die Betriebs- und Wartungskosten. Durch die Standardisierung der Austauschbedingungen sowie der Verhinderung und Kontrolle von thermischem Durchgehen können die versteckten Gefahren eines überfälligen und überbegrenzten Betriebs beseitigt und die Sicherheit und Zuverlässigkeit der USV-Stromversorgung wirksam gewährleistet werden.

Weiterführende Literatur

• Wartungsfreie Blei-Säure-USV-Batterie: Zusammensetzungsprinzip und tägliche Wartungsliste
• Genaue Beurteilung und Einstufung von Ersatzstandards für Blei-Säure-Batterien: Intelligente Rechenzentrumsszene
• Batterieinnenwiderstandstest: Warum er das wirksamste Mittel zur Beurteilung des Gesundheitszustands ist