UPS电源蓄电池的测试和使用维护.docx

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UPS电源蓄电池的测试和使用维护

UPS电源蓄电池的测试和使用维护

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　　在线测量电池的端电压是指在UPS电源工作的情况下，使用数字万用表的DC电压档或电压表测量电池两端的电压。

正常市电供电状态的UPS电源由于电池处于浮充工作状态，电池端电压应在12.3～13.5V之间。

当电池的端电压下降至10.5V时，正常的UPS电池会启动机内的电池欠压自动保护电路，使UPS电源进入既无市电供电又无逆变供电的保护状态。

　1.2测试UPS电池是否具有启动瞬间输出大电流的特性

　　后备式UPS电池由于市电供电向逆变供电的切换时间要求小于7ms，一般设计为4～5ms左右。

这就是说，一旦市电供电中断，UPS电池必须在小于4～5ms时间输出负载所需的电流。

有些失效的电池能够满足端电压和容量的要求，但不能在少于4～5ms内放电电流达到大电流的要求。

由这种电池造成的UPS故障表现为：

UPS在空载或轻载时能逆变切换成功，增大到正常负载时逆变失败。

　1.3判别UPS电池的内阻和容量

　　质量良好的UPS电池内阻在10～30mΩ左右，当内阻超过80mΩ时，必须对电池做均衡充电处理或活化处理。

电池内阻的增大，必然伴随实际输出能量的降低，从而表现为电池的容量减小。

此外，还有造成电池容量减小的其他因素，如电解液损失等。

　　测试电池内阻是否增大，决不可用数字万用表的电阻档直接测量，应采用间接测量计算的方法（电压下降法又称直流法），即以直流电流（I）通过电池放电时，求其电压降，通过公式R＝（E-U）/I简单计算得到内阻值，，其中开路电压为E，闭路电压为U。

实际维修时可用如下简单方法判别电池的内阻是否增大，用一节好的电池和一节怀疑内阻增大的电池做串联充电实验（如在500VA的UPS电源中的两节12V电池串联使用）。

在充电过程中同时测量对比两节电池的端电压，内阻增大的电池获得的充电电压比好电池高，充电电压差别大小反映内阻差别的程度。

　　若电池仅仅是容量不够，则主要表现UPS可逆变供电的时间缩短，而UPS的负载能力，市电供电与逆变供电之间的切换都不受影响。

　2、科学使用UPS蓄电池

　　科学使用UPS蓄电池就是要明确电池的正确使用方法、寿命，使之发挥最大的作用。

　2.1控制好充电电压，防止过压充电

　　对于端电压为12V的电池，正常的浮充电压在12.3～13.5V之间，浮充电电压过低，电池充不满，浮充电电压过高，会造成过压充电。

当浮充电压超过14V时，即认为是过压充电。

过压充电会导致电解液中的水被分离为氢和氧而溢出，缩短电池的使用寿命。

　2.2控制好充电电流，防止过流充电

　　理想的充电电流应采用分阶段定流充电的方式，即在充电初期采用较大的电流，充电一定时间后，改为较小的电流，至充电末期改用更小的电流。

充电电流的设计一般为0.1C（C为电池标称容量），当充电电流超过0.3C时可认为是过流充电。

过流充电会导致电池极板弯曲，活性物质脱落，使电池损坏。

　2.3防止UPS电池过流保护放电

　　电池实际放出的容量与放电电流有关，放电电流越大，电池的效率越低。

例如，12V/24Ah的电池当放电电流为0.4C时，放电至终止电压的时间是1小时50分钟，实际输出容量17.6Ah，电池的效率为73.3％。

当放电电流为7C时，放电到终止电压的时间仅为20秒，实际输出容量0.93Ah，效率为3.9％。

所以应避免大电流放电，提高电池的效率。

一般厂家在电路设计时，都要保护UPS电池逆变放电电流不超过2C。

　2.4防止UPS电池深度放电

　　尽管小电流放电，能提高电池的效率，但是当用极小电流（小于0.05C）长时间放电时，将导致电池实际放出的容量超过其额定容量，从而造成电池严重深度放电。

根据厂家的数据，当电池放电深度为100％时，电池实际使用寿命约为200～250次充放电循环；放电深度为50％时，约500～600次充放电循环。

因此，在使用UPS电源时，既要避免重载过流放电，又要避免长时间轻载逆变造成电池深度放电。

　2.5定期操作UPS电源系统

　　市电长期不停电的地区，用户要每隔一定时间，例如3个月，人为关断UPS电源交流输入，使用UPS电池逆变供电。

这种定期实验操作，有助于延长电池寿命。

一般正常使用的UPS电源，其电池寿命不超过5年。

　3、维护UPS电池的技巧与方法

　　UPS电池一般为阀控式密封铅酸蓄电池（又称免维护电池），但在有些情况下维护UPS电池是十分必要的，且具有实际意义。

　3.1欠压电池的充电技巧

　　有些UPS电池欠压是由于UPS电源的逆变器外驱动电路损坏，造成电池放电所致。

若在修好会使电池恢复如初。

问题在于，欠压的电池无法使UPS电源系统启动成功，即切换到市电（充电）状态。

此时，可用以下办法解决：

　3.1.1先用好的电池将UPS启动到市电状态后，再撤掉电池换上待充电的欠压电池。

注意：

调换电池时，要求UPS空载运行。

一般UPS进入市电状态后，只要保持输入市电正常，撤掉电池不会影响市电供电状态。

　3.1.2有专用充电器设备的，将欠压的电池先充电到10.5V以上再接入原UPS电路，便可使UPS成功启动。

无充电器时，给欠压的电池充电，也可以用微机电源中的+12V电源给电池直接充电。

充电中注意观察充电电流，根据测出的实际充电电流，以确定是否加限流电阻。

　3.2电池的活化处理

　　电池的活化处理指对电池进行均衡充电。

下列几种情况都会导致电池的内阻增大、端电压太低或容量太小，这些电池必须要通过均衡充电来恢复其原有的性能指标。

　3.2.1长时间放置不用的，超过静态存储时间的电池。

常温环境，一般UPS电池的静态存储时间为9个月。

当温度为31～40℃时，静态存储时间为5个月。

　3.2.2放电后未能及时充电的电池。

　3.2.3电池长期处于浮充工作状态（即UPS长期工作于市电状态）并超过静态存储时间。

　3.2.4不慎放电，将电池端电压放至低于终止电压。

均衡充电电流一般选0.3C或略小于0.3C。

额定电压为12V的电池均衡充电电压一般选14.5V。

没有专用充电器的用户，可参考上述数据适合的充电电路。

　参考文献：

（1）朱松然主编的《铅蓄电池技术》

（2）《电世界》杂志社出版的《电世界》杂志刊物

　　　　　（3）《电源技术》杂志社出版的《电源技术》杂志刊物