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在直流供電系統(tǒng)中,后備蓄電池組是整個(gè)通信供電系統(tǒng)的zui后一道供電保障防線,又是電源維護(hù)工作的重點(diǎn)與難點(diǎn),在通信設(shè)備供電中斷的事故中,由蓄電池組引發(fā)的故障所占比重較大,。其原因之一是蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及不可預(yù)見(jiàn)性;其次是蓄電池組受環(huán)境溫度,、溫度補(bǔ)償、浮充電壓,、充電電流和電池的深淺放電等諸多因素的影響,。到目前為止,除了對(duì)蓄電池容量放電實(shí)驗(yàn)外,很難對(duì)蓄電池組性能進(jìn)行全面定性、定量的測(cè)試分析,特別是蓄電池組引發(fā)的障礙一旦發(fā)生,將會(huì)造成直流供電系統(tǒng)中斷的事故,。因此,為確保通信網(wǎng)絡(luò)的供電安全,必須根據(jù)閥控密封鉛酸(VRLA)蓄電池的特點(diǎn)及科學(xué)有效的維護(hù),確保通信設(shè)備直流供電安全,、穩(wěn)定、節(jié)能,、環(huán)保,。

1 VRLA蓄電池的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

(1)VRLA蓄電池的結(jié)構(gòu)

VRLA蓄電池的基本結(jié)構(gòu)是由正負(fù)極板、超細(xì)玻璃纖維隔膜,、電解液,、安全閥、導(dǎo)電端子以及殼蓋、殼體組成,如圖1所示,。正負(fù)極板是電化學(xué)反應(yīng)的區(qū)域,在板柵上敷涂鉛膏經(jīng)過(guò)固化,、化成等工藝處理后形成。正極板有效成分為二氧化鉛,負(fù)極板有效成分為海綿狀鉛,。隔板為孔率在93%以上超細(xì)玻璃纖維組成,。安全閥是一種排氣裝置,釋放多余的氣體來(lái)保持電池的氣密性和液密性,并保持電池內(nèi)部壓力在*的安全范圍內(nèi)。電池端子與負(fù)載連接起到傳導(dǎo)電流的作用,電池槽和外殼是由阻燃材料ABS或PP等樹(shù)脂材料構(gòu)成,。

(2)VRLA蓄電池的特點(diǎn)

VRLA蓄電池在充電過(guò)程中,負(fù)極反應(yīng)近似為還原反應(yīng),所以負(fù)極也稱為陰極,。VRLA蓄電池電池負(fù)極活性物質(zhì)相對(duì)于正極有盈余,超細(xì)隔板透氣性好,能吸附全部電解液,使電解液在蓄電池內(nèi)部無(wú)流動(dòng)性,同時(shí)又有自動(dòng)開(kāi)、閉的安全閥,保證了正極產(chǎn)生的氧氣,在蓄電池內(nèi)部以循環(huán)的方式被陰極吸收,即稱為陰極吸附式原理,。由于VRLA蓄電池具有*的內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),保證了電池內(nèi)部氧氣循環(huán)復(fù)合的有效建立,。在傳統(tǒng)消氫和防酸隔爆鉛酸蓄電池的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),已成為一種新型的換代產(chǎn)品,并廣泛地應(yīng)用于通信行業(yè)。它與消氫和防酸隔爆式蓄電池相比,具有以下幾個(gè)特點(diǎn):電池在密封貧液狀態(tài)下運(yùn)行;不需要補(bǔ)酸和添加蒸餾水,無(wú)需測(cè)量電解液比重,電池內(nèi)部使用了不流動(dòng)電解液;有效防止了電解液分層,自放電率小,在標(biāo)準(zhǔn)溫度下每月自放電小于3%,可以立放和臥放兩個(gè)方向放置;能與通信設(shè)備同室安裝,采用陶瓷過(guò)濾器基本無(wú)酸霧逸出;不漏液,、不腐蝕設(shè)備,對(duì)環(huán)境污染小,但運(yùn)行時(shí)對(duì)環(huán)境溫度和浮充電壓要求較嚴(yán);沒(méi)有記憶效應(yīng);比能量較高,具有大電流放電能力,。

2 VRLA蓄電池的充、放電性能

VRLA蓄電池的充電可分為浮充式,、恒壓限流式和遞增電壓式三種,在電池放電時(shí)間短或補(bǔ)償電池內(nèi)部自放電而產(chǎn)生的容量損失時(shí),采用浮充方式充電,。當(dāng)電池放電時(shí)間較長(zhǎng),蓄電池容量損失較大或同組電池中各單體電池端電壓差大于100mV時(shí),應(yīng)采用恒壓限流式或遞增電壓式充電。遞增電壓式也就是充電電壓值小于或等于均充電壓值,。但是,若環(huán)境溫度過(guò)高,造成蓄電池內(nèi)阻變化,則浮充電壓提高,導(dǎo)致充電電流增大,造成蓄電池失水過(guò)快,蓄電池容量下降,使蓄電池壽命縮短。所以浮充電壓必須隨溫度的變化進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償,標(biāo)準(zhǔn)溫度為25℃時(shí),一般溫度每增加或減少1℃,則浮充電壓應(yīng)減少或增加1～3mV,。對(duì)于樞紐樓環(huán)境溫度較好,電池溫度補(bǔ)償電壓應(yīng)設(shè)定每度補(bǔ)償1mV為佳,。

VRLA蓄電池放電時(shí),可分為放電時(shí)間率和放電電流率兩種放電規(guī)則,放電時(shí)間率是在一定的放電條件下,放電到終止的時(shí)間長(zhǎng)短,放電時(shí)間率有20、10,、5,、3、1,、0.5小時(shí)率,。而放電電流率,是比較標(biāo)稱容量不同的蓄電池放電電流大小而定的,通常以10h電流放電率為標(biāo)準(zhǔn),即蓄電池在標(biāo)準(zhǔn)溫度25℃時(shí),按10小時(shí)率電流放電到電池端電壓為1.8V/只,電池所能達(dá)到的容量為電池的額定容量。

3 影響VRLA蓄電池的重要因素

(1)溫度對(duì)VRLA蓄電池的影響

VRLA蓄電池在浮充狀態(tài)下,電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體通過(guò)氧復(fù)合反應(yīng)被負(fù)極板吸收變成水回到電池內(nèi)部,不會(huì)使電解液枯竭引起容量降低,。但環(huán)境溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度而升高時(shí),將使電池水分子過(guò)度損失,提高了電解液濃度,從而加速合金腐蝕速度,。若長(zhǎng)期處于這一環(huán)境中,蓄電池正、負(fù)極板板柵慢慢穿孔損壞,易使活性物質(zhì)附著能力減弱而脫落,。所以,環(huán)境溫度的升高,雖使容量有所增加,但高溫又會(huì)使蓄電池正,、負(fù)極板腐蝕劇增,嚴(yán)重地影響電極反應(yīng)速度,同時(shí)環(huán)境溫度過(guò)高時(shí),蓄電池內(nèi)部氣體產(chǎn)生的壓力增加。當(dāng)蓄電池內(nèi)部壓力到10～35kPa時(shí),蓄電池安全閥打開(kāi),內(nèi)部水分子損失,降低了電池的額定容量,影響蓄電池的使用壽命,。所以要求電池室標(biāo)準(zhǔn)溫度保持在20～25℃,若環(huán)境溫度高于標(biāo)準(zhǔn)溫度10℃,則電池壽命將降低一半,。

(2)浮充電壓對(duì)VRLA蓄電池的影響

由于環(huán)境溫度變化,將引起參加反應(yīng)的離子數(shù)、PbSO4溶解度、溶解速率等的變化,同時(shí)將引起電池內(nèi)阻的變化,從而導(dǎo)致浮充電壓隨之變化,。VRLA蓄電池浮充電壓過(guò)高,會(huì)使正極的析出量增加,氣體再化合效率低,蓄電池內(nèi)部壓力升高,在形成氣泡的過(guò)程中,氣壓強(qiáng)力沖擊正極板柵,使正極板柵腐蝕,活性物質(zhì)與板柵結(jié)合力變差,甚至脫落,。這樣,影響正極活性物質(zhì)的使用壽命,使電池的容量下降,而且使氣閥開(kāi)啟次數(shù)增加,蓄電池內(nèi)部水分喪失,導(dǎo)致蓄電池容量下降。同時(shí)由于VRLA蓄電池結(jié)構(gòu)上的密封性,又無(wú)游離電液,導(dǎo)致其散熱條件比普通電池的散熱條件要差,。因而VRLA蓄電池對(duì)環(huán)境溫度變化引起的電池過(guò)充電更為嚴(yán)重,。