Стандарты эксплуатации и замены VRLA-аккумуляторов: полевая практика на кампусе ИБП

1. Текущая ситуация и основные понятия

Во всех ИБП в определенном парке используются свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием (VRLA). Эти бренды включают Yuasa, Panasonic, Leoch и т. д., а стандартное напряжение блока постоянного тока составляет 12 В. Аккумулятор — это устройство хранения электрической энергии, которое можно заряжать и разряжать и преобразует химическую энергию в электрическую. Свинцово-кислотные аккумуляторы состоят из Pb (отрицательный электрод) и PbO₂ (положительный электрод), погруженных в разбавленную серную кислоту (H₂SO₄). Каждая ячейка имеет электродвижущую силу 2В.

2. Часто задаваемые вопросы

Утечка жидкости:Вокруг полюсов имеются белые кристаллы, медные жилы/соединительные полосы/клеммы зеленые, имеется утечка электролита между крышками бака или корпусом клапана.
Выпуклость:Внутреннее давление превышает предельное значение, что приводит к выходу из строя предохранительного клапана и риску его разрыва.
Аномальное напряжение:Короткое замыкание на проникновение («перемыкание выводной ветви») или обрыв цепи (неправильная пайка, мутная сульфатация шины) приводит к тому, что напряжение мономера становится <2,1 В или > 2,5 В.
Переразряд:Если разряд продолжается за пределами напряжения защиты завершения, заряд PbSO₄ не может быть полностью восстановлен, и емкость снижается.
Преждевременное снижение мощности:Выход из строя пластины, сульфатация, истощение электролита, износ предохранительного клапана/сепаратора.

3. Условия замены

1) Срок службы:Замена рекомендуется через 5 лет использования с момента выпуска с завода.
2) Значение внутреннего сопротивления:Внутреннее сопротивление увеличивается с возрастом; при зарядке онлайн и при стандартной температуре окружающей среды (25°C) фактическое измеренное внутреннее сопротивление сравнивается со справочной таблицей. Если отдельный блок/часть блока серьезно превышает стандарт или вся группа серьезно превышает стандарт и достигает опасного значения, он будет заменен.
3) Внешний вид:Выпуклая деформация, утечка (крышка бака треснута или повреждена и ее необходимо заменить, что может легко вызвать замыкание на землю, плавление и возгорание), коррозию клемм или утечку кислоты (образуется высокое сопротивление соединения, при повреждении аккумулятор и соединительный кабель необходимо заменить).
4) Температура:Идеальная рабочая температура – ​​21–27°C; продолжительность жизни уменьшается вдвое на каждые 10°C выше 25°C; если температура поверхности превышает 35°C, существует риск температурного неконтроля и необходима принудительная вентиляция. Если после остывания оно повторяется, его необходимо заменить.

4. Таблица справочных значений внутреннего сопротивления новых аккумуляторов

Справочник по внутреннему сопротивлению и сроку службы батарей с общими характеристиками.

Примечание. Если фактическая мощность во время работы составляет менее 80% номинальной мощности, срок службы будет прекращен; Плавающая зарядка требует регулярного технического обслуживания при зарядке и разрядке, а частым пользователям следует минимизировать глубину разряда, чтобы увеличить срок службы.

5. Условия и предотвращение теплового разгона

Три основных провоцирующих фактора и предотвращение температурного неконтроля

Формирование:Тепло, выделяемое во время плавающей зарядки, превышает рассеиваемое тепло, и температура повышается → зарядный ток и тепловыделение увеличиваются → температура продолжает расти, образуя порочный круг. Температура может превысить 60°C или даже 100°C+ в течение примерно 24 часов, что приведет к потере электролита, повышенной коррозии, сульфатации, утечкам, короткому замыканию и даже возгоранию. Три основных стимула: высокое зарядное напряжение, высокая температура окружающей среды и плохое рассеивание тепла.

Профилактика:① Напряжение зарядки: Плавающий заряд при нормальной температуре (20–30°C) 13,50–13,80 В/секцию, при превышении 13,80 В резко возрастает нагрев; эффективное значение пульсаций не превышает 1%, P-P составляет менее 4,5%, а эффективное значение пульсаций тока не превышает 5% мощности; рассеивание тепла усиливается в конце уравнительной зарядки, а средняя температура превышает 40°C. Если невозможно перевести на плавающую загрузку, ее необходимо принудительно запустить вручную; если отключения электроэнергии нечастые (<1 раза в неделю), уравнительную зарядку можно отключить. ② Температура окружающей среды: рабочая 20–30 ℃, оптимальная 21–27 ℃. Обратите внимание на горячие точки внутри батарейного шкафа. ③ Среда рассеивания тепла: зазор между батареями составляет >1 см, открытая полка, вентиляция в аккумуляторном помещении, кондиционер запускается автоматически при включении питания; принудительный отвод тепла, когда средняя температура всего комплекта превышает температуру окружающей среды на 5°С, а зарядка прекращается при превышении температуры 10°С. Рекомендуется проверять напряжение и внутреннее сопротивление каждые 3 месяца и вовремя заменять устаревшие аккумуляторы.

Требования к окружающей среде по отводу тепла от аккумулятора

6. Необходимость замены

① Повышение производительности оборудования:Восстановите время работы и повысьте эффективность. ② Предотвратите риск неудачи:Уменьшите риск утечки, короткого замыкания и возгорания. ③ Увеличение срока службы:Избегайте частого обслуживания других компонентов и контролируйте затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание. Стандартизация условий замены, а также предотвращение и контроль перегрева могут устранить скрытые опасности просроченной и чрезмерно ограниченной работы, а также эффективно обеспечить безопасность и надежность источника питания ИБП.

Дальнейшее чтение

• Свинцово-кислотная необслуживаемая батарея ИБП: принцип состава и список ежедневного обслуживания
• Точная оценка и классификация стандартов замены свинцово-кислотных аккумуляторов: сцена интеллектуального вычислительного центра
• Тест внутреннего сопротивления аккумулятора: почему это самый эффективный способ оценить состояние здоровья