电信电源维护规程规定:蓄电池每年应以实际负荷做一次核对性放电试验,放出额定容量的30%~40%。蓄电池放电期间,每小时应测量一次端电压、放电电流;防酸式电池应每小时测量一次标示电池的密度,放电停止前全测一次。现在有先进的蓄电池放电测试设备,能完整记录放电至充电时段电压、电流及温度并绘成图表。记录这些数据十分必要,但更重要的是分析这些数据,从中得到一些结论,从而改进设备的维护状况。下面我们分析几个实例,以此说明在做核对性放电中应注意哪些问题,除了全组和单体电压、放电电流和电解液密度这些规程上提到的参数外,我们还应该关注哪些数据,以及如何来分析和解决问题。
例一、测量极柱压降发现螺丝松动
放电电池组:重庆GF-3000AH电池两组并联,负载电流1200A,单组电池放电电流600A。放电中,我们测量了电池极柱与连接铜条之间的压降,测量点如图一所示。同时,为了保证数据的可比性,每只电池的两个测量点与紧固螺丝的距离尽可能的相同。
序号压降序号压降序号压降序号压降
16mv77.6mv135.6mv198.1mv
212.7mv85.6mv145.2mv208.5mv
37.1mv97.2mv152.4mv2114.7mv
45.5mv104.5mv163.1mv229.6mv
513.2mv113.6mv1712.2mv2315.6mv
63.8mv121.4mv1844.4mv243mv
统计以上数据,极柱压降的平均值为8.775mv,超过这个值的有2、5、17、18、21、22、23。我们知道,电池组的每只电池上通过的电流是相同的,因此极柱压降偏高只能是因为电阻偏高造成的。进一步分析,参见图一,连接铜条和电池极柱之间的电阻共由三个部分组成。第一部分:铜条的测量处与紧固螺丝之间的电阻。第二部分:电池极柱的测量处与紧固螺丝之间的电阻。第三部分:紧固螺丝处极柱与铜条的接触电阻。显然,第一和第二部分对于每只电池应该是相差很小的,第三部分接触电阻由接触面的大小和紧固螺丝的松紧程度决定。首先,通过检查压降偏高的几只电池的极柱和铜条,并没有发现接触面不够平滑或者接触面积偏小的情况。随后,检查了紧固螺丝的松紧程度。我们发现,极柱压降
偏高的几只电池的紧固螺丝有不同程度的松动现象,最高的18电池(44.4mv)的一个紧固螺丝用手都可以拧动。正是由于紧固螺丝的松动,使电池极柱和连接铜条之间接触得不够紧密,也就是增加了两者之间的接触电阻,从而使得压降上升。
根据分析的结果,我们拧紧了压降偏高的那几只电池的紧固螺丝,然后再进行测量。结果这几只电池的极柱压降都下降到了5mv左右。
例二、比较放电电流发现螺丝松动
放电电池组:沈阳GF-3000AH四组并联,负载电流1917A。电池结构和连接关系见图二。
在测量电池组放电电流时,我们发现第二组电池负极四根电缆上通过的电流有较大差异。测量数据如下:
正极电缆ABCD合计
电流122XXXX127510
负极电缆ABCD合计
电流141XXXX37503
根据测量数据可以看出,正极电流和负极电流的总和基本一致,但负极四根电缆上分配的电流不平均。从图二我们可以看到,电池负极的四根极柱在内部是通过铅条短接在一起的,而在电池电缆的另一端,直流屏电池保险的前端,四根电缆也是接在同一个铜排上的。铅条和铜排的内阻非常小,可以将它们各自视为等电位。从24电池负极的铅条到电池保险前端的铜排,这个区间的电压值是固定的。根据欧姆定律V=IR,负极电缆上电流I不相同,是因为这个区间内四个分支电路的电阻R不同造成的。每个分支电路的电阻R=R1+R2+R3+R4。其中R1=极柱内阻,除非极柱受到损坏,一般来说同一个电池的每个极柱内阻基本相同。经检查,没有发现极柱受损的现象。R2=极柱与电池电缆的接触电阻,这个值由接触面的大小和紧固螺丝的松紧程度所决定。经检查没有发现接触面不够平滑或者接触面积偏小的情况。随后,我们检查了紧固螺丝的松紧程度,发现极柱C的紧固螺丝有些松动。R3=电缆的内阻,第二组电池负极的四根电缆都是RVVZ150,长度也都为15m,因此,四个支路电缆的内阻是相同的。R4=电缆和直流屏铜排的接触电阻,这个值由接触面的大小和紧固螺丝的松紧程度所决定。经检查没有发现接触面不够平滑或者接触面积偏小的情况,也没有发现螺丝有松动的现象。
经过以上分析和检查,我们认为是由于极柱处紧固螺丝松动,使得电池极柱和电缆的铜鼻之间接触得不够紧密,增加了两者之间的接触电阻,从而导致了C极柱上的电流偏小。在我们加固了螺丝以后,负极四根电池电缆的电流差值减小到了8A。
在实际工作中,电池经过长时间运行,尤其是经过多次大电流充放电以后,紧固螺丝容易松动。但是,平时我们的电池大部分时间是在浮充状态运行,充电电流仅为几安培,该因素对电池的影响比较小,很难发现。通过以上两例的分析,我们可以看到,在大电流放电时,通过测量极柱压降以及比较每根电缆的放电电流可以发现该问题,并能迅速准确地解决问题。
例三、放电中发现了落后电池
放电中发现落后电池是较多见的情况。应急处理要视情况而定。如果某只电池电压跌落较快,偏离整组平均电压较远,就要对该电池重点关注,增加测量的密度。任何一只电池达到放电终了电压,要立刻恢复市电。如果该电池电压迅速下降至终了电压以下,应立即将该组电池脱离出系统。事后处理也要分别对待。某些容量明显不足的应该更换。某些落后电池可以通过活化仪进行多次的充、放电循环,以提高
电池极板活性,消除硫化现象,恢复电池的容量。
例四、放电中发现了设计和安装的不合理
放电电池组:GB1000AH四组并联,负载电流为713A。我们分别测量了四组电池的放电、充电电流以及放电时电池组正、负极母线的压降,测量数据如下:
一组电流二组电流三组电流四组电流
放电209A185A181A138A
充电165A143A136A91A
一组电池二组电池三组电池四组电池
正极母线压降234mv244mv253mv249mv
负极母线压降117mv114mv119mv111mv
从表中可以看到,放电电流大的电池,在充电时电流也大,但它们的母线压降相差并不大,这个是什么原因造成的呢
让我们看看左边这个简化电路图。其中R2是电池内阻,R1、R3是电池组正、负极到直流屏的正、负铜排之间的电阻。由于,每组电池正、负极的母线压降基本相同,我们可以把每组电池的正极和负极分别看做一个同电位点,在图中用虚线短连起来。很显然,本例中每组电池电流I不同是因为R1、R3不同造成的。进一步检查电池组正、负极到直流屏的正、负铜排之间的电阻,发现各个接头部位均接触良好。研究电池组的安装方式,我们发现了问题。
图四是电池组的安装方式和电缆的布放方式,其中每组电池电缆的截面和根数相同。经过测量,2、3组电池电缆的长度基本相同,1组电池电缆要比2组的短3m,4组电池电缆要比2组的长3m。根据电缆内阻的计算方法,R=ρL/S,电缆越长电阻越大。因此,我们认为本例中,引起充、放电电流的不同的原因是电池电缆的长度不同。电池放电电流不均将造成整个系统备用时间缩短。长期充放电不均将增加电池的性能差异,又反过来进一步引起电流不均。因此电池设计安装时应尽可能使各组电池的连接线长度和截面一致。
以上我们通过详细分析四个实例,说明了做核对性放电应该注意的一些方法,也通过实验数据得到了一些有益于维护和安装的结论。希望我们的经验能对同行有所启示。
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