技術的工作原理如下。VRLA蓄電池在浮充使用過程中不會釋放出氧氣。充足電時,正極板釋放氧氣,其中一小部分被正極板柵腐蝕而消耗掉。而大部分氧氣通過隔膜后在負極板表面得到復合,使負極無氫氣析出。電池內水分的損失主要是由于正極板柵腐蝕而釋放出一小部分氫氣。正極板柵腐蝕反應:Pb+2H0→PbO+2Hz負極板自放電反應:Pb+H,SO?!鶳bSO,+H,實際上,由于負極板活性物質的過量設計,VRLA電池負極無法充足電,這將導致電池容量降低,甚至電池早期失效。因為電池內產生的氫氣加速了水的損失,從而導致電池電解液過早干涸。將催化劑裝入VRLA電池頂部,使本來透過玻璃纖維隔膜到達負極表面的氧氣被吸收到催化劑表面,與電池內產生的一小部分氫氣發生迅速而有效的反應,生成水。這就消除了電解液干涸,減少正極板腐蝕,提高了充電效率。
(2)采用專利Fix-Flex極柱密封技術。利用專利Fix-Flex極柱密封技術,使極柱的增長狀態能直觀地反應出該電池的使用壽命。當電池全新使用時,極柱接線板離殼蓋距離最小,當電池使用壽命接近終止時,該部位距離會增大。
(3)對VRLA蓄電池性能的改進與提高。
1減少了酸液濃度的梯度差。因為酸濃度的梯度差會造成極板上活性物質電化學反應不一致,從而影響電池的內阻和容量。垂直放置的極板改為水平放置,減少了酸液濃度梯度差,活性物質電化學反應充分而且均勻性較好,增加了容量,降低了內阻。
② 提高了電池的一致性。有利于延長蓄電池的使用壽命。由于電池極板呈水平狀態,而且正、負極板相間,正極板上產生的氧氣因重力作用向上穿透。到過負極板與負極產生的氫氣這種復合是自然重力和壓縮,提高了電池內部循環能力和均勻性,從而提高了電池的一致性。
3 加強了極板上的活性物質的附著性。由于極板水平放置,受上下隔膜托附,加強了極板上活性物質的附著性,當受到震動或溫度升高時,活性物質不易脫落。這樣,對極板機械強度要求可減少,降低了制造成本,適于大規模生產。
4減輕了極柱承受的應力。垂直放置極板時,在電池受上下震動時,會對極柱部位產生應力,極易造成極柱部位漏液的現象。水平放置后,采用殼體上的槽來固定水平極板兩端,同時極群間的壓縮、互靠,只有左右方向才能對極柱產生應力。而在使用中,基本上不會出現左右方向的力,因此極柱部位的密封變得更容易些。
5 結構簡單、安裝方便。電池極板水平放置后,電池容量可用增減極板數量來達到。這樣,單體電池外形寬度和長度可以保持不變,只是高度隨容量大小而變化。所以,在安裝上結構尺寸減少了,便于使用通用化和生產規模化。
6 增加了正極板厚度。電池極板的厚度直接關系到電池的壽命,這種電池的正極板厚度為6.35mm,壽命可達20年。水平蓄電池主要技術參數
(1)電解液密度:1.300g/cm'。
(2)自放電率:約每月3%(25℃)。
(3)使用溫度范圍:-15℃-50℃;推薦使用溫度:20℃~30℃。
(4)溫度修正系數。環境溫度每升高1℃,降低浮充電壓0.003V/單體;環境溫度每降低1℃,升高浮充電壓0.003V/單體。
(5)浮充充電電壓:2.33V/單體~2.7V/單體(25℃)。
(6)浮充充電電流:<2mA/Ah。
(7)均衡充電電壓:2.30 V/單體~2.35V/單體(25℃)。均衡充電限流值:0.25C0。均衡充電時間:8h-12h(21℃~32℃);16h-24h(10℃~20℃)。
(8)安全閥開啟壓力:12kPa~20kPa自動開啟。
(9)使用壽命:正常浮充使用20年,80%放電循環使用壽命大于1200次。
8. VRLA蓄電池的監測系統在程控電話局,話務量忙時和空時直流耗電量相差無幾,備用蓄電池放電時有可能處于工程設計的滿載放電狀態,只要有幾個落后電池沒有被及時發現,Imin~2min就會達到整組電池的放電終了電壓,此時,如不及時處理,供電電壓有可能低于交換機的最低工作電壓,則該局會全局停話。增加蓄電池的監測功能,既可以保證通信,又可以在質量保證期內,使用戶免遭經濟損失。進行監測。 在無人或少人值守的電信電源監測系統中,除了對整組蓄電池的監測外,還必須對單體電池
以前判斷蓄電池的好壞,一般是看蓄電池的密度、端電壓、極板顏色等,對于VRLA蓄電池,密度和極板顏色是無法看到的?,F在比較通行的辦法是逐個對電池端電壓監視(整組電池電壓是逐個電壓之和),抽樣對電池內部的溫度與環境溫度比較。這樣就組成一個與無人或少人值守的電源監控系統結合的電池監測系統。蓄電池監測系統示意圖如圖3-60所示,圖中A為電流取樣點,T為溫度取樣點。
蓄電池監測系統示意圖式中:1為充放電電流;R為電池內阻,“+”時為充電狀態,“-”時為放電狀態;E為電池靜態電壓,E=0.85+d(d為電解液密度)。由上式可見,當程控局進行大電流電池放電時,內阻大的電池,端電壓明顯下降;反之,在電池充電時,電阻大的電池端電壓明顯上升。當電池組在帶載放電時,維護人員可以對每個電池的放電情況一目了然。電池端電壓監測模塊曲線圖如圖3-61所示,電池狀態為浮充一放電一浮充。其中22號電池在放電時端電壓明顯下降,說明22號電池質量有問題。此組電池為2000Ah。建立蓄電池監測系統需要注意以下問題。
(1)蓄電池端電壓測量精度應在毫伏級,以保證蓄電池電壓指標10mV級的要求。
(2)蓄電池監測系統要能對整流設備逐臺遙開、遙關、遙信。在大、中容量的程控局做蓄電池帶通信負載的容量實驗時,避免整組電池的電壓一下子降到終了電壓之下,可以一半用整流設備提供,另一半讓蓄電池放電。這樣用遙開、遙關的辦法,即使在人少的情況下,既確保通信,又做帶載放電實驗。
(3)在整流設備具備條件時,監測系統應對VRLA蓄電池的浮充電壓作自動溫度修正。一般蓄電池的基準溫度為25℃,蓄電池浮充電壓值為2.23V×24=53.52V,浮充電壓值取為±3mV/(只·℃)(廠家對產品有特別說明的除外)。
例如,室溫為5℃時,電壓修正值為2.23Vx24+(25-5)×0.003×24V=54.96V;室溫為35℃時,電壓修正值為2.23V×24-(35-25)×0.003×24V=52.8V。
當電池室沒有空調,整流器又不能作自動溫度修正時,為了延長VRLA蓄電池壽命,根據當地氣溫情況,一年中可在冬季、夏季作兩次手動溫度修正,春季、秋季不作修正。
(4)測量VRLA蓄電池的溫度探頭,每組至少兩只,測量室內環境溫度探頭至少一只。二者正常溫差為1℃-2℃。由于VRLA蓄電池內部氧循環的原因,負極溫度比正極更具代表性,將溫度探頭接到不良電池的負極上,與環境溫度的正常差值作比較,可以迅速發現不良電池的狀況。
(5)根據運行維護經驗,對浮充電壓而言,普通鉛酸電池宜采用廠商規定值的上限;VRLA蓄電池應采用廠商規定的下限。一般不推薦VRLA蓄電池采用周期均衡充電的方法。當其經常放電工作時,應掌握充入電量為放出電量的105%~110%,而不像普通鉛酸蓄電池充入電量為放出電量的120%。
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